1. Ing. Fidel Parra, Ph.D
(06 - 11 abril 2020)
Trabajo de Titulación
Modalidad de estudios Semipresencial
TEMA 1:El conocimiento, la ciencia y la investigación científica.
5. 5
Los temas a considerar
• El método experimental como base del método científico
• Las diferencias entre Ciencia y Tecnología
• El impacto de la Ciencia y la Tecnología en la Sociedad y su desarrollo
• La Ciencia como un sistema social
7. EPN-QUITO7
El experimento
“Huye de los preceptos de aquellos especuladores, cuyas razones no
estén confirmadas por la experiencia.” Manuscrito B 4v (1488)
Leonardo Da Vinci
“Dudo mucho que Aristóteles alguna vez haya probado
experimentalmente si es cierto que dos piedras, una
pesando diez veces más que la otra, al permitírseles
caer al mismo instante desde una altura de, digamos,
100 unidades, difiera tanto en velocidad que, cuando
la más pesada haya alcanzado el suelo, la otra no haya
caído más de 10 unidades” Salviati,
Diálogo Concerniente a Dos Nuevas Ciencias, 1638
Galileo Galilei Linceo
8. EPN-QUITO8
Un ejemplo: el período de un péndulo
Segunda Ley de NewtonLey de Hooke
Número de oscilaciones corcho 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 9.9 10.0 10.0 9.9 10.0
Número de oscilaciones plomo 10.0 10.0 9.9 10.1 10.1 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0
Número de oscilaciones a 5 grados 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0
Número de oscilaciones a 45 grados 29.5 29.6 29.5 29.5 29.0
Cuerda 24.0 cm 28.0 28.0 28.0 28.0 28.0
Cuerda 50.5 cm 20.0 19.9 19.8 20.0 19.9
Cuerda 50.5 cm 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0
Cuerda 99.4 cm 9.75 9.25 9.7 10.0 9.75
Período: no depende crucialmente del material
Dentro de cierto rango,
no depende de la
amplitud
Dependencia con longitud
regularidad y continuidad: variables
9. 9
Método hipotético-deductivo
Datos Búsqueda de relación entre variables Predicción
4. Predicción
5. Experimento
3. Hipótesis (I)
2. formulación de
1. Experiencia
Método hipotético-deductivo
Primero Ud. conjetura. No se ría, es la parte más
importante.
Luego, calcula las consecuencias. Compara las consecuencias
con la experiencia. Si no existe acuerdo, la conjetura está
errada...no importa qué tan hermosa sea su conjetura, o
qué tan listo sea Ud, o cómo se llame.
Richard P. Feynman (1918-1988)
La confirmación experimental de una predicción, constituye una
mera medición. Un experimento que invalide una predicción es,
(sin embargo,) un descubrimiento.
Enrico Fermi (1901-1954)
3.98 ± 0.025
0.0243 ± 0.011
10. 10
El laboratorio
“Los conmino a interesarse por estos sagrados dominios tan
elocuentemente llamados laboratorios. Rueguen por más y por su
fomento, porque son los templos del futuro, de la salud y del bienestar.
Es aquí donde la Humanidad crecerá, se fortalecerá y se superará.
Aquí, la Humanidad aprenderá a interpretar el progreso y la armonía a
partir de los oficios de la Naturaleza, en contraste con los oficios
propios de la Humanidad misma, que muy a menudo son barbáricos,
fanáticos y destructivos.”
Louis Pasteur (1822-1895)
Es el espacio donde se pueden realizar las mediciones de un experimento bajo
condiciones controladas
11. 11
Limitaciones del Método Científico
• No siempre se pueden realizar todos los pasos de la experimentación
• Sólo en casos relativamente simples (pocas variables) puede aplicarse
el análisis matemático
• Debe de fiarse en la técnica y la tecnología previas
• Las teorías físicas del inicio del siglo XX replantean el papel del
observador y acotan el concepto de objetividad previo
• En niveles sub-microscópicos, existen pares de variables que no
pueden medirse simultáneamente (incertidumbre de Heisenberg ) Ej.:
posición y velocidad, energía y tiempo
• El teorema de indiscernibilidad de Gödel
• La complejidad de muchos sistemas demanda de nuevos enfoques
(numéricos, digitales)
• ¿Otras Lógicas?
