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4.4: Materiales y procedimientos - Biología

4.4: Materiales y procedimientos - Biología



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Materiales

  • SDA (Sabouraud Dextrose Agar) —1 placa / par
  • TSA (agar de soja tríptico): 1 placa / par
  • Hisopo de algodón estéril en solución salina: 2 hisopos / par

Procedimientos

Día uno

Dividir en pares para muestreo ambiental:

  1. Cada par etiquetará una placa SDA y luego la colocará abierta (coloque la tapa con el lado derecho hacia arriba junto a la placa) en algún lugar dentro o fuera del laboratorio durante 15 minutos.
  1. Después de la exposición, vuelva a colocar la tapa y parafilme la placa de Petri. Coloque la placa de Petri, invertida, en el receptáculo designado.
  1. Etiqueta y luego divide tu placa TSA en dos. Tome el hisopo de algodón estéril en solución salina y frote una superficie, luego pase una línea por un lado de la placa. Etiquete ese lado de la placa con la superficie limpiada. El otro compañero hace lo mismo en el otro lado del plato, desde una superficie diferente.
  2. Parafilme la placa TSA e incube, invertida, en la incubadora de clase.

Día dos (después de varios días de incubación)

La seguridad

Las muestras ambientales se consideran BSL-2 una vez incubadas. Use guantes al manipular las placas, asegúrese de que las placas estén completamente selladas y NO abra las placas. Desechar en el contenedor de basura de riesgo biológico.

Observe el crecimiento de las placas SDA y TSA. Busque colonias de hongos y bacterias. Cada colonia se origina a partir de una célula / espora, que aterrizó o se frotó en la placa. Con el tiempo, las celdas se multiplicaron hasta un punto que finalmente es visible para ver.

Resultados

Dibuja tus platos: observa el color y la textura de las diferentes colonias que se ven a través de la parte superior y la parte inferior del plato. Use un endoscopio de disección para ver detalles más finos.

Resultados de la clase

Tabla ( PageIndex {1} ): Placas de aire SDA

Nombres de pares

Lugar / hora

Aprox. # de colonias

Tabla ( PageIndex {2} ): Placas de superficie TSA

Nombres de pares

Superficies limpiadas

Aprox. # de Colonias


4.4: Materiales y procedimientos - Biología

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Acrobat Distiller 10.1.13 (Windows)

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Contenido

Los filósofos de la ciencia han sugerido una serie de criterios, incluido el controvertido criterio de falsabilidad de Karl Popper, para ayudarlos a diferenciar los esfuerzos científicos de los no científicos. La validez, la precisión y el control de calidad, como la revisión por pares y la repetibilidad de los resultados, se encuentran entre los criterios más respetados en la comunidad científica mundial actual.

En las ciencias naturales, las afirmaciones de imposibilidad llegan a ser ampliamente aceptadas como abrumadoramente probables en lugar de considerarse probadas hasta el punto de ser indiscutibles. La base de esta fuerte aceptación es una combinación de evidencia extensa de algo que no está ocurriendo, combinada con una teoría subyacente, muy exitosa en hacer predicciones, cuyas suposiciones llevan lógicamente a la conclusión de que algo es imposible. Si bien una afirmación de imposibilidad en las ciencias naturales nunca puede probarse de manera absoluta, podría refutarse mediante la observación de un solo contraejemplo. Tal contraejemplo requeriría que se reexaminaran los supuestos subyacentes a la teoría que implicaban la imposibilidad.

Biología Editar

Este campo abarca un conjunto diverso de disciplinas que examinan los fenómenos relacionados con los organismos vivos. La escala de estudio puede variar desde la biofísica de subcomponentes hasta ecologías complejas. La biología se ocupa de las características, clasificación y comportamiento de los organismos, así como de cómo se formaron las especies y sus interacciones entre sí y con el medio ambiente.

Los campos biológicos de la botánica, la zoología y la medicina se remontan a los primeros períodos de la civilización, mientras que la microbiología se introdujo en el siglo XVII con la invención del microscopio. Sin embargo, no fue hasta el siglo XIX que la biología se convirtió en una ciencia unificada. Una vez que los científicos descubrieron puntos en común entre todos los seres vivos, se decidió que era mejor estudiarlos como un todo.

