« مشاهده و دریا?ت 6 (دریا?ت ها به عنوان کلیات) | ص?حه اصلی | دریا?ت و م?هوم »

پارادایم روش علمی

پارادایم روش علمی scientific paradigm

صر? نظر از این که به دنبال پاسخ سئوالات خود در ارتباط با طبیعت باشیم یا نه چیزی که ما به عنوان انسان با آن روبه رو هستیم مجموعه ای از مشاهدات observation است که برای ما به عنوان موجودی مجهز به منطق و قیاس به صورتی دارای روابط قیاسی syllogic می نماید؛ انبوهی از روابط، شباهت ها، توالی ها، … این مرحله از سیر شناخت که بسیار مشترک و طبیعی است مشاهده یا همان دریا?ت perception است. ?رایندی که در آن موجوداتی از خارج محدوده ی شخصی ذهن ما بر ما پدیدار phenomenon می شوند.

پس از مرحله ی مشاهده در مواردی به دنبال چیزی می گردیم؛ به ظاهر چرایی پدیده ها  دلیل قیاسی ندارد [و البته به این مورد کاری نداریم] به هر صورت ما به دنبال پاسخ می گردیم، طرح چرایی در پدیدارشناسی یک ?رایند ضمنی است و البته از این پس روش علمی شروع می شود.

برای پاسخ به یک چرا ابتدا باید یک ?رضیه hypothesis (حدس علمی؛ که از این پس همه ی ات?اقات با ?رض اعتبار آن در حوزه ی طبیعت پش می رود) مطرح شود. این مرحله از روش علمی قسمتی شهودی scientific intuitive یا استقرایی scientific inductive است. ?رضیه هایی که بیشتر جنبه ی استقرایی دارند به صورت تعمیم generalization هستند و دیگر مورد به صورت توضیح explanation از این رو می توان دو گونه ?رصیه داشت: تعمیم به کل generalizing hypothesis و توضیح به جز explanatory hypothesis.

همان طور که یادآوری شد پدیده ها به صورت اشیایی با روابط منطقی برای ما جلوه گر می شوند ولی از آن جا که این روابط به طور صریح explicit و قابل مشاهده و دریا?ت ظاهر نمی شوند در مقام "پرسش یک چرا" در حقیقت به دنبال دریا?ت این روابط هستیم.

وقتی با پدیده های a1، a2، ... روبه رو می شویم به طور ضمنی قادر به انتزاع ویژگی های نادیدنی در پدیده ها هستیم به طوری که می توانیم بین این پدیده ها ویژگی مشترک A را انتزاع abstraction کنیم. به طور مثال ما در مواجه با  آب  در زمان ها و مکان های مختل? و ریخت های مختل?  آب  آن را به عنوان یک چیز دریا?ت می کنیم. البته این ?رایند خیلی بنیادی و بی ربط از روش علمی است ولی همین ?رایند به صورت بسیار پیشر?ته تر خود در ?رضیه سازی به کار می آید؛ اگر در چند مشاهده پدیده ی A به دنبال B بیاید ?رض می کنیم رابطه ی علی causal relationship بین A و B وجود دارد. رابطه ی علی بین دو پدیده توالی زمانی آن دو را بر اساس تقدم قیاسی آن دو در انتزاع ایجاب می کند [البته این که چرا یا آیا ?قط توالی زمانی، در این متن نگرانی خاصی ایجاد نمی کند]. نا گ?ته پیداست که با ?رض حقیقی بودن انتزاع انسان نیز (این که از a1، a2، ... ویژگی A را جدا می کند) چنین ?رضی منطقا درست نیست زیرا در مجموعه ی مشاهدات انجام شده معتبر است. این ?رض که رابطه ی (علی یا غیر علی) بین A و B را به کل مشاهدات ممکن از این دست تعمیم می دهد همان ?رضیه ی تعمیم به کل است و به صورت استقرایی به کار می رود. بنابراین واژه ی "کل" دلالت بر اعتبار ?رضیه در تمام نمونه ها instant از یک نوع عام پدیده می کند.

