علم چيست؟ (بخش اول)

علم (science) از واژه لاتين «scientia» به معناى آگاهى و معرفت (knowledge) مشتق شده است. شناخت و معرفت، توصيف ها، فرضيه ها، مفاهيم، نظريه ها، اصول و دستور العمل هايى نزديك به قطعيت هستند كه يا درست و يا مفيدند. البته شناخت و معرفت محدود به اين موارد نمى شود و خود بحث مفصلى در فلسفه است. به طور كلى، دانش و معرفت، اعم از علم است و علم (science) در معناى اصطلاحى، تحصيل نظام مند دانش جديد درباره طبيعت است كه با روش هاى معين به دست مى آيد و هدف آن برقرار كردن رابطه ثابت بين پديدار ها (phenomens) است. برخى فيلسوفان بين واقعيت بالفعل چيز ها در جهان و درك انسان ها از آنها تفاوت قائل مى شوند.«كانت»، فيلسوف آلمانى، از دو واژه «فنومن» (phenomen) يعنى آنچه كه از راه تجربه و حس قابل درك است و «نومن» (noumen) يعنى آنچه كه از راه تجربه قابل درك نيست براى اين منظور استفاده مى كند. كانت و پيروانش، معتقد بودند كه ذهن فقط مى تواند، ظواهر و پديده ها (فنومن) را بشناسد و از شناخت نومن ها، ناتوان است. البته از ديدگاه كانت، شناخت نومن ها از طر يق عقل ممكن نيست، اما از طريق اخلاق، امكان پذير است.برخى دانشمندان بر اين ادعايند كه فهميدن و تبيين دقيق جهان با استفاده از روش علمى، ممكن است و روش علمى يعنى مشاهده دقيق و آزمون نظريه ها توسط تجربه. البته آنها اين ادعا را ندارند كه هر چيزى را در معناى مطلق، اثبات مى كنند، بلكه تاكيد دارند كه براساس تجربيات و مشاهدات رايج، هر چيزى را مى توان با درجه خوبى از قطعيت، تبيين كرد.
تا زمان عصر روشنگرى در اروپا، واژه علم به معناى هر دانش منتظم به كار مى رفت. علم معناى بسيار وسيعى داشت و گاهى معادل با «فلسفه» استفاده مى شد. در آن زمان بين «علم طبيعى» (Natural Science) و «علم اخلاقى» (Moral Science) تفاوت قائل مى شدند. علم اخلاقى شامل آن چيزى مى شد كه امروزه به نام فلسفه مى شناسيم. علم در حال حاضر كاربردش محدود شده است و به معناى علم طبيعى يعنى آنچه كه از راه تجربه و مشاهده به دست مى آيد، به كار مى رود. علم طبيعى به «علم سخت» (hard science) و علم سبك (soft science) تقسيم مى شود. فيزيك، شيمى، زيست شناسى، زمين شناسى، انواع علوم سخت هستند و انسان شناسى، تاريخ، روان شناسى و جامعه شناسى به عنوان علوم سبك خوانده مى شوند. موافقين اين تقسيم بندى، استدلال مى كنند كه علوم سبك از روش علمى يعنى آزمايش و تجربه (تجربه يعنى مجموع اعمال و مداخلاتى كه انسان در واقعيت مى كند)، استفاده نمى كنند بلكه از شواهد روايتى و تاريخى سود مى جويند و جمع آورى اطلاعات در آنها از دقت بالايى برخوردار نيست.