Algunos desarrollos clave en biología fueron el descubrimiento de la evolución genética a través de la selección natural, la teoría de los gérmenes de la enfermedad y la aplicación de las técnicas de la química y la física a nivel de la célula o molécula orgánica.

La biología moderna se divide en subdisciplinas según el tipo de organismo y la escala que se estudia. La biología molecular es el estudio de la química fundamental de la vida, mientras que la biología celular es el examen de la célula, el bloque de construcción básico de toda la vida. En un nivel superior, la anatomía y la fisiología analizan las estructuras internas y sus funciones de un organismo, mientras que la ecología analiza cómo se interrelacionan varios organismos.

Ciencias de la tierra Editar

Ciencias de la Tierra (también conocidas como geociencias), es un término que abarca todas las ciencias relacionadas con el planeta Tierra, que incluyen geología, geografía, geofísica, geoquímica, climatología, glaciología, hidrología, meteorología y oceanografía.

Aunque la minería y las piedras preciosas han sido intereses humanos a lo largo de la historia de la civilización, el desarrollo de las ciencias relacionadas de la geología económica y la mineralogía no se produjo hasta el siglo XVIII. El estudio de la tierra, en particular la paleontología, floreció en el siglo XIX. El crecimiento de otras disciplinas, como la geofísica, en el siglo XX, llevó al desarrollo de la teoría de la tectónica de placas en la década de 1960, que ha tenido un efecto similar en las ciencias de la Tierra al que tuvo la teoría de la evolución en la biología. Hoy en día, las ciencias de la tierra están estrechamente relacionadas con los recursos petrolíferos y minerales, la investigación climática y la evaluación y rehabilitación ambiental.

Ciencias atmosféricas Editar

Aunque a veces se considera en conjunto con las ciencias de la tierra, debido al desarrollo independiente de sus conceptos, técnicas y prácticas y también al hecho de que tiene una amplia gama de subdisciplinas bajo su ala, la ciencia atmosférica también se considera una rama separada de la naturaleza. Ciencias. Este campo estudia las características de diferentes capas de la atmósfera desde el nivel del suelo hasta el borde del espacio. La escala de tiempo del estudio también varía de días a siglos. A veces, el campo también incluye el estudio de patrones climáticos en planetas distintos de la Tierra.

Oceanografía Editar

El estudio serio de los océanos comenzó a principios y mediados del siglo XX. Como campo de las ciencias naturales, es relativamente joven, pero los programas independientes ofrecen especializaciones en el tema. Aunque persisten algunas controversias en cuanto a la categorización del campo en ciencias de la tierra, ciencias interdisciplinarias o como un campo separado por derecho propio, la mayoría de los trabajadores modernos en el campo están de acuerdo en que ha madurado hasta un estado en el que tiene sus propios paradigmas y prácticas. .

Química Editar

Al constituir el estudio científico de la materia a escala atómica y molecular, la química se ocupa principalmente de conjuntos de átomos, como gases, moléculas, cristales y metales. Se estudian la composición, propiedades estadísticas, transformaciones y reacciones de estos materiales. La química también implica comprender las propiedades e interacciones de átomos y moléculas individuales para su uso en aplicaciones a gran escala.

La mayoría de los procesos químicos se pueden estudiar directamente en un laboratorio, utilizando una serie de técnicas (a menudo bien probadas) para manipular materiales, así como la comprensión de los procesos subyacentes. A la química a menudo se la llama "la ciencia central" debido a su papel en la conexión de las otras ciencias naturales.

Los primeros experimentos de química tenían sus raíces en el sistema de la alquimia, un conjunto de creencias que combinaban el misticismo con los experimentos físicos. La ciencia de la química comenzó a desarrollarse con el trabajo de Robert Boyle, el descubridor del gas, y Antoine Lavoisier, quien desarrolló la teoría de la Conservación de la masa.

El descubrimiento de los elementos químicos y la teoría atómica comenzó a sistematizar esta ciencia, y los investigadores desarrollaron una comprensión fundamental de los estados de la materia, los iones, los enlaces químicos y las reacciones químicas. El éxito de esta ciencia condujo a una industria química complementaria que ahora juega un papel importante en la economía mundial.

