Ramas de la ciencia

Las ramas de la ciencia, también denominadas ciencias, "campos científicos" o "disciplinas científicas", se dividen comúnmente en tres grupos principales:

• Ciencias formales: el estudio de los sistemas formales, como los que pertenecen a las ramas de la lógica y las matemáticas, que utilizan una metodología a priori, en lugar de empírica.
• Ciencias naturales: el estudio de los fenómenos naturales (incluidos los factores cosmológicos, geológicos, físicos, químicos y biológicos del universo). Las ciencias naturales se pueden dividir en dos ramas principales: ciencias físicas y ciencias de la vida (o biología).
• Ciencias sociales: el estudio del comportamiento humano en sus aspectos sociales y culturales.

El conocimiento científico debe basarse en fenómenos observables y debe poder ser verificado por otros investigadores que trabajen en las mismas condiciones. Esta verificabilidad bien puede variar incluso dentro de una disciplina científica.

Las ciencias naturales, sociales y formales constituyen las ciencias fundamentales, que forman la base de la interdisciplinariedad, y las ciencias aplicadas, como la ingeniería y la medicina. Las disciplinas científicas especializadas que existen en múltiples categorías pueden incluir partes de otras disciplinas científicas, pero a menudo poseen sus propias terminologías y conocimientos.

Ciencias formales

Las ciencias formales son las ramas de la ciencia que se ocupan de los sistemas formales, como la lógica, las matemáticas, la informática teórica, la teoría de la información, la teoría de sistemas, la teoría de la decisión, la estadística.

A diferencia de otras ramas, las ciencias formales no se ocupan de la validez de las teorías basadas en observaciones del mundo real (conocimiento empírico), sino de las propiedades de los sistemas formales basados ​​en definiciones y reglas. De ahí que haya desacuerdo sobre si las ciencias formales constituyen realmente una ciencia. Los métodos de las ciencias formales son, sin embargo, esenciales para la construcción y prueba de modelos científicos que se ocupan de la realidad observable, y los grandes avances en las ciencias formales a menudo han permitido grandes avances en las ciencias empíricas.

Lógica

La lógica (del griego: λογική, logikḗ, 'poseído de razón, intelectual, dialéctica, argumentativa') es el estudio sistemático de reglas válidas de inferencia, es decir, las relaciones que conducen a la aceptación de una proposición (la conclusión) sobre la base de un conjunto de otras proposiciones (premisas). En términos más generales, la lógica es el análisis y la evaluación de los argumentos.

Ha incluido tradicionalmente la clasificación de argumentos; la exposición sistemática de las formas lógicas; la validez y solidez del razonamiento deductivo; la fuerza del razonamiento inductivo; el estudio de pruebas formales e inferencias (incluyendo paradojas y falacias); y el estudio de la sintaxis y la semántica.

Históricamente, la lógica se ha estudiado en filosofía (desde la antigüedad) y matemáticas (desde mediados del siglo XIX). Más recientemente, la lógica se ha estudiado en la ciencia cognitiva, que se basa en la informática, la lingüística, la filosofía y la psicología, entre otras disciplinas.

Ciencia de los datos

Ciencias de la Información

Matemáticas

Matemáticas, en el sentido más amplio, es solo un sinónimo de ciencia formal; pero tradicionalmente las matemáticas significan más específicamente la fusión de cuatro áreas: aritmética, álgebra, geometría y análisis, que son, en términos generales, el estudio de la cantidad, la estructura, el espacio y el cambio, respectivamente.

Estadísticas

La estadística es el estudio de la recopilación, organización e interpretación de datos. Se ocupa de todos los aspectos de esto, incluida la planificación de la recopilación de datos en términos del diseño de encuestas y experimentos.

Un estadístico es alguien que está particularmente bien versado en las formas de pensar necesarias para la aplicación exitosa del análisis estadístico. Estas personas a menudo han adquirido esta experiencia trabajando en cualquiera de una gran cantidad de campos. También existe una disciplina denominada estadística matemática, que se ocupa de la base teórica de la materia.

