Ciencias exactas

¿Qué son las ciencias exactas?

Las ciencias exactas son las disciplinas que crean conocimientos a través de la observación y experimentación, cuyos resultados son verificables, cuantificables y medibles. Además, se basan en los métodos científicos más rigurosos con el fin de comprobar o refutar hipótesis.

Los contenidos suelen sistematizarse a partir del lenguaje matemático, lo que le confiere carácter de precisión y rigurosidad.

En oportunidades suelen referirse a ellas como ciencias duras, ciencias puras o ciencias fundamentales. Su propósito es formular hipótesis y producir predicciones exactas o postulados irrefutables, sin prejuicios filosóficos o intuitivos.

Las ciencias exactas, según lo establecido por el filósofo matemático Rudolf Carnap (1891-1970), se dividen en ciencias formales, o no experimentales, y ciencias naturales, o experimentales.

Las primeras se enfocan en trabajar con formas, es decir, con objetos ideales que existen en la mente y son obtenidos por abstracción. Las segundas son aquellas que estudian la naturaleza o los fenómenos del mundo físico, sin incluir aspectos relativos a las acciones humanas.

Son ejemplo de ciencias exactas, matemática, física, química, geología, ingeniería, astronomía o astrofísica.

El término ciencias exactas también viene a marcar una diferencia con las ciencias inexactas o pseudociencias, que se refieren a todo el sistema de creencias y juicios que carecen de coherencia, carácter lógico, racional o científico, por lo que tienden más hacia el ocultismo, lo dogmático o lo místico.

Características de las ciencias exactas

– Rigor matemático. Utilizan el lenguaje matemático para formular teorías, modelos y resolver problemas, ya que las demostraciones y cálculos son esenciales para sustentar resultados.

– Determinismo. Los fenómenos que estudian se rigen por leyes universales que permiten predecir con precisión los resultados bajo las mismas condiciones iniciales. Por ejemplo, en física, la ley de la gravedad determina el comportamiento de los cuerpos en caída libre.

– Cuantificación. Requieren mediciones precisas y la representación numérica de fenómenos. Todo resultado debe ser medible y expresable en términos cuantitativos.

– Objetividad. Los resultados no dependen de la subjetividad del investigador. Buscan describir la realidad tal como es, evitando interpretaciones personales.

– Experimentación. Aunque algunas disciplinas, como las matemáticas, no necesitan experimentos, otras (como la física y la química) confirman hipótesis mediante experimentación. Los experimentos deben ser reproducibles y verificables por otros investigadores.

– Predicción. Permiten predecir con precisión el comportamiento de fenómenos o sistemas basándose en las leyes y modelos estudiados. Estas predicciones pueden aplicarse a situaciones futuras o contextos desconocidos.

– Universalidad. Sus principios y leyes son aplicables en cualquier lugar y tiempo, siempre que las condiciones sean equivalentes. Por ejemplo, la velocidad de la luz es la misma en todo el Universo.

– Estructura lógica. Se basan en razonamientos deductivos e inductivos para construir conocimiento. Los principios básicos (axiomas o leyes) son la base para deducir otros resultados.

– Carácter acumulativo. El conocimiento en las ciencias exactas avanza de forma acumulativa, construyendo sobre descubrimientos previos. Los nuevos avances suelen afinar, ampliar o validar teorías anteriores.

Objeto de estudio de las ciencias exactas

Las ciencias exactas solo admiten hechos y principios que sean susceptibles de demostración. Teniendo esto como fundamento, y considerando la clasificación que Carnap plantea sobre las ciencias exactas, puede hablarse de dos grandes temas de estudio.

El primero sería la naturaleza, entendida como los fenómenos del mundo físico, y también a la vida en general, exceptuando los objetos artificiales o que supongan alguna intervención humana. Esto correspondería a las ciencias naturales o experimentales (como física, química, biología, geología).

Las ideas o formas puramente abstractas, serían el segundo gran tema de estudio de las ciencias exactas. Son elementos que solo existen en la mente humana, pero que pueden ser aplicados al análisis de cualquier segmento de la realidad físico-natural. Este segundo objeto de estudio corresponde a las ciencias formales o no experimentales (como matemáticas, lógica, ciencias de la computación, estadística).

Ejemplos de ciencias exactas 

• Matemáticas. El Diccionario de la Real Academia Española (RAE) plantea las matemáticas como sinónimo de ciencias exactas. En su subdivisión más amplia se pueden identificar cinco objetos de estudio básicos: la cantidad, la estructura, el espacio, el cambio y la variabilidad. Dichos objetos de estudio corresponden a distintas ramas de esta ciencia exacta, como son, respectivamente, la aritmética, el álgebra, la geometría, el cálculo y la estadística.
• Lógica. Ciencia formal que estudia los principios de la demostración y la inferencia válida, las falacias, las paradojas y la noción de verdad. A través de la deducción busca establecer leyes y principios válidos para obtener coincidencias entre las afirmaciones y los hechos. Se identifican en ella al menos cuatro grandes ramas, que son la lógica matemática, la lógica computacional, la lógica filosófica y la lógica informal.
• Física. Se enfoca en el estudio de cuatro aspectos fundamentales de la realidad y de las interacciones entre ellos, como son la energía, la materia, el tiempo y el espacio. La física es una disciplina tanto teórica como experimental, que se adhiere al modelo de legitimación y precisión propias del método científico.
• Química. Ciencia que se encarga de estudiar la materia en cuanto a su composición, propiedades y transformaciones, así como los cambios que esta experimenta durante las reacciones químicas y su relación con la energía. Gracias a la influencia de Francis Bacon, Robert Boyle, Robert Hooke, John Mayow, Antoine Lavoisier, entre otros, que la orientaron hacia los nuevos métodos empíricos, la química se considera hoy en día una ciencia exacta.
• Biología. Estudia la vida de los seres vivos, sus procesos vitales y los fenómenos relacionados con ellos. A través del método científico, la experimentación, la comparación y la observación pretende comprender las causas del comportamiento de los seres vivos y reconocer las leyes que controlan tales mecanismos. La biología es considerada, dentro de las ciencias exactas, una ciencia natural o experimental.
• Ciencias de la computación. Las ciencias de la computación se enfocan en la elaboración compleja de sistemas lógicos a través de las matemáticas, que lleven a cabo tareas de manera comprobable y demostrable, con alto grado de exactitud.
• Geología. Estudia la composición, estructura y dinámica del globo terrestre, incluyendo sus recursos naturales, así como su mecanismo de formación y los cambios o alteraciones que ha experimentado desde su origen. Esta disciplina se sirve de otras, como la química y la física, para obtener resultados demostrables y experimentales.
• Astronomía. Ciencia que estudia los cuerpos celestes del Universo, como estrellas, planetas, galaxias, asteroides, cometas, etc., y su relación entre ellos. También estudia su formación y evolución, así como las leyes del movimiento del Universo. Se apoya en otras disciplinas, como la física, la astrofísica, la geología, la química o la biología.

Referencias 

1. Ciencias exactas. Recuperado de es.wikipedia.org.
2. Definición de Ciencias Exactas. Recuperado de conceptodefinicion.de.
3. Exact sciences. Recuperado de en.wikipedia.org.
4. Helmenstine, A.M. What Is the Difference Between Hard and Soft Science? Recuperado de thoughtco.com.
5. 10 Ejemplos de Ciencias Exactas. Recuperado de ejemplos.co.