Física Editar

La física encarna el estudio de los componentes fundamentales del universo, las fuerzas e interacciones que ejercen entre sí y los resultados producidos por estas interacciones. En general, la física se considera la ciencia fundamental, porque todas las demás ciencias naturales usan y obedecen los principios y leyes establecidos por el campo. La física se basa en gran medida en las matemáticas como marco lógico para la formulación y cuantificación de principios.

El estudio de los principios del universo tiene una larga historia y se deriva en gran medida de la observación y la experimentación directas. La formulación de teorías sobre las leyes que gobiernan el universo ha sido fundamental para el estudio de la física desde muy temprano, con la filosofía cediendo gradualmente a las pruebas experimentales sistemáticas y cuantitativas y a la observación como fuente de verificación. Los desarrollos históricos clave en física incluyen la teoría de Isaac Newton de la gravitación universal y la mecánica clásica, una comprensión de la electricidad y su relación con el magnetismo, las teorías de Einstein de la relatividad especial y general, el desarrollo de la termodinámica y el modelo mecánico cuántico de la física atómica y subatómica.

El campo de la física es extremadamente amplio y puede incluir estudios tan diversos como la mecánica cuántica y la física teórica, la física aplicada y la óptica. La física moderna se está volviendo cada vez más especializada, donde los investigadores tienden a centrarse en un área en particular en lugar de ser "universalistas" como Isaac Newton, Albert Einstein y Lev Landau, que trabajaron en múltiples áreas.

Astronomía Editar

La astronomía es una ciencia natural que estudia los objetos y fenómenos celestes. Los objetos de interés incluyen planetas, lunas, estrellas, nebulosas, galaxias y cometas. La astronomía es el estudio de todo lo que existe en el universo más allá de la atmósfera terrestre. Eso incluye objetos que podemos ver a simple vista. La astronomía es una de las ciencias más antiguas.

Los astrónomos de las primeras civilizaciones realizaron observaciones metódicas del cielo nocturno y se han encontrado artefactos astronómicos de períodos mucho más antiguos. Hay dos tipos de astronomía: astronomía observacional y astronomía teórica. La astronomía observacional se centra en la adquisición y análisis de datos, principalmente utilizando principios básicos de la física, mientras que la astronomía teórica se orienta al desarrollo de modelos informáticos o analíticos para describir objetos y fenómenos astronómicos.

Esta disciplina es la ciencia de los objetos y fenómenos celestes que se originan fuera de la atmósfera terrestre. Se ocupa de la evolución, la física, la química, la meteorología y el movimiento de los objetos celestes, así como la formación y el desarrollo del universo.

La astronomía incluye el examen, estudio y modelado de estrellas, planetas y cometas. La mayor parte de la información utilizada por los astrónomos se recopila mediante observación remota, aunque se ha realizado alguna reproducción de laboratorio de fenómenos celestes (como la química molecular del medio interestelar).

Si bien los orígenes del estudio de las características y fenómenos celestes se remontan a la antigüedad, la metodología científica de este campo comenzó a desarrollarse a mediados del siglo XVII. Un factor clave fue la introducción del telescopio por parte de Galileo para examinar el cielo nocturno con más detalle.

El tratamiento matemático de la astronomía comenzó con el desarrollo de Newton de la mecánica celeste y las leyes de la gravitación, aunque fue provocado por trabajos anteriores de astrónomos como Kepler. En el siglo XIX, la astronomía se había convertido en una ciencia formal, con la introducción de instrumentos como el espectroscopio y la fotografía, junto con telescopios muy mejorados y la creación de observatorios profesionales.

Las distinciones entre las disciplinas de las ciencias naturales no siempre son claras y comparten varios campos interdisciplinarios. La física juega un papel importante en las otras ciencias naturales, representadas por la astrofísica, la geofísica, la física química y la biofísica. Asimismo, la química está representada por campos como la bioquímica, la biología química, la geoquímica y la astroquímica.

Un ejemplo particular de una disciplina científica que se basa en múltiples ciencias naturales es la ciencia ambiental. Este campo estudia las interacciones de los componentes físicos, químicos, geológicos y biológicos del medio ambiente, con especial atención al efecto de las actividades humanas y el impacto sobre la biodiversidad y la sostenibilidad. Esta ciencia también se basa en la experiencia de otros campos como la economía, el derecho y las ciencias sociales.