La palabra estadística, cuando se refiere a la disciplina científica, es singular, como en "La estadística es un arte". Esto no debe confundirse con la palabra estadística, que se refiere a una cantidad (como la media o la mediana) calculada a partir de un conjunto de datos, cuyo plural es estadísticas ("esta estadística parece incorrecta" o "estas estadísticas son engañosas").

Teoría de sistemas

La teoría de sistemas es el estudio transdisciplinario de los sistemas en general, para dilucidar los principios que se pueden aplicar a todo tipo de sistemas en todos los campos de investigación. El término aún no tiene un significado preciso y bien establecido, pero la teoría de sistemas puede considerarse razonablemente una especialización del pensamiento sistémico y una generalización de la ciencia de sistemas. El término se origina en la Teoría General de Sistemas (GST) de Bertalanffy y se utiliza en esfuerzos posteriores en otros campos, como la teoría de la acción de Talcott Parsons y la autopoiesis sociológica de Niklas Luhmann.

En este contexto, la palabra sistemas se utiliza para referirse específicamente a los sistemas autorreguladores, es decir, que se corrigen a sí mismos a través de la retroalimentación. Los sistemas de autorregulación se encuentran en la naturaleza, incluidos los sistemas fisiológicos de nuestro cuerpo, en los ecosistemas locales y globales, y en el clima.

Teoría de la decisión

La teoría de la decisión (o la teoría de la elección que no debe confundirse con la teoría de la elección) es el estudio de las elecciones de un agente. La teoría de la decisión se puede dividir en dos ramas: la teoría de la decisión normativa, que analiza los resultados de las decisiones o determina las decisiones óptimas dadas las restricciones y los supuestos, y la teoría de la decisión descriptiva, que analiza cómo los agentes toman realmente las decisiones que toman.

La teoría de la decisión está estrechamente relacionada con el campo de la teoría de juegos y es un tema interdisciplinario, estudiado por economistas, estadísticos, psicólogos, biólogos, politólogos y otros científicos sociales, filósofos e informáticos.

Las aplicaciones empíricas de esta rica teoría generalmente se realizan con la ayuda de métodos estadísticos y econométricos.

Informática teórica

La informática teórica (TCS) es un subconjunto de la informática y las matemáticas generales que se centra en temas más matemáticos de la informática e incluye la teoría de la computación.

Es difícil circunscribir con precisión las áreas teóricas. El Grupo de Interés Especial en Algoritmos y Teoría de la Computación (SIGACT) de la ACM proporciona la siguiente descripción:

TCS cubre una amplia variedad de temas que incluyen algoritmos, estructuras de datos, complejidad computacional, computación paralela y distribuida, computación probabilística, computación cuántica, teoría de autómatas, teoría de la información, criptografía, semántica y verificación de programas, aprendizaje automático, biología computacional, economía computacional, computación geometría y teoría computacional de números y álgebra. El trabajo en este campo a menudo se distingue por su énfasis en la técnica matemática y el rigor.

Ciencias Naturales

Las ciencias naturales son una rama de la ciencia que se ocupa de la descripción, predicción y comprensión de los fenómenos naturales, con base en la evidencia empírica de la observación y la experimentación. Se utilizan mecanismos como la revisión por pares y la repetibilidad de los hallazgos para tratar de garantizar la validez de los avances científicos.

Las ciencias naturales se pueden dividir en dos ramas principales: ciencias de la vida y ciencias físicas. Las ciencias de la vida se conocen alternativamente como biología, y las ciencias físicas se subdividen en ramas: física, química, astronomía y ciencias de la Tierra. Estas ramas de las ciencias naturales se pueden dividir en ramas más especializadas (también conocidas como campos)

Ciencia física

La ciencia física es un término que abarca las ramas de las ciencias naturales que estudian los sistemas no vivos, en contraste con las ciencias de la vida. Sin embargo, el término "físico" crea una distinción un tanto arbitraria e involuntaria, ya que muchas ramas de la ciencia física también estudian fenómenos biológicos. Hay una diferencia entre la ciencia física y la física.

