Principales teoremas, leyes, teorías y dogmas de Ciencias Naturales

Aquí presentamos algunos de los principales teoremas y leyes en cada una de estas áreas:

Física:

Teoremas de Conservación:

• Teorema de Conservación de la Energía: La energía total de un sistema aislado permanece constante; puede transformarse de una forma a otra, pero no se crea ni se destruye.
• Teorema de Conservación del Momento Lineal: En un sistema aislado, el momento lineal total permanece constante si no actúan fuerzas externas netas sobre el sistema.
• Teorema de Conservación del Momento Angular: En un sistema aislado, el momento angular total permanece constante si no actúan torques externos netos sobre el sistema.
• Teorema del Trabajo y la Energía: El trabajo realizado por la fuerza neta sobre un objeto es igual al cambio en su energía cinética.
• Teorema de Gauss (Electromagnetismo): El flujo eléctrico a través de cualquier superficie cerrada es proporcional a la carga eléctrica total encerrada por la superficie.
• Teorema de Stokes (Cálculo Vectorial y Fluidos): Relaciona la integral de línea de un campo vectorial alrededor de una curva cerrada con la integral de superficie de su rotacional sobre cualquier superficie que tenga a la curva como borde.
• Teorema de Noether: A cada simetría diferenciable de la acción de un sistema físico le corresponde una ley de conservación. Este teorema conecta las simetrías del universo con las leyes de conservación que observamos.

Química:

En química, los principios fundamentales a menudo se formulan como leyes:

Leyes Ponderales:

• Ley de Conservación de la Masa (Ley de Lavoisier): En toda reacción química, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos.
• Ley de las Proporciones Definidas (Ley de Proust): Un compuesto químico siempre contiene los mismos elementos en la misma proporción de masa.
• Ley de las Proporciones Múltiples (Ley de Dalton): Cuando dos elementos se combinan para formar más de un compuesto, las masas de uno de los elementos que se combinan con una masa fija del otro¹ guardan entre sí una relación de números enteros sencillos.
• Ley de los Pesos Equivalentes (Ley de Richter): Las masas de dos elementos diferentes que se combinan con una misma masa de un tercer elemento están en la misma relación que las masas con las que se combinan entre sí (o en una relación de números enteros sencillos).
• Ley de Avogadro: Volúmenes iguales de gases diferentes, a la misma temperatura y presión, contienen el mismo número de moléculas.
• Leyes de los Gases Ideales: Relacionan la presión, el volumen, la temperatura y la cantidad de un gas ideal ($PV=nRT$).
• Ley de las Presiones Parciales (Ley de Dalton): La presión total ejercida por una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de cada gas² individual.

Biología:

En biología, los principios fundamentales se articulan a menudo como teorías amplias y el Teorema de Hardy-Weinberg es un ejemplo notable de un teorema con base matemática:

• Teoría Celular: Todos los organismos vivos están compuestos por células, y todas las células provienen de células preexistentes. La célula es la unidad básica de estructura y función de los seres vivos.
• Teoría de la Evolución por Selección Natural (Darwin-Wallace): Las poblaciones de organismos cambian con el tiempo debido a la acumulación de variaciones heredables que favorecen la supervivencia y la reproducción diferencial.
• Leyes de Mendel (Herencia Genética): Describen cómo se transmiten las características hereditarias de padres a hijos.
• Teorema de Hardy-Weinberg: En una población grande con apareamiento aleatorio y sin la influencia de mutación, migración, selección o deriva genética, las frecuencias alélicas y genotípicas permanecen constantes de generación en generación. Este teorema proporciona un modelo nulo para estudiar la evolución de las poblaciones.
• Dogma Central de la Biología Molecular (Crick): El flujo de información genética ocurre principalmente en una dirección: ADN $\to$ ARN $\to$ Proteína.

Esta lista no es exhaustiva, pero destaca algunos de los teoremas y leyes más importantes que sustentan nuestra comprensión del mundo natural. Estos principios han sido fundamentales para el desarrollo de las ciencias y continúan siendo la base para la investigación y el descubrimiento.