Una disciplina comparable es la oceanografía, ya que se basa en una amplitud similar de disciplinas científicas. La oceanografía se subdivide en disciplinas transversales más especializadas, como la oceanografía física y la biología marina. Como el ecosistema marino es muy grande y diverso, la biología marina se divide en muchos subcampos, incluidas las especializaciones en especies particulares.

También hay un subconjunto de campos interdisciplinarios que, por la naturaleza de los problemas que abordan, tienen fuertes corrientes que van en contra de la especialización. Dicho de otra manera: en algunos campos de aplicación integradora, los especialistas en más de un campo son una parte clave de la mayoría de los diálogos. Dichos campos integradores, por ejemplo, incluyen la nanociencia, la astrobiología y la informática de sistemas complejos.

Ciencia de los materiales Editar

La ciencia de los materiales es un campo interdisciplinario relativamente nuevo que se ocupa del estudio de la materia y sus propiedades, así como del descubrimiento y diseño de nuevos materiales. Desarrollado originalmente en el campo de la metalurgia, el estudio de las propiedades de los materiales y los sólidos ahora se ha expandido a todos los materiales. El campo cubre las aplicaciones de química, física e ingeniería de materiales, incluidos metales, cerámica, polímeros artificiales y muchos otros. El núcleo del campo se ocupa de relacionar la estructura de los materiales con sus propiedades.

Está a la vanguardia de la investigación en ciencia e ingeniería. Es una parte importante de la ingeniería forense (la investigación de materiales, productos, estructuras o componentes que fallan o no operan o funcionan según lo previsto, causando lesiones personales o daños a la propiedad) y análisis de fallas, siendo esta última la clave para comprender, por ejemplo, la causa de varios accidentes de aviación. Muchos de los problemas científicos más urgentes que se enfrentan en la actualidad se deben a las limitaciones de los materiales disponibles y, como resultado, es probable que los avances en este campo tengan un impacto significativo en el futuro de la tecnología.

La base de la ciencia de los materiales implica estudiar la estructura de los materiales y relacionarlos con sus propiedades. Una vez que un científico de materiales conoce esta correlación estructura-propiedad, puede pasar a estudiar el rendimiento relativo de un material en una determinada aplicación. Los principales determinantes de la estructura de un material y, por tanto, de sus propiedades son sus elementos químicos constituyentes y la forma en que se ha procesado hasta su forma final. Estas características, tomadas en conjunto y relacionadas a través de las leyes de la termodinámica y la cinética, gobiernan la microestructura de un material y, por lo tanto, sus propiedades.

Algunos estudiosos remontan los orígenes de las ciencias naturales a las sociedades humanas prealfabetizadas, donde la comprensión del mundo natural era necesaria para la supervivencia. [5] La gente observó y acumuló conocimientos sobre el comportamiento de los animales y la utilidad de las plantas como alimento y medicina, que se transmitió de generación en generación. [5] Estos conocimientos primitivos dieron paso a una investigación más formalizada alrededor del 3500 al 3000 a. C. en las culturas mesopotámica y del antiguo Egipto, que produjo la primera evidencia escrita conocida de la filosofía natural, precursora de las ciencias naturales. [6] Si bien los escritos muestran un interés en la astronomía, las matemáticas y otros aspectos del mundo físico, el objetivo final de la investigación sobre el funcionamiento de la naturaleza fue en todos los casos religioso o mitológico, no científico. [7]

También surgió una tradición de investigación científica en la antigua China, donde los alquimistas y filósofos taoístas experimentaron con elixires para prolongar la vida y curar dolencias. [8] Se centraron en el yin y el yang, o elementos contrastantes de la naturaleza, el yin se asoció con la feminidad y la frialdad, mientras que el yang se asoció con la masculinidad y la calidez. [9] Las cinco fases - fuego, tierra, metal, madera y agua - describen un ciclo de transformaciones en la naturaleza. El agua se convirtió en madera, que se convirtió en fuego cuando se quemó. Las cenizas dejadas por el fuego fueron tierra. [10] Utilizando estos principios, los filósofos y médicos chinos exploraron la anatomía humana, caracterizando los órganos como predominantemente yin o yang y comprendieron la relación entre el pulso, el corazón y el flujo de sangre en el cuerpo siglos antes de que fuera aceptado en Occidente. [11]