12. 12
La Tecnología
Conjunto de métodos para articular a la Naturaleza
rumbo a la consecución de alguna tarea o servicio
14. El Método Teórico en Física
Albert Einstein, Scientific American (1950)
Existe una pasión por comprender, del mismo modo que existe una pasión
por la Música. Aquella es más bien común en niños; pero se pierde con el
tiempo.
Una y otra vez, la pasión por comprender ha conducido a la ilusión de que
el Hombre es capaz de comprender el Mundo objetivo de manera racional.
Por puro pensamiento. Sin base empírica alguna, o sea, por Metafísica.
Un Metafísico semejante cree que la totalidad de la experiencia sensorial
puede comprenderse sobre la base de un sistema conceptual construido
mediante premisas de gran simplicidad.
Un escéptico alegaría que esto es un “credo milagroso”; pero es un credo
que ha crecido hasta una extensión sorprendente mediante el desarrollo de
la Ciencia.
15. 15
Zeiss, Abbe y Schott: ¿un ejemplo de asociación
óptima?
Dr. ( Ing. Mecánico) Carl F. Zeiss (1816-
1888) funda firma Carl Zeiss (1846)
fabricando microscopios con lentes simples
Dr. (Física) Ernst Abbe (1840-1905),
de la Universidad de Jena se asocia (1875)
sentando la bases del diseño óptico
Dr. (Química) Otto Schott (1851-1935),
se integra en 1881 para fabricar vidrio
óptico
Objetivo apocromático, 1886
Robert Koch, bacilo de tuberculosis (Nobel, 1905)
10,000 microscopios, 250 trabajadores
Binocular 8x20 mm, 1893
Microscopio estereoscópico, 1896
Asociación con Baush&Lomb (Rochester, New York)
1,070 trabajadores, 1900
Estereocomparador (astronomía, Plutón), 1904
Foto-objetivo Tessar, 1902
Faros automóviles, 1911
Cámaras rápidas de cine, 1913 (300 cuadros/segundo)
Planetarium, 1930 (4 en Quito)
Iluminación Köhler, 1896---
Contraste de Fase, Fritz Zernike, 1930 (Nobel, 1953)
Cristales p/infrarrojo, finales 1930
Recubrimientos anti-reflejos, 1935 (top-secret hasta 1940)
16. EPN-QUITO16
Desarrollo tecnológico e industria
La innovación no sólo proviene de la necesidad de mejorar constantemente los productos y los
modos de producción, sino de renovar periódicamente el ánimo de compra de los
consumidores.
Mercadotecnia: introducción de nuevos productos; pero muchos no
se han probados suficientemente ni optimizados y se busca a
menudo sólo crear nuevas necesidades. ¿Legislaciones nuevas?
17. EPN-QUITO17
Industria, tecnología y sociedad
•Manufactura de productos existentes:
regularizar y normar el proceso de
producción (Metrología Industrial)
•Investigación de nuevos productos:
investigación de recursos potenciales para no
ser sobrepasado con productos menos
costosos o mediante posturas de patentes
•Preparación de planes para el futuro: crear
nuevos productos para nuevos mercados con
recursos propios
El técnico es un elemento imprescindible en la producción industrial, tecnológica y científica
(know-how).
El método experimental ha involucrado a los científicos con el mundo real, al grado de haber
contribuído a la técnica. La tecnología se convierte en intermediaria entre ciencia e industria.
19. EPN-QUITO 19
Ciencia básica y problemas sociales
Aunque la solución de un problema determinado requiera apaentemente de sólo ciertas
disciplinas, su implementación óptima demanda de atención interdisciplinaria, incluyendo el
concurso de disciplinas básicas. Y se desenboca en proyectos transdisciplinarios
20. EPN-QUITO 20
Ciencia básica en países no desarrollados: ¿un lujo?
Ciencia básica: resulta del esfuerzo por resolver problemas del conocimiento.
Tecnología: resulta del esfuerzo por resolver problemas prácticos.
En países subdesarrollados
•se puede hacer ciencia de primera línea,
•es menos difícil hacer buena ciencia básica y aplicada que buena tecnología porque
las
exigencias técnicas suelen ser modestas y, si crecen, se colman con expertos extranje-
ros (aunque haya nacionales): la innovación técnológica depende de la demanda,
•la ciencia básica depende menos críticamente del nivel de producción y más crítica-
mente de la curiosidad y talento de los investigadores. Aplican restricciones.