البته مخالفين نيز ادعا دارند، علوم اجتماعى از مطالعات آمارى نظام مندى در محيط هاى كنترل شده دقيق استفاده مى كنند.برخى نيز اعتقاد دارند، رياضى، علم است. البته رياضى به طور دقيق به منطق مربوط است و علم به معناى استفاده از دانش تجربى نيست. اما رياضى زبان جهانى تمام علوم است. واژه «علم» گاهى براى حوزه هاى بين رشته اى كه حداقل در بخش هايى از روش علمى استفاده مى كنند مانند «كامپيوتر»، «كتابدارى» و... به كار مى رود.اصطلاحات «فرضيه» (hypothesis)، «مدل» (model)، «نظريه» (Theory)، «قانون» (Law)، معناى متفاوتى در علم با گفت وگو هاى روزمره ما دارند. دانشمندان از واژه «مدل» چيزى را مدنظر دارند كه مى تواند پيش بينى كند و مى توان آن را با آزمايش يا مشاهده آزمود.«فرضيه» ادعايى است كه توسط آزمايش و تجربه نه به تاييد كامل مى رسد و نه كاملاً رد مى شود. يك «قانون طبيعى» (Law of nature)، يك تعميم و نتيجه گيرى كلى بر مبناى مشاهدات تجربى است.غيردانشمندان، از آنچه دانشمندان، آن را «نظريه» مى نامند، معناى درستى ندارند. معمولاً استفاده عمومى واژه «نظريه» براى ارجاع به عقيده هايى است كه دليل محكمى براى آنها نيست. اما دانشمندان، اين واژه را براى ارجاع به عقيده هايى به كار مى برند كه در آزمون هاى مكرر، سربلند بوده اند.وقتى دانشمندان از نظريه هاى «تكامل»، «الكترومغناطيس» و «نسبيت» صحبت مى كنند، ايده هايى است كه در آزمون هاى تجربى دقيق و موفقيت آميز بوده اند. البته استثنائاتى هم وجود دارد مانند «نظريه» (string theory) كه مدلى با آينده اى روشن به نظر مى آيد اما شواهد تجربى كافى براى برترى آن بر مدل رقيب وجود ندارد.
نظريه هاى مفيد و سودمند خاصى كه در طول زمان از آزمون ها، موفق بيرون آمده اند و قدرت پيش بينى و توصيف محدوده بسيار وسيعى از پديده ها را دارا هستند، به عنوان «قانون طبيعى» شناخته مى شوند. مانند «آب در 100 درجه سانتى گراد جوش مى آيد». البته اكثر دانشمندان بر اين باورند كه توصيفات ما از «قوانين طبيعى» موقتى و گذرا هستند و اگر شواهد جديدى مخالف با آنها پيدا شوند، «نظريه هاى» قابل تجديد نظر هستند.چون دانشمندان، ادعاى معرفت مطلق ندارند و حتى در مورد نظريه هاى بنيانى و پايه اى اگر داده ها و مشاهدات جديد با آنها متناقض باشند، بايد كنار گذاشته شوند. قانون گرانش نيوتنى، مثال بارزى از آن است.
اين قانون توسط آزمايش هايى كه در رابطه با حركت در سرعت هاى بالا انجام شد، نقض شد. البته خارج از اين شرايط، قوانين نيوتن، توصيف بسيار عالى از حركت و جاذبه دارند اما نسبيت عام اينشتين نه تنها، تبيين تمام پديده ها يى را كه توسط قوانين نيوتن توضيح داده مى شود، دربرمى گيرد، بلكه اين موارد خاص را هم به خوبى تبيين مى كند.
آيا رياضيات علم است؟
برخى از متفكرين، رياضيدان ها را دانشمند مى دانند، چون برهان هاى رياضى را معادل با آزمايش هاى تجربى مى گيرند، اما برخى ديگر رياضى را «علم» نمى شناسند. آنها استدلال مى كنند كه نظريه ها و فرضيه هاى رياضى قابل آزمون تجربى نيست. چه رياضى را «علم» بدانيم يا ندانيم، نكته مهم اين است كه رياضى براى «علم» ضرورى است. مشاهدات جمع آورى شده در علوم تجربى و سنجش آنها نيازمند استفاده از رياضيات است. حساب احتمالات و آمار و حساب ديفرانسيل و انتگرال، شاخه هايى از رياضيات هستند كه در علوم تجربى از آنها استفاده مى شود. رياضيات در واقع ابزارى مفيد براى توصيف و شناخت جهان است.
در حال حاضر دو نوع تفكر در «علم» بسيار برجسته است:
مكتب واقع گرايى (Realism) و مكتب ابزارگرايى (Instrumentalism).