Sobrevive poca evidencia de cómo las culturas indias antiguas alrededor del río Indo entendían la naturaleza, pero algunas de sus perspectivas pueden reflejarse en los Vedas, un conjunto de textos sagrados hindúes. [11] Revelan una concepción del universo en constante expansión y en constante reciclaje y reforma. [11] Los cirujanos de la tradición ayurvédica veían la salud y la enfermedad como una combinación de tres humores: viento, bilis y flema. [11] Una vida sana era el resultado de un equilibrio entre estos humores. [11] En el pensamiento ayurvédico, el cuerpo constaba de cinco elementos: tierra, agua, fuego, viento y espacio vacío. [11] Los cirujanos ayurvédicos realizaron cirugías complejas y desarrollaron una comprensión detallada de la anatomía humana. [11]

Los filósofos presocráticos de la cultura griega antigua acercaron la filosofía natural a la investigación directa sobre la causa y el efecto en la naturaleza entre el 600 y el 400 a. C., aunque permaneció un elemento de magia y mitología. [12] Los fenómenos naturales como los terremotos y los eclipses se explicaron cada vez más en el contexto de la naturaleza misma en lugar de atribuirse a dioses enojados. [12] Tales de Mileto, uno de los primeros filósofos que vivió entre el 625 y el 546 a. C., explicó los terremotos teorizando que el mundo flotaba sobre el agua y que el agua era el elemento fundamental de la naturaleza. [13] En el siglo V a. C., Leucipo fue uno de los primeros exponentes del atomismo, la idea de que el mundo está formado por partículas fundamentales indivisibles. [14] Pitágoras aplicó las innovaciones griegas en matemáticas a la astronomía y sugirió que la tierra era esférica. [14]

Filosofía natural aristotélica (400 a. C.-1100 d. C.)

Más tarde, el pensamiento socrático y platónico se centró en la ética, la moral y el arte y no intentó una investigación del mundo físico. Platón criticó a los pensadores presocráticos como materialistas y antirreligiosos. [15] Sin embargo, Aristóteles, un estudiante de Platón que vivió entre el 384 y el 322 a. C., prestó más atención al mundo natural en su filosofía. [16] En su Historia de los animales, describió el funcionamiento interno de 110 especies, incluidas la raya, el bagre y la abeja. [17] Investigó embriones de pollo rompiendo huevos y observándolos en varias etapas de desarrollo. [18] Las obras de Aristóteles fueron influyentes durante el siglo XVI, y se le considera el padre de la biología por su trabajo pionero en esa ciencia. [19] También presentó filosofías sobre física, naturaleza y astronomía utilizando el razonamiento inductivo en sus obras. Física y Meteorología. [20]

Si bien Aristóteles consideraba la filosofía natural más seriamente que sus predecesores, la abordó como una rama teórica de la ciencia. [21] Aún así, inspirados por su trabajo, los antiguos filósofos romanos de principios del siglo I d.C., incluidos Lucrecio, Séneca y Plinio el Viejo, escribieron tratados que trataban de las reglas del mundo natural en diversos grados de profundidad. [22] Muchos neoplatónicos romanos antiguos de los siglos III al VI también adaptaron las enseñanzas de Aristóteles sobre el mundo físico a una filosofía que enfatizaba el espiritualismo. [23] Los primeros filósofos medievales, incluidos Macrobius, Calcidius y Martianus Capella, también examinaron el mundo físico, en gran parte desde una perspectiva cosmológica y cosmográfica, presentando teorías sobre la disposición de los cuerpos celestes y los cielos, que se postularon como compuestos de éter. [24]

Las obras de Aristóteles sobre filosofía natural continuaron siendo traducidas y estudiadas en medio del surgimiento del Imperio Bizantino y el Califato Abasí. [25]

En el Imperio Bizantino, John Philoponus, un comentarista aristotélico alejandrino y teólogo cristiano fue el primero que cuestionó la enseñanza de la física de Aristóteles. A diferencia de Aristóteles, quien basó su física en argumentos verbales, Filópono se basó en la observación y defendió la observación en lugar de recurrir a argumentos verbales. [26] Introdujo la teoría del ímpetu. La crítica de John Philoponus a los principios aristotélicos de la física sirvió de inspiración para Galileo Galilei durante la Revolución Científica. [27] [28]

