Ciencias formales: características, objeto de estudio y ejemplos
Las ciencias formales consisten en un conjunto sistemático de conocimientos coherentes y racionales. Su objetivo no es el mundo físico-natural, sino los objetos plenamente abstractos; sin embargo, los conocimientos de las ciencias formales pueden ser aplicados en la realidad físico-natural y son utilizados por las ciencias fácticas o empíricas.
El método empleado por las ciencias formales es la deducción y, a diferencia de las ciencias fácticas, las formales no admiten ni la abducción ni la inducción. Por lo tanto, una ciencia formal trabaja con las formas; es decir, con objetos que solo existen en la mente humana y se obtienen por abstracción.
Así mismo, la verdad para las ciencias formales es entendida como una verdad lógica: se trata de una serie de consecuencias que siguen luego de considerar todas las posibilidades o las formas en las que se pudieron haber combinado los hechos preestablecidos. En este contexto, ejemplos de ciencia formal pueden ser la matemática o la lógica.
Una característica de las ciencias formales es que son ramas del conocimiento científico que estudian a los sistemas formales. Por consiguiente, una ciencia formal valida su teoría mediante un conjunto de proposiciones, axiomas, definiciones y reglas de inferencia.
Las ciencias formales son todas analíticas. Esto las diferencia de las ciencias naturales y sociales, que son argumentadas de forma empírica; es decir, requieren de la observación del mundo real para hallar evidencia a favor de una teoría. En cambio, los conocimientos de las ciencias formales son llamados “teoremas” y proceden de demostraciones matemáticas.
Además, las reglas o leyes estipuladas por las ciencias formales siempre se cumplen, sin importar cuál sea el caso. En consecuencia, se trata de leyes universales que no estudian fenómenos concretos, como ocurre con las ciencias fácticas. El contenido de una ciencia formal es vacío, ya que se mantiene solo en la forma y en las relaciones causales.
En cuanto a sus orígenes, algunos señalan que las ciencias formales son tan antiguas como la humanidad, ya que desde el comienzo el hombre se ha servido de las matemáticas y de la lógica para organizar su mundo. No obstante, comenzaron a llamarse así a partir de la Edad Moderna, cuando fueron conceptualizadas y clasificadas.
Índice del artículo
A continuación se mencionan las características más importantes de las ciencias formales:
– El método que emplean las ciencias formales es el de la deducción.
– El criterio de una ciencia formal para establecer la verdad se basa en la consistencia o en la no contradicción.
– Los enunciados de una ciencia formal siempre son analíticos, lo que quiere decir que se deducen a través de teoremas o postulados.
– Las entidades de las ciencias formales solo pueden existir dentro de la mente humana.
– Los matemáticos y los lógicos construyen sus propios objetos de estudio a través de símbolos vacíos.
– La demostración de una ciencia formal es completa, total y final.
– El estudio de las ciencias formales vigoriza el hábito de rigor.
En líneas generales, se puede decir que el objeto de estudio de las ciencias formales son las formas; estas se pueden presentar como relaciones, abstracciones u objetos ideales que han sido construidos en la mente del hombre.
Algunos científicos aseguran que la ciencia formal no se interesa tanto en el porqué de los fenómenos, sino que se enfoca en el cómo; es decir, la inclinación está hacia las formas y no hacia el contenido en sí.
En conclusión, las ciencias formales —también conocidas como ciencias ideales— son aquellas que no se enfocan en el mundo o la naturaleza, tampoco en las leyes químicas o físicas que la rigen.
Su interés reposa en los sistemas formales de relaciones que no cuentan con contenido propio, pero que pueden ser utilizados durante el análisis de cualquier aspecto de la realidad.
Un ejemplo de lo anterior puede evidenciarse con la física, que es una ciencia fáctica o empírica que se encarga del estudio de los cuerpos, el movimiento, el espacio y la materia. Sin embargo, la física se vale de las matemáticas —que es una ciencia formal— para llevar a cabo sus análisis y conclusiones.
La estadística es una disciplina formal encargada de organizar, interpretar y procesar una serie de datos con la finalidad de establecer ciertas características de una determinada población u objetivo social.
Según algunos autores, la estadística también puede definirse como la ciencia que estudia de qué manera se debería emplear la información en ciertas situaciones prácticas que generan incertidumbres. En algunas ocasiones la estadística ha sido definida como “la ciencia de los datos”, porque recolecta, clasifica e interpreta estos últimos.
