Más de modelos

Cada teoría está compuestos de modelos conceptuales, entonces una teoría es también un grupo de conceptos coherentemente unidos. 

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Por: Yotas

La semana pasada mencioné de manera sencilla qué era un modelo. Ahora intentaré precisar un poco más el concepto y hacer una diferencia importante. Entendemos como modelos algo que representa otro algo, esto no es propio del algo representado sino de quien escoge el representante. Veamos si puedo hacer esto más claro, uno de los modelos típicos para la construcción de un edificio es una maqueta, esta maqueta la puede interpretar o bien un arquitecto o bien un ingeniero, con esta maqueta el arquitecto querrá representar el edificio que piensa construir.

Los modelos pueden ser de varios tipos: el del arquitecto es un modelo físico, el cual podemos sostener en nuestras manos; un modelo conceptual es otro de los tipos de modelo. Este tipo de modelo es representar algo con ideas, este da a lugar a las teorías si son modelos que alcanzan no solo a representar el algo también a explicarlo. Podemos entender también como modelos un experimento o una simulación.

Antes de comenzar con los ejemplos que harta falta hacen, haremos unas aclaraciones necesarias. La definición de modelo como algo que representa otro algo es ambigua o por lo menos parece que podremos hacer representaciones con mucha libertad. En ciencia (y en muchos casos de la vida cotidiana) se procura que el modelo de algún fenómeno que se quiera entender sea en algunas propiedades “parecido” al fenómeno.

En clases de física de bachillerato el profesor nos dibuja un punto y una línea recta para decirnos que un auto (el punto) viaja por una carretera derecha (la línea recta). El dibujo junto con nuestra interpretación de él es un modelo de un carro en una carretera, el carro se comporta “parecido” al punto sobre la línea en ese caso. La intención de un científico es buscar modelos lo suficiente “parecidos” al fenómeno de tal manera que se puedan hacer predicciones del fenómeno y podamos dar explicaciones coherentes del pasado en el que intervino el fenómeno.

La razón para procurar que un modelo sea parecido al fenómeno que representa es la utilidad que se obtiene. Un modelo de la ciudad, que usamos para ubicarnos es el mapa, sería inútil si los caminos dibujados en él no se parecieran a las calles de la ciudad, aunque también sería muy difícil comprender un mapa si fuera una muestra bastante fiel de las calles de la ciudad.

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Hay un ejemplo que considero un poco aclarador. Podemos pensar en el ajedrez como un juego definido en una cuadrícula de 8×8 y unas piezas llamadas alfil, peón, caballo, torre, rey y reina, cada una de estas piezas con su manera particular de moverse y de estar dispuestas en la cuadrícula. Podemos jugarlo si tenemos un típico tablero de ajedrez, sin embargo ¿qué sucede si nos falta una pieza, digamos un alfil? Si no somos demasiado quisquillosos podremos tomar una hoja de papel, una piedra, una ficha de damas, o un muñequito de plástico lo suficiente pequeño para que se acomode en los cuadros del tablero y suponer que es un alfil y continuar jugando. Sucede ahora que estamos en una ferretería y tenemos una cuadrícula de 8×8, pero no las piezas de ajedrez, además tenemos muchas ganas de jugarlo (y tiempo libre). ¿Cómo podremos jugar? Podríamos tomar por ejemplo a los peones como chinches, a las tuercas como alfiles, a dos corchos de tamaños distintos como rey y reina, y puntillas de cabeza ancha como caballos, con estos objetos (si hay suficientes) nos será posible jugar al ajedrez. Entonces tanto el clásico tablero de ajedrez, como reemplazar una ficha perdida por otro cosa, como improvisar todas las fichas, nos permite jugar al ajedrez exactamente de la misma manera, esto es que no importan los objetos que se usan para jugar al ajedrez con tal que a la ficha que llamamos peón se mueva como un peón, a la que llamamos alfil se mueva como alfil y así con todas. De esta manera el ajedrez lo modelan estos tres ejemplos anteriores; en este caso, cada modelos se comporta exactamente igual que el ajedrez.