Un resurgimiento de las matemáticas y la ciencia tuvo lugar durante la época del califato abasí desde el siglo IX en adelante, cuando los eruditos musulmanes se expandieron sobre la filosofía natural griega e india. [29] Las palabras alcohol, álgebra y cenit todos tienen raíces árabes. [30]

Filosofía natural medieval (1100-1600) Editar

Las obras de Aristóteles y otras filosofías naturales griegas no llegaron a Occidente hasta mediados del siglo XII, cuando las obras se tradujeron del griego y el árabe al latín. [31] El desarrollo de la civilización europea más tarde en la Edad Media trajo consigo más avances en la filosofía natural. [32] Invenciones europeas como la herradura, el collar de caballo y la rotación de cultivos permitieron un rápido crecimiento de la población, dando paso finalmente a la urbanización y la fundación de escuelas conectadas a monasterios y catedrales en la Francia e Inglaterra de hoy en día. [33] Con la ayuda de las escuelas, se desarrolló un enfoque de la teología cristiana que buscaba responder preguntas sobre la naturaleza y otros temas utilizando la lógica. [34] Este enfoque, sin embargo, fue visto por algunos detractores como una herejía. [34] En el siglo XII, los eruditos y filósofos de Europa occidental entraron en contacto con un conjunto de conocimientos que antes ignoraban: un gran corpus de obras en griego y árabe que fueron preservadas por eruditos islámicos. [35] A través de la traducción al latín, Europa occidental conoció a Aristóteles y su filosofía natural. [35] Estas obras se enseñaron en nuevas universidades de París y Oxford a principios del siglo XIII, aunque la Iglesia católica desaprobaba la práctica. [36] Un decreto de 1210 del Sínodo de París ordenó que "no se celebrarán conferencias en París, ni en público ni en privado, utilizando los libros de Aristóteles sobre filosofía natural o los comentarios, y prohibimos todo esto bajo pena de excomunión". [36]

A finales de la Edad Media, el filósofo español Dominicus Gundissalinus tradujo un tratado del erudito persa anterior Al-Farabi llamado Sobre las Ciencias al latín, llamando al estudio de la mecánica de la naturaleza scientia naturalis, o ciencias naturales. [37] Gundissalinus también propuso su propia clasificación de las ciencias naturales en su obra de 1150 Sobre la división de la filosofía. [37] Esta fue la primera clasificación detallada de las ciencias basadas en la filosofía griega y árabe que llegó a Europa Occidental. [37] Gundissalinus definió las ciencias naturales como "la ciencia que considera solo cosas sin abstracción y con movimiento", en oposición a las matemáticas y las ciencias que se basan en las matemáticas. [38] Siguiendo a Al-Farabi, luego separó las ciencias en ocho partes, incluidas la física, la cosmología, la meteorología, la ciencia de los minerales y la ciencia de las plantas y los animales. [38]

Los filósofos posteriores hicieron sus propias clasificaciones de las ciencias naturales. Robert Kilwardby escribió De la Orden de las Ciencias en el siglo XIII que clasificó la medicina como una ciencia mecánica, junto con la agricultura, la caza y el teatro, al tiempo que definió las ciencias naturales como la ciencia que se ocupa de los cuerpos en movimiento. [39] Roger Bacon, un fraile y filósofo inglés, escribió que las ciencias naturales trataban con "un principio de movimiento y reposo, como en las partes de los elementos de fuego, aire, tierra y agua, y en todas las cosas inanimadas hechas de ellos. . " [40] Estas ciencias también cubrieron plantas, animales y cuerpos celestes. [40] Más tarde, en el siglo XIII, un sacerdote y teólogo católico Tomás de Aquino definió las ciencias naturales como el trato con "seres móviles" y "cosas que dependen de un asunto no solo para su existencia sino también para su definición". [41] Hubo un amplio acuerdo entre los estudiosos de la época medieval en que las ciencias naturales se trataban de cuerpos en movimiento, aunque hubo división sobre la inclusión de campos como la medicina, la música y la perspectiva. [42] Los filósofos reflexionaron sobre cuestiones que incluían la existencia de un vacío, si el movimiento podía producir calor, los colores del arco iris, el movimiento de la tierra, si existen sustancias químicas elementales y dónde se forma la lluvia en la atmósfera. [43]

