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  • Lo que todo estudiante de preparatoria debería saber acerca de la Ciencia

    Por Michael Newton Keas

    Debido a que la ciencia es un elemento fundamental de la sociedad moderna, todos necesitamos una exhaustiva introducción a ella. En particular, todo estudiante de preparatoria debería saber: 1) ¿Qué es la ciencia? 2) las diferentes formas de practicarla y 3) ¿por qué es importante? El primer tema es filosófico, el segundo es histórico y de procedimiento y el tercero motiva a los alumnos a estudiar la ciencia.

    ¿Qué distingue a la ciencia de otros esfuerzos como la religión, la filosofía o la historia? Esta pregunta, como Stephen Meyer ha mostrado (vea su ensayo sobre el "problema de demarcación" en The Creation Hypothesis [La Hipótesis de la Creación]), no tiene una respuesta concluyente, en parte debido a la asombrosa variedad de formas existentes de practicar la ciencia. En la mayoría de los casos reconocemos la ciencia honesta con sólo verla. Debe desafiarse a los alumnos a definir la ciencia y reconocer por qué es tan difícil este ejercicio de filosofía de la ciencia. En los Estados Unidos, los departamentos de educación de cerca de cuarenta estados definen la ciencia sencillamente como "investigación del mundo natural mediante la observación, la experimentación y la argumentación lógica". (Jonathan Wells, "Definitions of Science in State Standards" [Definiciones de Ciencia según las Normas Estatales], www.discovery.org/csc, noviembre de 2005). Sólo Massachussets y Kansas han propuesto restringir a la ciencia con una definición que sólo permite explicar lo observado mediante causas naturales no guiadas. Los estudiantes deberían saber por qué esta restricción causa controversia.

    Segundo, los alumnos deben apreciar la variedad de formas de practicar la ciencia, lo que yo llamo pluralismo metodológico. Los científicos de laboratorio manipulan activamente condiciones, siguiendo el método experimental estándar. Con frecuencia a los astrónomos no se les permite observar pasivamente el espacio profundo, donde los cuerpos celestes están fuera de su control experimental. Los geólogos estudian un sólo objeto (la Tierra) mediante métodos y leyes naturales tomadas en gran parte de otras disciplinas científicas (especialmente la física y la química). Algunas veces los astrónomos y los geólogos utilizan modelos de simulación para entender cambios a largo plazo y gran escala en los objetos que estudian. Muchos físicos estudian pequeñas partículas subatómicas que presentan retos de investigación únicos. El "método científico", como se presenta en la introducción de la mayoría de los libros de texto sobre ciencia, generalmente no reconoce la diversidad metodológica de la práctica científica real (Henry H. Bauer, Scientific Literacy and the Myth of the Scientific Method [Alfabetismo Científico y el Mito del Método Científico], 1992).

    Los estudiantes deberían ser capaces de reconocer que la práctica científica está moldeada por diferentes creencias. Esta es otra forma de pluralismo metodológico. Por ejemplo, los antiguos babilonios tuvieron el programa de investigación científica más largo de toda la historia humana (20 siglos). Aunque su motivación era la religión y la astrología, la astronomía matemática resultante tuvo un gran poder de predicción. Podían pronosticar muchos sucesos celestes con precisión (Noel Swerdlow, The Baylonian Theory of the Planets [La Teoría Babilónica de los Planetas], 1998). Es necesario que los estudiantes se den cuenta cómo varios puntos de vista religiosos, antirreligiosos o no religiosos con frecuencia han motivado y llevado al éxito a la ciencia empírica. En National Sciencce Education Standards [Normas Nacionales de Educación Científica] (http://www.nap.edu/readingroom/books/nses/6e.html, National Academy Press, 1996) se afirma este enfoque: "Los científicos están influenciados por creencias sociales, culturales y personales y por formas de ver el mundo. La ciencia no está separada de la sociedad, más bien es una parte de ella". Este enfoque de la educación científica incluiría una discusión sobre la influencia del naturalismo en la ciencia. El naturalismo en su forma filosófica dice que nada más allá de la naturaleza es real. Esto equivale al ateísmo. El naturalismo en la ciencia ha llevado a muchos científicos a limitarse a causas materiales para explicar el mundo natural. A esto se le llama también naturalismo metodológico. Es necesario concienciar a los alumnos acerca de estas influencias sociales en la ciencia, y animárseles a evaluarlas críticamente.

    Aún más allá de eso, los estudiantes necesitan aprender que la ciencia tiene dos metas principales y distintas: "¿cómo funcionan las cosas?" y "¿cómo se originaron las cosas?" Cada uno de estos objetivos se logra mediante una colección de herramientas de investigación algo diferentes. También esto es pluralismo metodológico. La primera pregunta, "¿cómo funcionan las cosas?", abarcó casi todos los esfuerzos científicos hasta la primera parte del siglo XIX, cuando la geología y la biología adquirieron herramientas empíricas rigurosas para investigar "¿cómo se originaron las cosas?" (Martin Rudwick, Bursting the Limits of Time [Rompiendo los Límites del Tiempo], 2005). Los científicos que investigan "los orígenes" estudian las cosas existentes y utilizan esta evidencia para construir varias hipótesis que expliquen cómo podrían haberse originado las cosas naturales. Los geólogos -en contraste con la mayoría de los filósofos de la antigüedad- en su mayoría concluyeron que la Tierra no es eterna, sino que tuvo un principio y cambió en etapas únicas a través del tiempo.

