Cultura y ciencia

¿Cuáles son algunas formas en que la ciencia utiliza modelos?

Escrito por sreela datta | Traducido por xochitl gutierrez cervantes
¿Cuáles son algunas formas en que la ciencia utiliza modelos?

Los modelos se utilizan frecuentemente como herramientas de enseñanza y de investigación.

BananaStock/BananaStock/Getty Images

Un modelo representa algo: un retrato es un modelo de una persona, y un artefacto a escala podría ser el modelo de un avión o de un automóvil. En las ciencias, los modelos representan conceptos, objetos y procesos de la naturaleza. Una representación física del sistema solar es un modelo conocido y comúnmente visto en las ferias de ciencias de las escuelas. También puede ser algo tan abstracto como una ecuación matemática que se usa para teorías científicas. Asimismo, los dinámicos son aquellos que representan los procesos que tienen lugar en el tiempo. Hoy en día, se habla de modelos virtuales de la computadora. Estos toman el lugar de los modelos físicos y de las simulaciones del mundo real.

Explicación

La ciencia comienza con la observación. Los científicos hacen experimentos y observan los procesos naturales; después tratan de explicar por qué o cómo tiene sentido lo que estamos viendo. Los modelos son una parte fundamental de este proceso de explicación. En el siglo XIX, los científicos observaron que los electrones de los átomos emiten radiación electromagnética. La pregunta era por qué sólo algunas frecuencias seleccionadas emitían radiación y otras no. El científico Niels Bohr elaboró un modelo del átomo, en cuya órbita los electrones corrían alrededor del núcleo, pero sólo en algunas órbitas especiales. Usó este modelo para mostrar por qué sólo determinadas frecuencias emitían radiación.

Predicción

La predicción es otra cara de la explicación. Si un científico puede construir un modelo lo suficientemente bueno como para explicar un proceso natural, este también será capaz de predecir la forma en que el proceso se comportará en el futuro. Un ejemplo común basado en el modelo de predicción es el pronóstico del clima. Los procesos atmosféricos dependen de variables que son extremadamente difíciles de ajustar a un modelo. Los científicos han abordado valientemente esta tarea. Sin embargo, sólo pueden proponer modelos numéricos basados en computadoras que les permiten predecir con un cierto grado de éxito cómo será el tiempo dentro de un día o una semana. El sistema llamado "Predicción numérica del tiempo" (NWP, siglas en inglés) es usado, hoy en día, por muchos analistas.

Simulación

Los modelos físicos e informáticos se llevan a cabo para hacer replicas de un proceso natural. Esto les sirve a los científicos para estudiarlos de cerca y bajo condiciones controladas. Un ejemplo es el estudio de la erosión que produce el viento en un túnel aerodinámico. Los científicos simulan una tormenta de viento con grandes ventiladores para estudiar los efectos que se producen sobre los diferentes tipos de tierra. El túnel aerodinámico se puede utilizar para poner a prueba diferentes prácticas agrícolas que podrían ser utilizadas para evitar que el viento erosione la tierra.

Enseñanza

Los modelos son indispensables para la enseñanza de la ciencia. Un modelo tridimensional del sistema solar o del cerebro humano puede transmitir claramente información difícil de comunicar en palabras. Hay modelos más abstractos que se utilizan en la enseñanza. Un esquema o un diagrama de flujo que describe un proceso puede ser una herramienta muy eficaz para la enseñanza. La omnipresencia de las computadoras ha permitido la creación de modelos sofisticados, electrónicos que están al alcance de las escuelas y de los estudiantes universitarios.

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