Así mismo, la estadística les permite a los investigadores tomar como punto de partida una serie de datos para emprender sus trabajos, garantizando el análisis y la obtención objetiva de un conjunto de resultados.
La estadística se puede dividir en dos grupos principales:
Estadística descriptiva
Consiste en un método que describe de forma numérica un conjunto de datos. Por consiguiente, al tratarse de un método numérico, la estadística descriptiva emplea el número como técnica para describir.
La característica principal de este tipo de estadística es que no permite extraer conclusiones concretas; solamente ofrece resultados numéricos.
Estadística deductiva, analítica o inferencial
Se encarga de estudiar las probabilidades de éxito dentro de las diferentes posibles soluciones a un problema en particular. Además, la estadística inferencial crea un modelo matemático que deduce el comportamiento poblacional partiendo de las conclusiones obtenidas durante la observación de las muestras.
Por el contrario a la estadística descriptiva, la estadística deductiva o inferencial sí permite extraer conclusiones concretas.
La geometría es una ciencia formal que parte de las matemáticas para estudiar las medidas y las propiedades de una figura localizada en un espacio o en un plano determinado. A su vez, la geometría recurre a unos sistemas axiomáticos o formales para poder representar diferentes aspectos de la realidad.
Estos sistemas axiomáticos están constituidos por unos símbolos que, respetando ciertas reglas, pueden unirse y formar cadenas, que además se pueden vincular entre sí. Por ejemplo, la geometría se basa en nociones abstractas como curvas, puntos y rectas, entre otras.
Es importante acotar que la geometría es una de las disciplinas más antiguas que existen, ya que sus orígenes se remontan al Antiguo Egipto. De hecho, importantes matemáticos y estudiosos se basaron en la geometría para desarrollar estudios sobre los volúmenes, las áreas y las longitudes de las cosas; entre estos sabios destacan Euclides y Heródoto.
Una de las figuras más importantes dentro de los estudios geométricos fue René Descartes, un físico y filósofo francés que propuso que la geometría de una forma podía expresarse o ser representada mediante las ecuaciones.
La geometría se puede dividir en dos ramas principales:
Geometría analítica
Consiste en un tipo de geometría que estudia las figuras a través de un sistema de coordenadas. Este estudio lo hace mediante el uso de metodologías procedentes de análisis matemáticos.
Geometría descriptiva
La geometría descriptiva consiste en una rama que se dedica a la solución de problemas espaciales a través de operaciones que se expresan y se desarrollan en un plano; en este se hallan representadas ciertas figuras provenientes de objetos sólidos de la realidad.
La lingüística teórica es una ciencia formal que procede de la lingüística y que se interesa en los aspectos principales de las lenguas naturales, teniendo en cuenta la estructura del lenguaje y las características de los conocimientos lingüísticos de los hablantes.
Así mismo, se puede establecer que la lingüística teórica está conformada por otras disciplinas como la semántica, la fonología, la morfología y la fonética.
Esta ciencia se basa en la construcción de esquemas y teorías universales, que pueden ser válidos para todas las lenguas habladas en el mundo. En consecuencia, la lingüística teórica no tiene como objetivo explicar ciertos hechos particulares de un idioma en concreto, sino que apunta a la universalidad de las estructuras lingüísticas.
Por esta razón se puede afirmar que la lingüística teórica es una ciencia formal ya que, al igual que la estadística, esta disciplina se encarga de recopilar datos que permiten interpretar, analizar y catalogar las estructuras gramaticales y fonológicas de las lenguas.
Además, esta rama de la lingüística emplea abstracciones teóricas junto con esquemas complejos que no pueden ser aprehendidos en la realidad, sino que existen solamente como ideal en la mente humana.
La inteligencia artificial (IA) es una rama de la ciencia de la computación que consiste en el procesamiento de una serie de datos abstractos realizados por las máquinas; estos datos les permiten a los artefactos electrónicos realizar una tarea u objetivo.
En otras palabras, mediante una serie de datos abstractos y numéricos, la inteligencia artificial le da el acceso a las máquinas para que estas puedan aprender, percibir, razonar o resolver ciertos problemas.
Algunos científicos definen a la inteligencia artificial como una rama computacional que se encarga de estudiar los modelos de cómputo para que estos puedan realizar actividades que son propias de los seres humanos a través de dos características principales: la conducta y el razonamiento.
El término “inteligencia artificial” fue acuñado por el informático John McCarthy en 1956, quien estableció que la IA es la ciencia del ingenio, porque permite construir programas de cómputos inteligentes.
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