Modelo Científico
Un modelo científico es una representación simplificada de un sistema, como un diagrama, una ecuación o una réplica física, que se usa para explicar y predecir.
Definition
Un modelo científico es una versión más simple de algo real que te ayuda a entenderlo: un dibujo, una copia a escala, un programa de computadora o una regla matemática. Representa un objeto, un sistema o un proceso capturando los rasgos importantes para que puedan estudiarse, explicarse y usarse para hacer predicciones, y los modelos pueden ser físicos (una rampa y un carrito que representan una colina), conceptuales (un diagrama de partículas), matemáticos (una ecuación) o computacionales (una simulación). Todo modelo codifica una hipótesis sobre cómo funciona el sistema y descansa en idealizaciones, como superficies sin fricción o masas puntuales, que definen dónde es válido. Su valor se juzga por su poder explicativo, su exactitud predictiva dentro de su dominio y su simplicidad, y un desacuerdo sistemático entre las predicciones y datos cuidadosos es la manera en que los modelos se refinan o se reemplazan.
Example
Un dibujo de la sal rompiéndose en pedacitos que se esparcen entre las partículas de agua es un modelo de la disolución: no puedes ver las partículas, pero el dibujo explica por qué la sal desaparece. El modelo de partículas predice que el agua más caliente disuelve la sal más rápido porque las partículas que se mueven más rápido chocan con el cristal con más frecuencia, y los tiempos medidos de $48\ \text{s}$ a $10^\circ\text{C}$ y $14\ \text{s}$ a $50^\circ\text{C}$ concuerdan. El modelo $v = \sqrt{2gh}$ para un carrito soltado desde una altura $h$ ignora la fricción y la rotación de las ruedas; una predicción de $2.8\ \text{m/s}$ frente a una medición de $2.6\ \text{m/s}$ muestra que se pasa por alrededor de $7\%$, y agregar un término rotacional y una estimación de fricción cierra la mayor parte de la brecha.
Key Insight
Un modelo deja cosas fuera a propósito; un globo terráqueo no muestra cada casa, y eso es lo que lo hace útil. Los modelos son herramientas, no verdades, y un mismo fenómeno puede tener varios modelos útiles según la pregunta que se haga. Todos los modelos están equivocados en algún aspecto, y los útiles están equivocados de maneras que conoces, por eso enunciar los supuestos de un modelo importa tanto como enunciar su ecuación.