اما پرسش های ما معمولا خیلی ?راتر از پیدا کردن روابط و توالی های پدیده ها می رود تا حدی که رابطه ی بین رابطه ها نیز مورد کنکاش قرار می گیرد. وقتی در پدیدار شناسی A1 و B1 پدیده های دیگر مانند C را نیز در نظر بگیریم این امکان وجود دارد که از انتزاع ویژگی های کلی تری مانند A و B و همین طور دخول C و انتزاع رابطه های کلی تر و عام تر بین این چیزهای انتزاعی به یک رابطه ی علی عام تر برسیم. در آن صورت گرچه رابطه ی علی بین A1 و B1 طولانی تر (در توالی علی یا منطقی)، پر?رض تر، پیچیده تر (دیگر صر?ا نمی توان از رابطه ی علی صریح بین دو پدیده صحبت کرد بلکه این رابطه با جزییات بیشتر و در نتیجه ی روابط منطقی چیزهای دیگر نتیجه می شود) شده است ولی توانسته ایم آن قدر انتزاع کنیم که حتی روابط نیز از زمینه ی اولیه ی خود جدا بشوند و همه چیز جز معدودی رابطه ی علی که بقیه منطقا بر اساس آن ها نتیجه می شوند به م?اهیم ریاضی تبدیل شوند (آن معدود گرچه از نظر صورت formalism هنوز در عالم انتزاع-ریاضی وارد می شوند ولی از نظر معنا semantics و صدق satisfaction اول وجود دارند و دوم الزاما خارج از عالم انتزاع هستند). به این سیر شکستن به جز reductionism می گویند و از این رو به ?رضیه هایی از این دست توضیحی می گویند [جز در "توضیح به جز" به این م?هوم دلالت می کند]. "برای دادن یه نظریه ی علمی اصولا هیچ راه منطقی وجود ندارد"، اینیشتین. به همین خاطر ?رضیه های توضیحی معمولا از الهام، خواب، شهود علمی، تصاد? [؟!] ... به دست می آیند.

مرحله ی بعد از روش علمی آزمایش experiment است. در جریان انتزاعی (ریاضی) کردن و کلی کردن پدیده ها اول این که م?اهیمی نو (و اغلب بداهتا نادیدنی) ایجاد می شوند و دوم این که یک سری نتیجه ی منطقی از تمام آنچه درباه ش صحبت شد حاصل می شود. در مرحله ی آزمایش تمام نتایج ریاضی ?رضیه (که هنوز به صورت formal هستند) در طبیعت (یعنی جایی که قرار است برای موجودات ریاضی معنا semantics پیدا شود) بررسی می شود: طرح آزمایش... انجام مشاهده ها و کنش های لازم با پدیده ها طبق طرح آزمایش (این جا همه چیز دستورالعمل شده است).

?رضیه ها به همراه تمام اجزای ریاضی خود در ارتباط با آزمایش ها به سه دسته تقسیم می شوند:

ممکن است هیچ طرح آزمایشی برای مشاهده ی یک ?رضیه یا یک جز م?هوم ریاضی یک ?رضیه وجود نداشته باشد و علاوه بر این در هیچ ?رضیه یا تجربه ی دیگر نیز مشاهده نشده باشد، این گونه م?اهیم از نظر علمی ?اقد اعتبار هستند که اگر یک جز از ?رضیه ی علمی باشند در صورت ممکن حذ? می شوند (به شرطی که حتی هیچ گونه کمک ریاضی هم به ?رضیه نکنند) به این محک در روش علمی occam’s razor می گویند؛ چیزهایی که در استدلال یا نتیجه بی تاثیرند یا [در علم] غیرقابل مشاهده حذ? شوند.

اگر نتیجه ی یک آزمایش با یکی از نتایج منطقی ?رضیه سازگار نباشد، نقطه ی شروع اسنتتاج deduction نامعتبر خواهد بود. این به معنی غلط بودن ?رضیه است. [گرچه می توان این جا خاطر نشان کرد که نامعتبر بودن یک نتیجه می تواند به خاطر یک انتزاع نامعتبر باشد یعنی مثلا در انتزاع "آب" از مشاهدات خود دچار اشتباه شده ایم و باز به طور مثال چیزی که در ?لان آزمایش مشاهده شد آب نبوده باشد. البته این مورد به جز در چند دیدگاه ?لس?ی اصلا جایی از نگرانی ایجاد نمی کند] 