Física

La física (del griego antiguo: φύσις, romanizado: physis, lit.  'naturaleza') es una ciencia natural que involucra el estudio de la materia y su movimiento a través del espacio-tiempo, junto con conceptos relacionados como energía y fuerza. En términos más generales, es el análisis general de la naturaleza, realizado para comprender cómo se comporta el universo.

La física es una de las disciplinas académicas más antiguas, quizás la más antigua por la inclusión de la astronomía. Durante los últimos dos milenios, la física fue parte de la filosofía natural junto con la química, ciertas ramas de las matemáticas y la biología, pero durante la revolución científica del siglo XVI, las ciencias naturales surgieron como programas de investigación únicos por derecho propio.Ciertas áreas de investigación son interdisciplinarias, como la biofísica y la química cuántica, lo que significa que los límites de la física no están definidos de manera rígida. En los siglos XIX y XX, el fisicalismo surgió como una importante característica unificadora de la filosofía de la ciencia, ya que la física proporciona explicaciones fundamentales para cada fenómeno natural observado. Las nuevas ideas en física a menudo explican los mecanismos fundamentales de otras ciencias, al tiempo que abren nuevas áreas de investigación en matemáticas y filosofía.

Química

La química (la etimología de la palabra ha sido muy discutida) es la ciencia de la materia y los cambios que sufre. La física también aborda la ciencia de la materia, pero mientras la física adopta un enfoque más general y fundamental, la química es más especializada y se ocupa de la composición, el comportamiento (o reacción), la estructura y las propiedades de la materia, así como los cambios sufre durante las reacciones químicas.Es una ciencia física que estudia varias sustancias, átomos, moléculas y materia (especialmente a base de carbono). Ejemplos de subdisciplinas de la química incluyen: bioquímica, el estudio de sustancias que se encuentran en organismos biológicos; la química física, el estudio de los procesos químicos utilizando conceptos físicos como la termodinámica y la mecánica cuántica; y química analítica, el análisis de muestras de materiales para comprender su composición y estructura química. En los últimos años han surgido muchas más disciplinas especializadas, por ejemplo, la neuroquímica, el estudio químico del sistema nervioso.

Ciencia de la Tierra

Las ciencias de la tierra (también conocidas como geociencias, las geociencias o las ciencias de la Tierra) es un término que abarca todo para las ciencias relacionadas con el planeta Tierra. Podría decirse que es un caso especial en la ciencia planetaria, siendo la Tierra el único planeta conocido con vida. Existen enfoques tanto reduccionistas como holísticos de las ciencias de la Tierra. La disciplina formal de las ciencias de la Tierra puede incluir el estudio de la atmósfera, la hidrosfera, la litosfera y la biosfera, así como la tierra sólida. Por lo general, los científicos de la Tierra utilizarán herramientas de la física, la química, la biología, la geografía, la cronología y las matemáticas para desarrollar una comprensión cuantitativa de cómo funciona el sistema de la Tierra y cómo evolucionó hasta su estado actual.

Geología

La geología (del griego antiguo γῆ, gē ("tierra") y -λoγία, -logia, ("estudio de", "discurso")) es una ciencia de la Tierra que se ocupa de la Tierra sólida, las rocas que la componen. y los procesos por los cuales cambian con el tiempo. La geología también puede incluir el estudio de las características sólidas de cualquier planeta terrestre o satélite natural como Marte o la Luna. La geología moderna se superpone significativamente con todas las demás ciencias de la Tierra, incluidas la hidrología y las ciencias atmosféricas, por lo que se trata como un aspecto importante de la ciencia integrada del sistema terrestre y la ciencia planetaria.

