La ciencia moderna: ¿Habla del mundo a través de simulaciones computacionales?
La pregunta sobre si la ciencia habla del mundo puede parecer ingenua, casi infantil. A primera vista, la respuesta parece obvia: claro que la ciencia habla del mundo, ¿de qué más podría hablar? Sin embargo, al adentrarse en las prácticas actuales de los científicos, se descubre que la respuesta no es tan sencilla. Gran parte del conocimiento que tenemos sobre fenómenos como huracanes, pandemias, átomos o galaxias no proviene de la observación directa, sino de la simulación de estos procesos en computadoras.
Las simulaciones computacionales: Una herramienta central en la investigación
Lejos de ser simples animaciones visuales, las simulaciones computacionales son programas basados en modelos matemáticos que representan procesos reales mediante ecuaciones. Estas ecuaciones describen cómo cambian variables clave, como la temperatura, presión, velocidad, concentración o población. La computadora se encarga de resolver millones de operaciones para mostrar cómo evolucionaría un sistema bajo condiciones específicas.
¿Cómo funciona una simulación?
El proceso de simulación generalmente sigue tres pasos fundamentales:
- Construcción del modelo: Se traducen teorías científicas en ecuaciones que describen el fenómeno en cuestión.
- Discretización: Dado que muchas ecuaciones no pueden resolverse de forma exacta, se dividen en pequeños pasos numéricos que la computadora puede calcular.
- Ejecución y análisis: El programa ejecuta múltiples escenarios, cambiando parámetros para observar posibles resultados y tendencias.
Por ejemplo, en los modelos climáticos, el planeta se divide en millones de celdas virtuales. En cada una, se calculan variables como humedad, temperatura y circulación atmosférica. El resultado no es una predicción mágica, sino la evolución matemática de estas interacciones complejas.
Aplicaciones en diversos campos científicos
Las simulaciones tienen aplicaciones amplias en múltiples disciplinas:
- En biología, permiten modelar la propagación de virus en poblaciones.
- En física, ayudan a entender el comportamiento de partículas subatómicas.
- En ingeniería, prueban virtualmente la resistencia de materiales antes de su construcción física.
La ciencia nunca fue solo observación
A menudo imaginamos que la ciencia, especialmente en el pasado, consistía en observar atentamente la naturaleza. Sin embargo, incluso en tiempos de Galileo Galilei o Isaac Newton, el trabajo científico implicaba instrumentos, cálculos, modelos matemáticos e idealizaciones. Galileo estudiaba la caída de cuerpos en situaciones ideales sin fricción, mientras que Newton describía el movimiento planetario con modelos simplificados del sistema solar.
En esencia, la ciencia siempre ha operado mediante representaciones. La diferencia hoy radica en que estas representaciones son mucho más potentes y detalladas, gracias a la capacidad de cálculo de las computadoras modernas.
¿Son experimentos digitales?
Las simulaciones a menudo se denominan experimentos in silico. No manipulan directamente la realidad, sino un modelo que la representa. Sin embargo, sí existe manipulación: se cambian variables, se ajustan condiciones iniciales y se observan resultados. La clave es que estos resultados deben contrastarse con datos reales. Si un modelo climático no coincide con mediciones satelitales, debe corregirse. Si una simulación epidemiológica no refleja lo que ocurre en hospitales y comunidades, pierde su utilidad.
La conexión con el mundo no desaparece; simplemente se vuelve más indirecta y sofisticada. Además, las simulaciones revelan la enorme complejidad de la ciencia contemporánea, que puede involucrar a físicos, matemáticos, biólogos, programadores y especialistas en estadística, junto con infraestructuras tecnológicas avanzadas.
Entonces, ¿habla o no habla del mundo?
La pregunta sigue siendo útil porque nos recuerda que el conocimiento científico no es una copia directa de la realidad, sino una construcción rigurosa que busca representarla del mejor modo posible. Las simulaciones no reemplazan al mundo, pero permiten explorar aspectos que serían imposibles de estudiar de otra manera.
Cuando vemos un mapa que proyecta el clima dentro de 50 años o una animación del nacimiento de una estrella, no estamos viendo el fenómeno en sí. Estamos viendo el resultado de un modelo matemático cuidadosamente construido y contrastado.
Tal vez la respuesta más honesta sea esta: la ciencia sí habla del mundo, pero lo hace a través de lenguajes cada vez más complejos, como ecuaciones, datos, algoritmos y simulaciones, que amplían nuestra capacidad de entenderlo. En esta mediación tecnológica, lejos de alejarse de la realidad, la ciencia ha encontrado nuevas formas de acercarse a ella.