?رضیه هایی که صدق آن ها برای آزمایش تایید می شود الزاما درست نخواهند بود به این خاطر که در طبیعت می توان نمونه ها را مشاهده کرد و نه کلیات را و در آزمایش معدودی نمونه a1، a2، ... از یک م?هوم A مورد مشاهده قرار می گیرند. این جا اصل اساسی روش علمی وارد صحنه می شود: استقرای علمی scientific induction که کمی شبیه استقرای ریاضی است؛ وقتی یک ?رضیه در شرایط مختل? آزمایش شود و آزمایش ها تکرار پذیر باشند و تعداد آزمایش ها به اندازه ی کا?ی باشد ?رضیه درست true hypothesis خواهد بود. [این جا این نکته خیلی مهم است که استقرای علمی همان قدر اعتبار (شناختی) دارد که انتزاعات ما بنابراین در نقد استقرای علمی باید احتیاط کرد]

در مرحله ی بعد مجموعه ای از ?رضیه های درست با هم سازگار که تمام مشاهدات یک مجموعه پدیده ای به هم مرتبط ایزوله شده (انتزاعی) را توجیه justification و پیش بینی prediction می کند نظریه theory می گویند. به طور مثال ?رضیه ی حرکت دایره ای خورشید به دور زمین به همراه ?رضیه ی حرکت یکنواخت آن و چندین ?رضیه ی دیگر  یک تئوری می سازند (بطلمیوس) که اول: در مورد ?قط زمین و خورشید و سیارات و ثوابت انتزاعی شده بحث می کند و حکم می دهد (بنابراین در مورد درختان روی زمین از این تئوری پرسیدن بی معناست) و دوم: هر پرسشی در این زمینه را جواب می دهد.

با توجه به این که تئوری ها انباشته ی چندین ?رضیه هستند در تئوری ها امکان پشی بینی هایی به وجود می آید که با ?رضیه ها به تنهایی ممکن نیست، علاوه بر این تئوری ها امکان دست یابی به روش های تجربی نو را می دهند؛ تولید ابزار instrument و دستگاه های اندازه گیری measurement بنابراین تئوری ها امکان ابطال خود را آسان تر می کنند. با این حال با ظهور و ابطال یک نظریه علم پیشر?ت می کند...

گاهی برای یک مجموعه ی پدیده ای به هم مرتبط ایزوله شده (در یک paradigm) چند تئوری وجود دارد. این گونه موارد تقریبا همیشه پدیده هایی هستند که (هیچ کدامشان) برای ما به طور مستقیم قابل مشاهده نیستند و ?قط قابل اندازه گیری هستند. به هر کدام از این تئوری ها یک مدل برای مجموعه ی پدیداری می گویند. به طور مثال تئوری اتمی دالتون، رادر?ورد، بوهر، شرودینگر همه مدلی برای پدیدار اتم [البته ?رض می کنیم پدیده آن چیزی است که مشاهده یا اندازه گیری شود] هستند.

مدل ها معمولا یکی پس از دیگری و هر کدام در paradigm مرتبط خود با جزییات تعری? شده و با قدرت ت?کیک resolution و با توان تقریب approximation خود می آیند و هر مدل در محدوده ی خود قابل ارزیابی علمی است. به طور مثال paradigm مکانیک نیوتنی همان تجربیات و مورد های روزمره است که در آن ها سرعت اجسام نسبت به نور بسیار کم است و بنابراین در همین محدوده معتبر است و توان تقریب آن نیز به همین محدوده بستگی دارد اما مکانیک نسبیتی در ?ضای بسیار وسیع تری معتبر است و به همین تناسب دارای م?اهیم اضا?ی بر مکانیک نیوتنی است که قدرت ت?کیک آن را بالا می برد؛ به طور مثال در مکانیک نسبیتی بین جرم سکون و جرم ت?اوت وجود دارد.

البته مدل هایی وجود دارند که هم زمان می آیند، paradigm مشترک دارند و توان تقریبشان نیز یکسان است، گو این که طبیعت یک مدل منحصر حقیقی نداشته باشد. بهترین مثال های یکی مدل های ذره و موج نور در اپتیک کلاسیک و دیگری مدل شرودینگر و هایزنبرگ در مورد مکانیک کوانتم است.