Oceanografía

La oceanografía, o ciencia marina, es la rama de las ciencias de la Tierra que estudia el océano. Abarca una amplia gama de temas, incluidos los organismos marinos y la dinámica de los ecosistemas; corrientes oceánicas, olas y dinámica de fluidos geofísicos; tectónica de placas y geología del fondo marino; y flujos de varias sustancias químicas y propiedades físicas dentro del océano ya través de sus fronteras. Estos diversos temas reflejan múltiples disciplinas que los oceanógrafos combinan para profundizar el conocimiento del océano mundial y la comprensión de los procesos dentro de él: biología, química, geología, meteorología y física, así como geografía.

Meteorología

La meteorología es el estudio científico interdisciplinario de la atmósfera. Los estudios en el campo se remontan a milenios, aunque no se produjeron avances significativos en la meteorología hasta el siglo XVII. En el siglo XIX se produjeron avances tras la observación de redes desarrolladas en varios países. Después del desarrollo de la computadora en la segunda mitad del siglo XX, se lograron grandes avances en el pronóstico del tiempo.

Ciencia espacial

La ciencia espacial es el estudio de todo en el espacio exterior. Esto a veces se ha denominado astronomía, pero recientemente se ha llegado a considerar la astronomía como una división de la ciencia espacial más amplia, que ha crecido para incluir otros campos relacionados, como el estudio de temas relacionados con los viajes espaciales y la exploración espacial (incluida la medicina espacial), el espacio arqueología y ciencia realizadas en el espacio exterior (ver investigación espacial).

Ciencias de la vida

La ciencia de la vida, también conocida como biología, es la ciencia natural que estudia la vida, como microorganismos, plantas y animales, incluidos los seres humanos, incluida su estructura física, procesos químicos, interacciones moleculares, mecanismos fisiológicos, desarrollo y evolución. A pesar de la complejidad de la ciencia, ciertos conceptos unificadores la consolidan en un campo único y coherente. La biología reconoce a la célula como la unidad básica de la vida, a los genes como la unidad básica de la herencia ya la evolución como el motor que impulsa la creación y extinción de las especies. Los organismos vivos son sistemas abiertos que sobreviven transformando energía y disminuyendo su entropía local para mantener una condición estable y vital definida como homeostasis.

Bioquímica

La bioquímica, o química biológica, es el estudio de los procesos químicos dentro y en relación con los organismos vivos. Es una subdisciplina tanto de la biología como de la química, y desde un punto de vista reduccionista es fundamental en biología. La bioquímica está estrechamente relacionada con la biología molecular, la biología celular, la genética y la fisiología.

Microbiología

La microbiología es el estudio de los microorganismos, ya sean unicelulares (una sola célula), multicelulares (colonia celular) o acelulares (que carecen de células). La microbiología abarca numerosas subdisciplinas que incluyen virología, bacteriología, protistología, micología, inmunología y parasitología.

Botánica

La botánica, también llamada ciencia(s) vegetal(es), biología vegetal o fitología, es la ciencia de la vida vegetal y una rama de la biología. Tradicionalmente, la botánica también ha incluido el estudio de hongos y algas por parte de micólogos y psicólogos respectivamente, quedando el estudio de estos tres grupos de organismos dentro del ámbito de interés del Congreso Internacional de Botánica. Hoy en día, los botánicos (en sentido estricto) estudian aproximadamente 410 000 especies de plantas terrestres, de las cuales unas 391 000 especies son plantas vasculares (incluyendo aproximadamente 369 000 especies de plantas con flores), y aproximadamente 20 000 son briófitas.