Tesis: el sistema de valores utilitario impidió a chinos, romanos y bizantinos el
ejercicio de la ciencia (administración pública, técnica militar, ingeniería civil)
La razón principal para fomentar la investigación básica no es su utilidad práctica, sino
su valor como fuente de mejoramiento intelectual. Por lo demás, citando a Edward
Tyler: la ciencia de Hoy es la tecnología de Mañana.
21. 21
Sobre estrategias...
La tesis anterior sugiere que la estrategia nacional más apropiada para
paises subdesarrollados no es la basada exclusivamente en las
aplicaciones inmediatas en general.
Sugiere la razón por la cual el desarrollo moderno occidental floreció en el
siglo XVIII en Europa y porqué sus fuentes de crecimiento han eludido aun a
aquellas culturas o civilizaciones donde hubo técnica de gran refinamiento.
Nuestro país es demasiado pobre para poder darse el lujo de nofomentar a la
investigación básica.
Bernardo Alberto Houssay (1887-1971)
Otorga prioridad al talento y a los campos de investigación más promisorios
y, al mismo tiempo, menos cultivados (biología evolutiva, neurociencia,
psicología biológica, socioeconomía, historia social). Además, existen
muchos intersticios por explorar.
22. EPN-QUITO 22
La ciencia consolidó definitivamente su importancia cuando comprendió que la superioridad
militar y económica de la civilización europea sobre las antiguas civilizaciones del Islam, India
y China se debía a conquistas técnicas, y que para desarrollar la técnica se requería la continua
aplicación y desarrollo de la ciencia.
La Ciencia y la Historia, John D. Bernal, Plaza & Janés, 1973, p.24
Fechas de
innovaciones
Innovaciones
fundamentales
Base geográfica
Periodo de
crecimiento veloz
1760-1770 máquina de vapor, química,
ingeniería civil
Gran Bretaña, Francia 1780-1815
1820 ferrocarriles, ingeniería mecánica Gran Bretaña, Europa 1840-1870
1870-1880 química, electricidad,
motores de combustión interna
Alemania, EE.UU. 1890-1914
1930-1940 química, electrónica, física,
aeroespacial
EE.UU. 1945-1970
1970 microelectrónica Japón 1985-1990
1980 computadoras personales,
fibras ópticas
EE.UU. 1990-2000
Saber es Poder Francis Bacon (1561-1626)
23. EPN-QUITO 23
La ciencia como un sistema
La ciencia occidental tiene una meta general:
explicar los fenómenos naturales
prácticamente, se caracteriza por
•apartamentos especializados con
metas subsidiarias
•sistema de información
•enseñanza e investigación
•premios y reconocimientos,
cuenta con un estándar de verdad basado en
•observación
•razón
•experimento
•reproducibilidad.
Ha tomado los logros intelectuales idóneos
de previas culturas
•alfabeto fonético
•sistema numérico con cero y
decimales
•matemáticas con geometría y álgebra
•religiones no animistas,
habiendo realizado contribuciones originales
propias de carácter crucial
•cálculo diferencial e integral
•sistema métrico
•método experimental
•método teórico.
24. 24
Inversión en ciencia y tecnología
Gasto en investigación aplicada
(anual, 1990)
IBM $500 millones de dólares
Bell $150 millones de dólares
Xerox $120 millones de dólares
CONACyT $33 millones de
dólares
relación de sueldos en EE.UU.
Gobierno (defense, p.e.) 3
Industria 2
Universidad 1
En EE.UU., de cada $10 USD
1 básica, 2 aplicada, 7 prototipos
IA < 0.65%: poca inversión, en detrimento
de la ciencia aplicada
Inv. y Des. CIVIL en % PNB
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
1970
1971
1972
19731974
1975
1976
1977
1978
1979
19801981
1982
1983
1984
Japón
Alemania
Oeste
EE.UU.
Inglaterra
Francia
25. EPN-QUITO25
Formación de recursos humanos en ciencia
¿Cómo podemos inculcar en la gente la maravillosa delicia del examen intelectual
de la Naturaleza? Polaroid Corporation (1967)
Edwin H. Land
Estadísticas OCDE (dic.2001)
32 países. ¿México?
Habil. Lectura.....26%+...74%-........31
Cul. Matemática..387 media 500.....31
Cul. Ciencias.......432 media 500.....31
(1909-1991)
26. 26
El futuro de la Ciencia: la Física
Las más importantes leyes fundamentales y hechos de la Física se hayan
todos descubiertos ya, y están tan firmemente establecidos que la
posibilidad de ser sustituidos en consecuencia de nuevos descubrimientos
es extremadamente remota...Nuestros futuros descubrimientos deben de
buscarse en la sexta posición decimal.