En los siglos hasta el final de la Edad Media, las ciencias naturales a menudo se mezclaron con filosofías sobre la magia y lo oculto. [44] La filosofía natural apareció en una amplia gama de formas, desde tratados hasta enciclopedias y comentarios sobre Aristóteles. [45] La interacción entre la filosofía natural y el cristianismo fue compleja durante este período, algunos teólogos tempranos, incluidos Taciano y Eusebio, consideraban la filosofía natural un afloramiento de la ciencia griega pagana y sospechaban de ella. [46] Aunque algunos filósofos cristianos posteriores, incluido Tomás de Aquino, llegaron a ver las ciencias naturales como un medio para interpretar las Escrituras, esta sospecha persistió hasta los siglos XII y XIII. [47] La ​​Condena de 1277, que prohibió situar la filosofía en un nivel igual a la teología y el debate de las construcciones religiosas en un contexto científico, mostró la persistencia con la que los líderes católicos resistieron el desarrollo de la filosofía natural incluso desde una perspectiva teológica. [48] ​​Aquino y Albertus Magnus, otro teólogo católico de la época, buscaron distanciar la teología de la ciencia en sus obras. [49] "No veo qué tiene que ver la interpretación de Aristóteles con la enseñanza de la fe", escribió en 1271. [50]

Newton y la revolución científica (1600-1800) Editar

En los siglos XVI y XVII, la filosofía natural experimentó una evolución más allá de los comentarios sobre Aristóteles a medida que se descubrió y tradujo más filosofía griega temprana. [51] La invención de la imprenta en el siglo XV, la invención del microscopio y el telescopio y la Reforma protestante alteraron fundamentalmente el contexto social en el que evolucionó la investigación científica en Occidente. [51] El descubrimiento de Cristóbal Colón de un nuevo mundo cambió las percepciones sobre la composición física del mundo, mientras que las observaciones de Copérnico, Tyco Brahe y Galileo trajeron una imagen más precisa del sistema solar como heliocéntrico y probaron muchas de las teorías de Aristóteles sobre los cuerpos celestes. falso. [52] Varios filósofos del siglo XVII, incluidos Thomas Hobbes, John Locke y Francis Bacon, rompieron con el pasado al rechazar de plano a Aristóteles y sus seguidores medievales, calificando su enfoque de la filosofía natural de superficial. [53]

Los títulos de la obra de Galileo Dos nuevas ciencias y de Johannes Kepler Nueva Astronomía subrayó la atmósfera de cambio que se instaló en el siglo XVII cuando Aristóteles fue descartado en favor de nuevos métodos de investigación del mundo natural. [54] Bacon jugó un papel decisivo en la popularización de este cambio, argumentó que la gente debería usar las artes y las ciencias para dominar la naturaleza. [55] Para lograr esto, escribió que "la vida humana [debe] estar dotada de nuevos descubrimientos y poderes". [56] Definió la filosofía natural como "el conocimiento de las Causas y movimientos secretos de las cosas y la ampliación de los límites del Imperio Humano, para lograr todas las cosas posibles". [54] Bacon propuso que la investigación científica fuera apoyada por el estado y alimentada por la investigación colaborativa de científicos, una visión que no tenía precedentes en su alcance, ambición y forma en ese momento. [56] Los filósofos naturales llegaron a ver la naturaleza cada vez más como un mecanismo que podía desmontarse y entenderse, como un reloj complejo. [57] Filósofos naturales como Isaac Newton, Evangelista Torricelli y Francesco Redi llevaron a cabo experimentos centrados en el flujo de agua, midiendo la presión atmosférica con un barómetro y refutando la generación espontánea. [58] Las sociedades científicas y las revistas científicas surgieron y se difundieron ampliamente a través de la imprenta, dando inicio a la revolución científica. [59] Newton en 1687 publicó su Los principios matemáticos de la filosofía natural, o Principia Mathematica, que sentó las bases de las leyes físicas que se mantuvieron vigentes hasta el siglo XIX. [60]