Zoología

La zoología (/ z oʊ ˈ ɒ l ə dʒ i /) es la rama de la biología que estudia el reino animal, incluida la estructura, la embriología, la evolución, la clasificación, los hábitos y la distribución de todos los animales, tanto vivos como extintos, y cómo interactuar con sus ecosistemas. El término se deriva del griego antiguo ζῷον, zōion, es decir, "animal" y λόγος, logos, es decir, "conocimiento, estudio".Algunas ramas de la zoología incluyen: antrozoología, aracnología, arqueozoología, cetología, embriología, entomología, helmintología, herpetología, histología, ictiología, malacología, mastozoología, morfología, nematología, ornitología, paleozoología, patología, primatología, protozoología, taxonomía y zoogeografía.

Ecología

Ecología (del griego: οἶκος, "casa" o "entorno"; -λογία, "estudio de")es una rama de la biología que se ocupa de las interacciones entre los organismos y su entorno biofísico, que incluye componentes bióticos y abióticos. Los temas de interés incluyen la biodiversidad, distribución, biomasa y poblaciones de organismos, así como la cooperación y competencia dentro y entre especies. Los ecosistemas son sistemas de organismos que interactúan dinámicamente, las comunidades que forman y los componentes no vivos de su entorno. Los procesos de los ecosistemas, como la producción primaria, la pedogénesis, el ciclo de nutrientes y la construcción de nichos, regulan el flujo de energía y materia a través de un entorno. Estos procesos son sostenidos por organismos con rasgos específicos de historia de vida.

Ciencias Sociales

Las ciencias sociales son la rama de la ciencia dedicada al estudio de las sociedades y las relaciones entre los individuos dentro de esas sociedades. El término se usaba anteriormente para referirse al campo de la sociología, la "ciencia de la sociedad" original, establecida en el siglo XIX. Además de la sociología, ahora abarca una amplia gama de disciplinas académicas, incluidas la antropología, la arqueología, la economía, la geografía humana, la lingüística, las ciencias políticas y la psicología.

Los científicos sociales positivistas utilizan métodos parecidos a los de las ciencias naturales como herramientas para comprender la sociedad, y así definen la ciencia en su sentido moderno más estricto. Los científicos sociales interpretativistas, por el contrario, pueden usar la crítica social o la interpretación simbólica en lugar de construir teorías empíricamente falsables y, por lo tanto, tratar la ciencia en su sentido más amplio. En la práctica académica moderna, los investigadores suelen ser eclécticos y utilizan múltiples metodologías (por ejemplo, al combinar investigación tanto cuantitativa como cualitativa). El término "investigación social" también ha adquirido cierto grado de autonomía a medida que practicantes de diversas disciplinas comparten sus objetivos y métodos.

Ciencias Aplicadas

La ciencia aplicada es el uso del conocimiento científico existente para fines prácticos, como la tecnología o las invenciones.

Dentro de las ciencias naturales, las disciplinas que son ciencias básicas desarrollan información básica para explicar y quizás predecir fenómenos en el mundo natural. La ciencia aplicada es el uso de procesos y conocimientos científicos como medio para lograr un resultado particularmente práctico o útil. Esto incluye una amplia gama de campos relacionados con las ciencias aplicadas, incluidas la ingeniería y la medicina.

La ciencia aplicada también puede aplicar la ciencia formal, como la estadística y la teoría de la probabilidad, como en la epidemiología. La epidemiología genética es una ciencia aplicada que aplica métodos tanto biológicos como estadísticos.

Relaciones entre las ramas.

Las relaciones entre las ramas de la ciencia se resumen en la tabla

Visualizaciones y metasciencia

OpenAlex y Scholia se pueden utilizar para visualizar y explorar campos científicos y temas de investigación. La metaciencia se refiere o incluye un campo de la ciencia que se trata de la ciencia misma.

Red clúster de publicaciones científicas en relación con los premios Nobel.

Una visualización de resultados científicos por campo en OpenAlex.Un estudio puede ser parte de múltiples campos y un menor número de artículos no es necesariamente perjudicial para los campos.

Gráfico que ilustra el desarrollo reciente o la historia de los resultados científicos basados ​​en datos de OpenAlex.org