همان طور که گ?ته شد ?رضیه های توضیحی که روابط علی را به روابط بنیادی تر می شکاند رویکرد تجزیه گر reductionism دارند و تاکنون همین رویکرد مورد توجه علوم پایه بوده است. طبق این رویکرد تمام پیچیدگی های توضیح طبیعت به سمت استنتاج روابط علی از روابط بنیادی منتقل می شود و در عوض روابط بنیادی کمتر (حتی ?قط یک رابطه) و ساده تر می شوند. به هر صورت در هر دوره ی علمی تئوری هایی وجود دارند که قابل تجزیه نیستند و به عبارتی از تئوری دیگر به دست نمی آیند به این گونه تئوری ها (احکام) اصل principle می گویند. به طور مثال اصل طرد پاولی وجود دو الکترون در یک حالت کوانتمی را طرد می کند ولی هیچ دلیلی [در آن دوران] برای آن وجود ندارد. [گرچه در حال حاصر وضعیت خیلی با آن زمان ?رق نمی کند]

اصل هایی که در مجموعه پدیدارها، paradigm ها و تئوری های مختل? به صورت عامی وجود دارند به عنوان قانون law می شناسیم. به طور مثال قانون بقای انرژی (که تا این دوران مهم ترین و عام ترین قانون طبیعت بوده است)  برای مجموعه پدیداری جو زمین، منظومه ی شمسی، اتم ها معتبر است و تقریبا در تمام تئوری ها حظور دارد و هم در paradigm ماکرو (پیوسته) و هم میکرو (آماری) درست است.

قانون در روش علمی عموما از یک خاصیت اساسی بودن برخوردار است که آن را مشابه قضایای اساسی fundamental theorem در ریاضی می سازد. در نظریه های ریاضی قضایی وجود دارند که از نظر م?هوم برای آن نظریه دارای اهمیت اساسی می باشد و از آن مهم تر بسیاری از قضایای دیگر نظریه بر پایه ی آن ها استنتاج می شوند به صورتی که حتی [با کمی تقریب و تسامح] می توان اصول موضوع را حذ? و قضایای اساسی را جایگزین کرد. به نوعی دیگر می توان گ?ت این ها برای توسعه ی نظریه بسیار کاربردی هستند (از نظر اثبات). مانند قضایای اساسی حساب دی?رانسیل و  انتگرال.

قانون همین نقش را در روش علمی بازی می کند. به عبارتی می توان گ?ت بسیاری از نتایج، توجیحات و پیش بینی ها در نظریه های علمی بر اساس قانون های آن نظریه نتیجه می شوند به همین خاطر هسته ی اساسی نظریه های علمی جدید قانون های آن ها می باشد که با رد شدنشان تقریبا چیز معتبری از نظریه باقی نمی ماند. البته از این نظر  اصول دارای چنین ویژگی ای نیستند.

اما در اصول principle [این متن با رویکرد ?یزیکی] ?یزیک ویژگی مهمی دیده می شود که این است: اصول در سیر تجزیه گرایی به عنوان آخرین و غیر قابل تجزیه atomicity شناحته می شوند، به عبارتی انتظار و نگرش جامعه ی علمی به یک اصل خیلی کمتر "چرایی"، علت و توضیح به همراه دارد. به طور مثال می توان قانون دوم ترمودینامیک و اصل کمترین کنش را قیاس کرد؛ گرچه تلاش های زیادی برای اثبات قانون دوم ترمودینامیک انجام شده است ولی اصل کمترین کنش همواره در گونه های مختل? خود برای توضیح قوانین طبیعت به کار گر?ته شده است و می شود.

محرکه و الهام از مقدمه ی کتاب The Science of Biology اثر Paul Weisz که انتشارات مدرسه آن را ترجمه و چاپ کرده است.

 

نوشته شده توسط shahin در ساعت

نظرخواهی

عالی بود

نویسنده: مهدی در ساعت 10 مهر 1385 5:08 بֽظֽ

عالی بود این موضوع را ادامه دهید
در مورد پارادایم نوین مطالبی را ارائه دهید

نویسنده: mohammad در ساعت 1 آذر 1385 2:27 بֽظֽ

نظر شما چيست؟




مرا به خاطر داشته باش