Algunos eruditos modernos, incluidos Andrew Cunningham, Perry Williams y Floris Cohen, sostienen que la filosofía natural no se llama propiamente ciencia y que la investigación científica genuina comenzó solo con la revolución científica. [61] Según Cohen, "la emancipación de la ciencia de una entidad dominante llamada 'filosofía natural' es una característica definitoria de la Revolución Científica". [61] Otros historiadores de la ciencia, incluido Edward Grant, sostienen que la revolución científica que floreció en los siglos XVII, XVIII y XIX se produjo cuando los principios aprendidos en las ciencias exactas de la óptica, la mecánica y la astronomía comenzaron a aplicarse a las cuestiones planteadas por filosofía natural. [61] Grant argues that Newton attempted to expose the mathematical basis of nature – the immutable rules it obeyed – and in doing so joined natural philosophy and mathematics for the first time, producing an early work of modern physics. [62]

The scientific revolution, which began to take hold in the 17th century, represented a sharp break from Aristotelian modes of inquiry. [63] One of its principal advances was the use of the scientific method to investigate nature. Data was collected and repeatable measurements made in experiments. [64] Scientists then formed hypotheses to explain the results of these experiments. [65] The hypothesis was then tested using the principle of falsifiability to prove or disprove its accuracy. [65] The natural sciences continued to be called natural philosophy, but the adoption of the scientific method took science beyond the realm of philosophical conjecture and introduced a more structured way of examining nature. [63]

Newton, an English mathematician and physicist was the seminal figure in the scientific revolution. [66] Drawing on advances made in astronomy by Copernicus, Brahe, and Kepler, Newton derived the universal law of gravitation and laws of motion. [67] These laws applied both on earth and in outer space, uniting two spheres of the physical world previously thought to function independently of each other, according to separate physical rules. [68] Newton, for example, showed that the tides were caused by the gravitational pull of the moon. [69] Another of Newton's advances was to make mathematics a powerful explanatory tool for natural phenomena. [70] While natural philosophers had long used mathematics as a means of measurement and analysis, its principles were not used as a means of understanding cause and effect in nature until Newton. [70]

In the 18th century and 19th century, scientists including Charles-Augustin de Coulomb, Alessandro Volta, and Michael Faraday built upon Newtonian mechanics by exploring electromagnetism, or the interplay of forces with positive and negative charges on electrically charged particles. [71] Faraday proposed that forces in nature operated in "fields" that filled space. [72] The idea of fields contrasted with the Newtonian construct of gravitation as simply "action at a distance", or the attraction of objects with nothing in the space between them to intervene. [72] James Clerk Maxwell in the 19th century unified these discoveries in a coherent theory of electrodynamics. [71] Using mathematical equations and experimentation, Maxwell discovered that space was filled with charged particles that could act upon themselves and each other and that they were a medium for the transmission of charged waves. [71]

Significant advances in chemistry also took place during the scientific revolution. Antoine Lavoisier, a French chemist, refuted the phlogiston theory, which posited that things burned by releasing "phlogiston" into the air. [72] Joseph Priestley had discovered oxygen in the 18th century, but Lavoisier discovered that combustion was the result of oxidation. [72] He also constructed a table of 33 elements and invented modern chemical nomenclature. [72] Formal biological science remained in its infancy in the 18th century, when the focus lay upon the classification and categorization of natural life. This growth in natural history was led by Carl Linnaeus, whose 1735 taxonomy of the natural world is still in use. Linnaeus in the 1750s introduced scientific names for all his species. [73]

19th-century developments (1800–1900) Edit

By the 19th century, the study of science had come into the purview of professionals and institutions. In so doing, it gradually acquired the more modern name of natural science. El término scientist was coined by William Whewell in an 1834 review of Mary Somerville's On the Connexion of the Sciences. [74] But the word did not enter general use until nearly the end of the same century.

Modern natural science (1900–present) Edit

According to a famous 1923 textbook, Thermodynamics and the Free Energy of Chemical Substances, by the American chemist Gilbert N. Lewis and the American physical chemist Merle Randall, [75] the natural sciences contain three great branches:

Aside from the logical and mathematical sciences, there are three great branches of natural science which stand apart by reason of the variety of far reaching deductions drawn from a small number of primary postulates — they are mechanics, electrodynamics, and thermodynamics. [76]

Today, natural sciences are more commonly divided into life sciences, such as botany and zoology and physical sciences, which include physics, chemistry, astronomy, and Earth sciences.


4.4: Materials and Procedures - Biology

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