رئاليست ها معتقدند موجوديت هايى چون الكترون و ژن در عالم خارج وجود دارند و هوياتى حقيقى در اين جهان هستند. رئاليسم علمى بر اين ادعا است كه مى توان نظريه هاى علمى را به طرز معقولى تعبير كرد، آن گونه كه معرفتى درباره فرآيندها، نيروها و موجوديت هاى مشاهده ناپذير فراهم آورد و البته پيشرفت علم را مستلزم اين مى داند كه چنين كارى انجام شود. از سوى ديگر «ابزارگرايان» بر اين ادعا هستند كه نظريه هاى علمى چيزى بيش از ابزارهاى استنتاج نيستند و موجوديت هايى چون الكترون و ژن در عالم خارج وجود ندارند بلكه ابزارهايى براى تبيين نظريه ها هستند. «ابزارگرايان»، عقلانى بودن تعبيرها و فرضيه هاى علمى را براى ارجاع به هويات مشاهده ناپذير واقعى، انكار مى كنند. آنها معتقدند نظريه هاى علمى، به دانشمندان اين اجازه را مى دهد كه درباره يك سرى از متغيرهاى مشاهده پذير بر مبناى شناخت مجموعه ديگرى از متغيرهاى مشاهده پذير، پيش بينى كنند. برخى از دانشمندان بر اين اعتقادند كه اصول علمى، اصول مستحكم ثابت شده اى هستند و كاملاً درستند و برخى ديگر به كاستى هاى آن معترفند. بيشتر دانشمندان، تلقى شك آميزى نسبت به برخى ادعاهاى جديد دارند كه با وضعيت رايج معرفت علمى، منافات دارد. اين احتياط بدين معنا است كه بايد در آزمون هاى مكرر اين ادعاها، ثابت شوند تا پذيرفته شوند.
رخى ديگر از دانشمندان معتقدند، اصول علمى و حتى خود «علم» ايمان و عقيده و يك دين است (علم به مثابه يك دين). اين گونه دانشمندان، يك عقيده دگم و جزمى دارند و هيچ منطق يا استدلالى را نمى پذيرند. علم يا روش علمى، نمى تواند به عنوان ايمان يا عقيده اى به مانند يك عقيده دينى، نگريسته شود. همه حقايق و تبيين هاى علمى، قابل آزمون هستند. گاهى فرضيه ها و نظريه هايى كه بهترين، انگاشته مى شوند توسط شواهد جديد ابطال مى شوند. در واقع هر تدبير اجتماعى، مذهبى و سياسى بر مبناى ايمان علمى، كاملاً مردود و زيان آور است. نمونه آن همان دادگاه تفتيش عقايد كليساى كاتوليك ايتاليا بود كه بر ضد كشفيات غيرارسطويى گاليله درباره رفتار سياره ها و گردش زمين به دور خورشيد، صورت گرفت.
به رغم تاثيرات و نتايج قابل توجه علم، هدف علم، پاسخ به هر سئوالى نيست. علم تنها مى تواند آنچه را كه متعلق به حوزه واقعيت هاى فيزيكى (آزمون هاى تجربى قابل سنجش) است، پاسخگو باشد. علم نمى تواند در مورد احكام ارزشى كه متعلق به حوزه اخلاق و پيامدهاى يك عمل است، نظرى ابراز دارد. علم نمى تواند درباره پيامدهاى آرزوها و اميال ما و اين كه كدام يك از آنها بهتر است، سخن بگويد. حقيقت اين است كه علم از چگونگى امور سئوال مى كند، مثلاً فلان شى چگونه پديد آمده و در چه اوضاع و احوالى به ظهور رسيده است. سئوال از چرايى امور مثلاً «هدف و غايت فلان شى چيست» كار علم نيست.
علم نمى تواند حقيقت مطلق و غيرقابل سئوال به وجود بياورد. توجيهات و تكذيبات علمى در واقع ادعاهايى بيش نيستند و علم شناختى نسبى يا متغير است چون هستى و جهان، پيوسته در حال تحول است، بنابراين واقعيت ها كه موضوع شناخت انسان هستند و خود انسان نيز پيوسته در تغيير است، در نتيجه شناخت علمى نيز امرى متغير و نسبى خواهد بود. نكته مهم اين است كه اين نسبيت، دليلى بر نادرستى علم نيست. بلكه علم پيوسته، در حال كامل تر شدن است. مثلاً نظريه «اتميك» اشاره بر اين داشت كه اشيا از ذره هاى «تجزيه ناپذيرى» تشكيل يافته اند، اما امروزه اتم هم تجزيه شده است و اين تجزيه نه تنها دليلى بر نادرستى نظريه پيشين نيست، بلكه تكامل آن را نشان مى دهد.امروز آموختن علم به خاطر خود علم نيست، بلكه براى استفاده آن در عمل است. به تعبير «آگوست كنت»،«علم موجب پيش بينى مى شود و پيش بينى، موجب عمل مى شود، علمى كه برآورنده نيازهاى انسان است.»