    Esta visión ha motivado parcialmente la perspectiva judeocristiana de la historia con su noción de un principio único, un desarrollo irrepetible y un final (Rudwick, p. 7 y 642). El desarrollo histórico real reemplazó a la antigua idea griega de los ciclos infinitos. Tanto el punto de vista secular como el religioso proporcionaron analogías para guiar los intentos de reconstruir la historia de la Tierra. Por ejemplo, los primeros geólogos utilizaron los fósiles como marcas del registro histórico de la Tierra, en forma muy parecida a como los arqueólogos habían estado utilizando artefactos humanos como las monedas a manera de importantes indicadores cronológicos. A los fósiles se les llamó "monedas de la naturaleza". Este tipo de legados culturales de la historia de la ciencia merecen un lugar en los programas educativos. Volver a contar el relato del descubrimiento de la historia de la Tierra realizado a principios del siglo XIX podría ayudar a aclarar el común malentendido de que "la ciencia no puede estudiar sucesos naturales pasados no repetibles". Las ciencias de la tierra y la vida desde el siglo XIX, y la cosmología desde el siglo XX, han identificado y explicado muchos sucesos del pasado basándose en pruebas existentes actualmente. Aunque no son tan certeros como los experimentos repetibles realizados en un laboratorio, estos resultados se encuentran entre los logros más notables de la ciencia moderna.

    Tercero, debemos convencer a los estudiantes de que la ciencia es importante. Entender "cómo funcionan las cosas" nos ayuda a manejar mejor los recursos naturales de la Tierra y la salud humana. El debate científico sobre el origen del universo y la vida merece atención especial en la educación científica porque afecta la forma en que vemos la vida y el propósito de la humanidad. La asombrosa complejidad de la célula bacterial más sencilla, con sus máquinas moleculares tan específicas, debe producir asombro y reverencia entre los estudiantes. Algunos alumnos pueden atribuir este aparente diseño a la naturaleza autónoma (naturalismo). Otros pueden concluir que esto señala a un diseñador más allá del reino natural. Otros más pueden responder en formas diferentes. El instructor científico debe ayudar a los estudiantes a desarrollar sus propias opiniones tomando en cuenta seriamente a la ciencia (y otras materias). Sin este equilibrio, la educación científica se reduce a propaganda.

    Una forma de motivar a los alumnos al estudio de la ciencia y al pensamiento crítico es examinar casos de estudio de controversia científica. A través de casos de estudio los alumnos podrán apreciar el procedimiento científico estandarizado de inferir la mejor explicación a partir de varias hipótesis en competencia. Charles Darwin declaró: "un resultado justo sólo se puede obtener estableciendo y balanceando todos los hechos y argumentos en ambos lados de cada cuestión" (Origen de las Especies, p. 2). En el actual clima de política de la educación pública, esto equivaldría por lo menos a enseñar no sólo las fortalezas de la teoría de Darwin, sino las pruebas que la desafían. Por ejemplo, cualquier teoría completa sobre los orígenes biológicos debe examinar las pruebas fósiles. Los fósiles de la "explosión cámbrica" muestran que prácticamente todas las formas básicas de la vida animal aparecieron repentinamente sin precursores indiscutibles. No sólo la repentina aparición geológica es notable, sino también la observación de que las grandes categorías (filos del reino animal) aparecen antes de la multiplicación de pequeñas diferencias entre las especies. La teoría de Darwin predice lo opuesto: la multiplicación de pequeñas diferencias y, mediante la selección natural, el surgimiento posterior de diferencias anatómicas importantes. Los estudiantes deberían saber en qué forma la evidencia está desafiando al darvinismo, pero pocos libros de texto de biología lo mencionan.