Los ejemplos en los que  un modelo se comporta exactamente igual a lo que queremos modelar corresponden más a la lógica y a las matemáticas que  a las ciencias naturales, estas últimas no se comportan tan bien como las primeras. Los juegos como el ajedrez que quedan completamente bien definidos a partir de sus reglas se pueden comparar con las matemáticas abstractas y estas pueden compararse con estos juegos. Por esto último se puede decir que las matemáticas son un juego, aunque sea muy complicado que alguien que fue torturado con ellas pueda convencerse de esto.

Como mencioné antes, es importante que un modelo científico logre predecir bien algún experimento, así como tratar de explicar algunas cosas del pasado. La cosmología es el estudio del origen, la evolución y el fin del universo. Como hasta el momento un regreso al pasado es imposible, gran parte del estudio del origen del universo se trata a modo de “ciencia histórica”, estudiando los pedazos de pasado que nos quedan en el presente y tratar de enlazar coherentemente estos pedazos. Con esta manera de trabajar se han hecho varias teorías sobre el origen del universo y una somera explicación de algunas de estas teorías se nos cuenta en el colegio.

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La más conocida y defendida es la teoría del big bang que dice que el universo está en expansión y que en el inicio de este toda la masa estaba concentrada en un solo punto. El 10 de septiembre de 2008 se usó por primera vez el gran colisionador de hadrones (LHC por sus siglas en inglés) en el CERN, su construcción fue planeada para resolver varios problemas de la física que requería altas energías. El LHC está en Ginebra, Suiza y su misión consiste en colisionar partículas de altas energías a velocidades cercanas a las de la luz, está 100 metros bajo tierra y tiene un estructura toroidal de 27 Km de circunferencia. Se estima que la edad del universo es de uno 14 billones de años y en el LHC se pueden reproducir condiciones que existieron pocos minutos después del big bang. Esto, aunque no es viajar al pasado, es poder recrear sus condiciones en el presente, esto es bastante avance. Este es un ejemplo de cómo modelamos el pasado con experimentos recientes.

En bilogía la teoría de la evolución es otra teoría que requiere ampliamente de los hechos pasados para justificarse. Una de las teorías sobre el origen de la vida se llamó “caldo primordial” propuesto en 1924 por el biólogo soviético Alexander Oparín. El proponía que el origen de la vida en la Tierra era el resultado de gran cantidad de reacciones química (el caldo) de compuestos inorgánicos (no aptos para la vida)  durante la Tierra temprana que formaron compuestos orgánicos complejos (aptos para la vida) que poco a poco permitieron la vida. En el año de 1935, Stanley Miller realizaba su doctorado en la universidad de Chicago bajo la dirección de Harold Ureyal, cual les propuso intentar comprobar si las condiciones que proponía Oparín eran posibles.

Harold aceptó y juntos desarrollaron un instrumento capaz de simular las condiciones atmosféricas de la Tierra. El punto crucial de su experimento fue someter una mezcla de compuestos inorgánicos  a una descarga de 60.000 voltios, como resultado obtuvo varios compuestos orgánicos. Este experimento mostraba que el caldo primordial que imaginaba Oparín sí era posible en la Tierra temprana. Este es otro ejemplo de cómo modelar un sospechado pasado con experimentos recientes.

Cada teoría está compuestos de modelos conceptuales, entonces una teoría es también un grupo de conceptos coherentemente unidos. Una teoría es útil no solo porque permite explicar y aplicar, sino porque suponer con una teoría nos es más posible que realizar experimentación con los objetos reales que intenta explicar, sea por costo, adquisición u otra razón. Cada humano tiene nociones sobre muchos temas que bien pueden considerarse rudimentos de una teoría. Aunque no podamos conocer a fondo cada teoría científica aceptada, sí podemos mejorar estos rudimentos con más conocimientos  que nos permitan dilucidar acerca de ellas.