منطق عملى يا شناخت روش هاى علوم در مقابل منطق قياسى يا صورى به كار گرفته مى شود. در منطق قياسى كه به نام منطق ارسطويى، صورى و نظرى هم خوانده مى شود، از صورت «فكر» بحث مى شود و توجهى به مطابقت فكر با عالم خارج ندارد اما منطق عملى برخلاف منطق قياسى، علم مطابقت فكر با عالم خارج است.
«فرانسيس بيكن» فيلسوف انگليسى براى اولين بار در كتاب خود با نام «ارگانون جديد»، كه نام آن برگرفته از كتاب ارسطو با نام «ارگانون» يا ارغنون است، روش هاى تحقيق را مورد بررسى قرار داد و «جان استوارت ميل» نيز به دنبال او در كتاب منطق خود بحث درباره شيوه هاى تجربى را بسط داد. البته برخى بر اين باورند كه سخن از «استقرا» (induction) و منطق عملى را اولين بار «روگر بيكن»، (در قرن سيزدهم ميلادى) به كار برد. منطق عملى، مطالعه روش هاى مختلفى است كه محققين آنها را در تحقيقات علمى به كار مى برند و «روش» (Method)،مجموع وسايل و راه هايى است كه رسيدن به هدفى را هموار مى سازد. هر دانشى براى خود موضوع، ابزار و روشى دارد. اگر علم به معناى اصطلاحى آن را در نظر بگيريم، موضوعش، طبيعت بى جان و شناخت خواص طبيعت جاندار است و ابزار آن، عمدتاً حواس ظاهرى و روش آن، بررسى و مطالعه از طريق مشاهده و آزمايش است.
«روش علمى» (Scientific method)؛ به توالى يا مجموعه اى از مراحل و فرايندها گفته مى شود كه به كار گرفتن آنها، محقق را به شناخت علمى مى رساند. برخى بر اين ادعا هستند كه روش علمى، متمايزكننده علم از ديگر دانش هاى عقلانى چون فلسفه و الهيات است و تحصيل و فراگيرى معرفت علمى با آن امكانپذير است. برخى نيز معتقدند كه هيچ روش مشخصه اى براى علم، وجود ندارد و حتى احتمال معلوم كردن رويكردهاى موثر و قابل اعتماد را در علم منتفى مى دانند. در صورتى كه روشى براى علم قائل باشيم، اجماعى براى چگونگى آن وجود ندارد و اختلافات شديدى، بين فيلسوفان، تاريخدان ها، جامعه شناسان و حتى دانشمندان، مبنى بر اين كه چه فرايندهايى واقعاً علم را مشخص مى كنند، وجود دارد. آنچه مشخص است، چگونگى عمل دانشمندان يعنى طراحى آزمايش ها و پيشنهاد نظريه و انتخاب يكى از آنها از يك انتظام علمى مثلاً زيست شناسى به انتظام علمى ديگرى مثلاً فيزيك و از يك دانشمند به دانشمند ديگر و حتى از يك بررسى علمى به تحقيق ديگرى توسط همان دانشمند، متفاوت است. سئوال چگونگى عملكرد علم و عالمان، سئوال مهمى است و چگونگى شناخت علم از غير علم با تمام تلاش هاى انجام شده كماكان لاينحل است.