    Veamos otro ejemplo. Muchos textos de biología cuentan la historia de los pinzones de las Islas Galápagos, cuyos picos han variado en forma y tamaño a través del tiempo. También hacen notar cómo algunas bacterias han adquirido resistencia a ciertos antibióticos. Episodios de este tipo se presentan como pruebas concluyentes de la evolución. Y de hecho pueden serlo, dependiendo de cómo defina uno la palabra "evolución" (Stephen Meyer y Micheal Keas, "The Meanings of Evolution" [Los Significados de Evolución], en Darwinism, Design, and Public Education [Darvinismo, Diseño y Educación Pública], 2003). Sin embargo, pocos libros de texto de biología hacen distinción entre los diferentes significados de "evolución" -desde un cambio trivial hasta la creación de vida mediante fuerzas materiales completamente aleatorias. Tampoco dicen que los procesos responsables de las variaciones cíclicas del tamaño del pico de las aves no explican de dónde provienen las aves, ni los biólogos en primer lugar. Como una multitud de biólogos distinguidos (por ejemplo, Stuart Kauffman, Rudolf Raff y George Miklos) lo han explicado en recientes documentos técnicos, el cambio a pequeña escala o "microevolutivo" no se puede extrapolar para explicar la innovación a gran escala o "macroevolutiva". Los cambios microevolutivos (como la variación de la forma de los picos de las aves) utilizan o expresan meramente información genética existente; para que se presente el cambio macroevolutivo a gran escala necesario para ensamblar nuevos órganos o formar planos corporales se requiere la creación de información genética totalmente nueva. Los principales biólogos evolucionistas saben que estas distinciones representan serias dificultades para el darvinismo moderno. También los estudiantes deberían saberlo.

    El método de "enseñar las controversias" presenta la biología en una forma más viva y menos dogmática. Los estudiantes aprenderían la ciencia como se practica en la realidad. Con frecuencia los científicos debaten acerca de cuál es la mejor manera de interpretar ciertos datos, e incluso discuten qué cuenta como legitima "explicación científica". La controversia es normal dentro de la ciencia (no es sólo una intrusión). Los estudiantes aprenderían a distinguir mejor entre pruebas (datos basados en hechos) e inferencias (razonamientos que conducen a conclusiones). Como ciudadanos, los estudiantes necesitan estas habilidades, ya sea que elijan carreras en la ciencia o en otros campos. La enseñanza de los diferentes lados de la ciencia en un "enfoque por problemas" ya se ha reconocido como método educativo de calidad superior, no sólo para cuestiones de los orígenes, sino también en otras áreas. El reciente debate científico sobre Darwin y la teoría del diseño inteligente es muy atrayente para los estudiantes interesados en las grandes preguntas de la vida. La investigación basada en la teoría del diseño muestra el gran compromiso de producir profundos resultados en el futuro inmediato. En el grado en que triunfe, la comunidad de la enseñanza científica tendrá razones cada vez más poderosas para incorporar esta teoría a la enseñanza de la ciencia.

    Con frecuencia los defensores del enfoque "sólo Darwin" de la educación biológica señalan las normas nacionales para la educación científica (NSES) para reforzar su postura. Las normas NSES son parte del primer documento nacional no obligatorio que actualmente está guiando muchas reformas en la educación científica en Estados Unidos. Irónicamente, las normas NSES apoyan la mayoría de los puntos principales de este ensayo. Llaman a los estudiantes a "identificar sus suposiciones, utilizar el pensamiento lógico y crítico, y considerar explicaciones alternativas" (http://www.nap.edu/readingroom/books/nses/overview.html). Si nos limitamos a pedir a los alumnos que se devoren a Darwin como si fuera un "hecho", ¿en qué forma los ayuda eso a convertirse en pensadores críticos, escépticos y científicos? Desde el noveno hasta el decimosegundo grado de educación media estadounidense se tiene el objetivo de que todos los estudiantes entiendan la evolución biológica. Nosotros apoyamos con entusiasmo esa meta. De hecho, queremos que los estudiantes conozcan más a fondo el darvinismo, que es más de lo que los defensores del enfoque "sólo Darwin" desearían. El "más a fondo" que tenemos en mente incluye las debilidades de la teoría de Darwin (no sólo una presentación selectiva de sus fortalezas). La clasificación microevolutiva de las especies está bien establecida, y es un tributo a la contribución permanente de Darwin al conocimiento humano. La macroevolución es otra cosa. Los expertos están en desacuerdo, y los estudiantes no debieran quedar al margen de esta disputa.

    Las normas NSES defienden el uso de la "historia para elaborar varios aspectos de la investigación científica, la naturaleza de la ciencia y la ciencia en diferentes perspectivas históricas y culturales" (http://www.nap.edu/readingroom/books/nses/6e.html). En otras palabras, la historia de la ciencia puede aparecer en los programas de estudio para ayudar a los estudiantes a conocer qué es la ciencia, las diferentes formas de practicarla, y por qué es importante para el resto de la experiencia humana.

    Biografía

    En 1992, Mike Keas obtuvo un doctorado en historia de la ciencia en la Universidad de Oklahoma. Experimentó algunos de los últimos momentos del Muro de Berlín como erudito Fulbright en Alemania Oriental. Es profesor de Historia y Filosofía de la Ciencia en el programa de maestría en Ciencia y Religión de la Universidad Biola. Ha aportado artículos para varias antologías y diarios académicos. Como uno de los miembros más antiguos del Instituto Discovery, es coautor de varios programas de estudios para preparatorias y universidades. También dirige talleres para maestros de ciencia acerca de cómo enseñar temas controvertidos como el darvinismo.