Apuntes Geología: Las ciencias

Ciencias y metodologías: Las ciencias / Ciencia empírica / Geociencias / Definiciones

1. Las ciencias

1.1. Ciencias "exactas":

Son las ciencias que producen resultados lógicamente correctos que son comprobables con metodologías que no permiten ambigüedades. Los resultados se pueden confirmar en una demostración matemática o lógica. Los resultados son válidos para todo el universo.
Un buen ejemplo es el número "Pi" o otras demostraciones matemáticas, físicas o por parte químicas.

Hipótesis → Axiomas + Teoremas + afirmaciones → Resultado (Teoría → Modelo)

Donde axiomas son proposiciones evidentes que no necesitan una relevación lógica.
Teoremas son afirmaciones con una línea de desarrollo lógico

La palabra ciencia exacta no es muy bien elegido, las otras ciencias no son menos exactos o "inexactos", mejor se usa "ciencias empíricas".

1.2. Ciencia empírica:

La geología es una ciencia que en grandes partes no es "exacta", es decir, su base es un conjunto de observaciones cuales conducen a un modelo -  se usa metodologías empíricas. El modelo refleja una "verdad" momentánea, temporal, de vista parcial, que depende en gran rasgos a la magnitud de la investigación, cantidad de los datos levantados y del avance tecnológico momentáneo.

Hipótesis → Teoremas + afirmaciones + observaciones empíricos = Modelo

Es decir un hipótesis es una afirmación que podría ser verdadera, pero necesita una aprobación lógica o empírica.
Un modelo es un resultado que no se contradice con las teoremas, afirmaciones y observaciones empíricos.

Teorías conducen a modelos o proyectan modelos - es decir teorías tratan explicar partes de la verdad. La palabra teoría no se usa en forma homogénea, ni coherente:
Correctamente (sentido filosófico de las escuelas antiguas griegas) teorías se producen con afirmaciones lógicas sin uso de datos empíricos - entonces exclusivamente líneas lógicas sin practica (por eso hasta la actualidad se ve teoría y práctica como antónimos).
Actualmente se incluye en la palabra "teoría" los resultados obtenidos por metodologías empíricas.
Además, como otro extremo, se usa la palabra teoría como sinónimo de "todavía no seguro" o ". . . es pura teoría" - eso no tiene mucho que ver con las definiciones científicas. Eso también se extiende a frases fijadas como "La teoría de la relatividad" - es mucho más de una teoría todavía cuestionable, pero igualmente se mantiene el prefijo "teoría".

Existen teorías o modelos de la misma materia que coexisten, aunque llegan a otra conclusión (por ejemplo Mecánica clásica y la teoría de la relatividad) como ambas alumbran una "otra" verdad (una verdad de "la vida normal" versus una verdad cerca de la velocidad de la luz).

Afirmaciones para modelos o teorías:
● Teorías basan a un paradigma o hipótesis y deben usar axiomas y teoremas
● Teorías usan definiciones como elemento de construcción
● Teorías usan resultados de metodologías empíricas

Criterios de validez de modelos o teorías:
● Internamente consistente, libre de contradicciones
● Comprobable - revisable
● de definición única - explicito
● Coherente a las teoremas (lógicamente aprobadas) anteriores
● Aplicabilidad, no solamente descriptivo
● Conduciendo a pronósticos cual resultado influye a la validez.

1.3. Cuales son las problemas específicas en las ciencias geológicas:

a) Inaccesibilidad:
Muchos ambientes no son accesible por el ser humano (por las condiciones físicas o por el tiempo), eso impide observaciones directas, datos directos. Ejemplo: Cámara magmática, evolución etc..

Soluciones:
- Se usa teoremas, o en el caso sí no existen - modelos.
- Se buscar una forma de reemplazar la observación directa por ejemplo con modelos en laboratorio o simulaciones reales o computacionales.

b) Complejidad de las sistemas naturales:
Sistemas naturales son sumamente complejo - dependen de muchos factores o participantes. Los actores o participantes generalmente dependen entre sí mismo - en ambas direcciones (Ejemplo océano y clima: El clima global depende del comportamiento del océano - el océano depende del comportamiento del clima).
Existen ciclos autoregulantes y ciclos retroalimentantes - donde un parámetro "A" influye a parámetro "B" que afecta nuevamente parámetro "A".

c) No - linealidad de las sistemas:
La naturaleza cuenta con sistemas lineales, fácilmente predecibles (aumento de "x" produce aumento de "y". Pero lamentablemente muchos sistemas son no-linear, tienen un punto de quiebre simplemente el aumento de "x" no necesariamente produce aumento de "y" en todo el trayecto.




d) El factor de valores extremos:
Capaz muchos axiomas, teoremas y modelos, especialmente de la química y física están hechos para situaciones "normales". En la geología ocasionalmente se aplican situaciones extremas:
- situaciones temporales de millones de años
- presiones sumamente altas de largo tiempo
- temperaturas extremamente altas.

2. Características de definiciones y discriminaciones:

En las geo-ciencias es muy importante de contar con definiciones, sean en base de estudios empíricos, en base de teoremas o en base de axiomas.
Una definición tiene que ser:
● Clara, exacta, inconfundible y única (sin denominaciones ambiguas)
● Coherente con las observaciones o estudios empíricos
● Coherente a los modelos científicos actuales
● Útil, simplificadora
● Aplicable, razonable
● Reversible: Observación → Denominación → Naturaleza
● con validez global, internacional

Generalmente existen dos formas de sistemas:
a) Sistemas de elementos únicos, o sistemas sin transición (A | B)
b) Sistemas de transición, sistemas mezclables  (A . . . B)

Sistemas de elementos únicos son más fácil en su manejo, como permiten limitar los elementos por su estado natural: Por ejemplo algunos minerales se definen por su formula y su estructura cristalina - no hay transiciones entre cuarzo y olivino (es como plátano y manzana no hay intermedios). La palabra "cuarzo" cuenta con una definición única y coherente.

Los sistemas mezclables son diferentes: En el peor de los casos existe una transición total entre un Extremo "A" hasta un extremo "B". ¿Como y dónde se define los valores limitantes. Ejemplos hay suficientes en la geología (Los feldespatos, las rocas magmáticas, sedimentos clásticos etc.).

● Solución empírica: Se analiza la distribución estadística de los valores y se generan clústeres (nubes de puntos) - donde se define los valores limitantes de acuerdo de los clústeres y se mantiene las nubes intactos con el mismo nombre. Ejemplo Diagrama Streckeisen (OAPF), se analizó miles de muestras y se manifestaron acumulaciones estadísticas donde los centros de los campos actuales (como granito, monzonita etc.) casi no existieron muestras ubicadas directamente encimas del límite. 

● Solución matemática: Se divide la transición en porciones simétricas - iguales como Albita - Anortita.

● Solución orgánica: De acuerdo de las habilidades del ser humano - hasta donde el ser humano lo identifica fácilmente (limite arena - silt).

● Se permite transiciones en la expresión verbal. Ejemplo: Caliza - Caliza impura - Arenisca.