برخى از متفكرين يك روش علمى آرمانى را براى علم معرفى كرده اند كه به بحث و بررسى آن مى پردازيم. اجزاى ضرورى روش علمى به صورت سنتى و آرمانى شامل «مشاهده»، «طرح فرضيه»، «آزمون فرضيه»، «نتيجه گيرى»، «صورتبندى يك فرضيه جديد»، «تكرار» و در نهايت كشف قانون و تنظيم نظريه است. البته اعمال توصيف شده فوق همه آنچه كه دانشمندان انجام مى دهند نيست و دقيقاً همه دانشمندان بر اين اسلوب عمل نمى كنند. روش ساده شده علمى بدين صورت، اغلب براى آموزش و تدريس به كار مى رود. علم يك فعاليت اجتماعى است يعنى نظريه اى را كه يك دانشمند پيشنهاد مى كند نمى تواند مورد قبول واقع شود مگر آنكه نظريه اش از طريق انتشار مقاله يا كتاب، براى ديگران شناسانده شود و به طور جدى نقد شود تا در نهايت به وسيله جامعه علمى پذيرفته شود.
معمولاً، اكثر متفكرين شروع روش علمى را با تجربه مقدماتى و مشاهده مى دانند. وقتى مسئله اى مورد توجه پژوهش گرى قرار گرفت، در زمينه آن به مطالعه و پژوهش مى پردازد. در نهايت، مشاهدات انجام شده و تجربه هاى به دست آمده منجر به ابداع فرضيه مى شود. اين منظر تجربه گرايى در علم است، از اين ديدگاه فرآيند علمى با مشاهده آغاز مى شود. مثلاً دانشمندى با مشاهده چندين بار جوشيدن آب در 100 درجه سانتى گراد اين نتيجه كلى را مى گيرد كه «آب در 100 درجه سانتى گراد به جوش مى آيد»، اين كار يعنى رسيدن از مشاهدات جزيى به يك «قانون طبيعى»، از لحاظ منطقى پذيرفتنى نيست. چون استبعادى ندارد كه مشاهده بعدى ثابت كند، اين قانون غلط است. «مشكل استقرا» از زمان «هيوم» تا امروز همواره مايه تشويش تجربه گرايان بوده است. «استقرا» رسيدن از بررسى هاى جزيى به نتيجه كلى است. فيلسوفان تجربه گرا بر اين ادعايند كه دانشمندان از لحاظ منطقى نمى توانند دريابند كه جهان واقعاً چگونه است. آنها هدف تلاش هاى علمى را تثبيت «قوانين طبيعت» مى دانند كه به كمك آنها مى توان وقايع آينده را پيش بينى كرد. اما به دليل «مشكل استقرا» (problem of induction)، اين پيش بينى ها هيچ گاه از قطعيت برخوردار نيستند. از سوى ديگر پيش بينى وقايع آينده كه مبتنى بر تجارب گذشته است، اين اصل را مسلم دانسته است كه آينده همانند گذشته است. اما موافقين تجربه گرايى به هيچ وجه نمى توانند اعتقاد به اين اصل را توجيه كنند. درست از آب درآمدن پيش بينى هايمان در گذشته به اين نتيجه نمى رسد كه در آينده هم چنين خواهد بود چون اين نتيجه همان اصل را پيش فرض گرفته است كه مى خواهيم آن را ثابت كنيم. «كارل پوپر» نيز اين ادعا را كه علم از طريق مشاهده به سوى نظريه پيش مى رود مورد حمله قرار داد، از نظر او چيزى به عنوان مشاهده محض كه مستقل از نظريه باشد، وجود ندارد. «پوپر» در كتاب حدس ها و ابطال ها مى نويسد: «اين عقيده باطلى است كه ما مى توانيم صرفاً از مشاهده محض و فارغ از هر گونه نظريه آغاز كنيم. اين كار وصف الحال آن مردى است كه زندگى خود را وقف علوم طبيعى كرد. او از هر چه كه مى توانست مشاهده كند يادداشت برداشت و مجموعه مشاهدات بى ارزش خود را براى انجمن سلطنتى به ميراث گذاشت تا از آن به عنوان شواهد و قراين استقرايى استفاده كنند.» از نظر پوپر، مشاهده هميشه انتخابى است و به يك عين خاص احتياج دارد مثلاً به وظيفه اى مشخص يا به يك تعلق خاطر و يا به يك مسئله. از ديدگاه او، نخستين گام در فرآيند علمى مشاهده نيست، بلكه ابداع فرضيه اى است كه شايد بعداً به كمك مشاهدات و تجربيات نقادانه، آن را به آزمون گذاشت.