Albert A. Michelson, 1894
Predecir es muy difícil, especialmente si es respecto del futuro.
Niels Bohr (1885-1962)
1905 Teoría de la Relatividad
1897-1926 Mecánica Cuántica
1938 Fisión nuclear
1940 Reactores nucleares, Fusión
1950 Transistores, Computadoras
1960 Láseres, fibras ópticas, satélites y cohetes
1970 Orígenes del universo (expansión, BigBang)
1975 Quarks (modelo estándar)
1982 Materia y Energía Oscuras
Pero meses después surgen nuevos paradigmas, dando paso a
En el siglo XX se han realizado más
descubrimientos que todos los
registrados en los siglos anteriores...
1985 Detectores de Alta Resolución
1990 Tecnologías LCD, CD, DVD
1995 Reducción vel. de la luz (MM)
2000 Automatización, Energías
alternativas, Comunicaciones
27. 27
Otros retos
• instrumentar estos esquemas en las planeaciones científica, económica y
política, acordemente con el seguimiento y continuidad debidos
• científicos y técnicos trabajar iterativamente con legisladores y ejecutivos
gubernamentales, pero laborando éstos como técnicos sociales
• tomar medidas más efectivas para articular los flujos de información entre
sectores productivos y de servicios con los sectores científicos y tecnológicos
afines
• tomar medidas para incrementar el impacto local sin perder competitividad
internacional (sistemas de estímulos nacionales y regionales)
• reformar al sistema educativo referente a la enseñanza de la Ciencia, la
Tecnología y la Técnica [métodos didácticos sin rebuscamientos, capacitación con
ejercitación manual, material e instrumentación accesibles, motivaciones claras
para educandos, recursos para educadores. Evitar dogmatismos)
• realizar un sistema nacional de técnicos
• tomar medidas para incrementar las fuentes de trabajo y prever su saturación ,
así como modernizar el sistema de jubilación
28. EPN-QUITO28
¡sapere aude!
•John Bernal, La Ciencia en la Historia, Plaza&Janés (1973)
•Richard M. Cyert y David C. Mowery, Technology, employment and U.S. competitiveness, Scientific
American, v.260, n.5 (1989)
•René-Francoise Bizec, ¿Está averiada la tecnología norteamericana?, Mundo Científico, v.8 n.85 (1988)
•Elizabeth Corcoran, Redesigning research, Scientific American, v.266 n.6 (1992)
•Nathan Rosenberg y L. E. Birdzell Jr., Science, technology and the western miracle, Scientific American v.263
n.5 (1990)
•E. R. Piore, Función de la investigación en una corporación o industria, en La innovación tecnológica y la
sociedad, D. Morse y A. W. Warner comps., UTHEA n.357 (1967)
•Mario Bunge, Ciencia, tecnología y desarrollo, Hermes, México D.F. (1998)
•Mario Bunge, Ser, Saber, Hacer, PAIDÓS, Buenos Aires (2002)
•Herbert Marcuse, La racionalidad tecnológica y la lógica de la dominación, en Estudios sobre sociología de
la ciencia, B. Barnes comp., Alianza Editorial (1980)
•Joachim Wittig, Ernet Abbe, Teuber Verlagsgessellschaft (1989)
•Thomas S. Kuhn, La estructura de las revoluciones científicas, Breviarios del Fondo de Cultura Económica
(1968)
•Organización para la Cooperación y Desarrollo Económicos (OCDE), http://rtn.net.mx/ocde/ocde.html
•CONACyT, http://www.conacyt.mx entre otros
•Revista del Banco Interamericano de Desarrollo, http://www.iadb.org/idbamerica/spanish/
29. 29
El mundo sin ingenieros
...pero, ¿identificaría como
progreso
el ver que un caníbal
usara cuchillo y
tenedor?
Stanislaw Lem
30. 30
Sinrazones y desproporciones
...Pero nuestros gastos actuales en el desarrollo de planes de investigación acerca de
la naturaleza fundamental de las supremas facultades del Hombre, equivalen a menos
de la mitad del costo de un tanque de guerra regular, y el dinero dedicado a la
investigación del cerebro en Inglaterra corresponde escasamente a un décimo del
1% del costo anual de los servicios nacionales de salud mental.
W. Grey Walter, El Cerebro Viviente, (1960)
