روش علمی چیست؟ (قسمت اول)

روش علمی شیوه‌ی کسب معرفت در علوم تجربی و شیوه‌ای دقیق و جدی برای آزمایش فرضیه‌ها و نظریات جدید در مورد کارکردهای طبیعت است. روش علمی به شیوه‌ی فرضی استنتاجی عمل می‌کند و پیش‌بینی، مشاهده، و آزمایش محک‌های...

يکشنبه، 27 آبان 1397

تخمین زمان مطالعه:

موارد بیشتر برای شما

پیش‌بینی، مشاهده، آزمایش، تأیید یا ابطال

چکیده:
روش علمی شیوه‌ی کسب معرفت در علوم تجربی و شیوه‌ای دقیق و جدی برای آزمایش فرضیه‌ها و نظریات جدید در مورد کارکردهای طبیعت است. روش علمی به شیوه‌ی فرضی استنتاجی عمل می‌کند و پیش‌بینی، مشاهده، و آزمایش محک‌های مهمی هستند برای تعیین صحت یا کذب فرضیه‌ها و نظریات جدید. روش علمی در همه‌ی رشته‌های علمی یکی است و عموماً دانش‌ورزان در مورد نحوه‌ی استفاده از آن برای کسب معرفت درباره‌ی طبیعت اتفاق نظر دارند، هر چند از شیوه‌ها و ابزارهای متفاوتی برای حصول به آن استفاده می‌کنند.

تعداد کلمات: 2060 کلمه / تخمین زمان مطالعه: 10دقیقه

نویسنده: محمد رضا توکلی صابری

با شناخت ساختمان فرضیه‌ها و پیامدهای استنتاج شده از آن‌ها، که به رد و بطلان بخشی از فرضیه‌ها و جانشینی قسمتی از آن‌ها منجر می‌شود، مشخص می‌شود که روش علمی به علت این که هم از مشاهدات تجربی استفاده می‌کند و هم از استنتاج، بسیار پیچیده‌تر از روش‌های منطقی است. در این جا ابتدا به توضیح فرآیند فرضیه‌سازی و روش‌های تأیید یا ابطال آن می‌پردازیم تا ببینیم دانش‌ورزان چگونه از روش علمی استفاده می‌کنند.

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های دانش‌ورزی روش‌شناسی آن است. هر معرفتی علم نیست. آن‌چه دانش‌ورزی را از سایر بشری مانند طالع‌بینی (astrology) متمایز می‌کند، روش‌شناسی آن است. طالع‌بینی که موقعیت ستاره‌ها و نقش آن را در حوادث و روابط زندگی انسان‌ها مطالعه و حوادث آینده را پیش‌بینی می‌کند، دانش‌ورزی به حساب نمی‌آید، حتی اگر در دانشگاهی تدریس شود و درجه‌ی دکترا به دانش‌آموختگان آن بدهند. این که طالع‌بینی علم نیست به علت روش‌شناسی مورد استفاده در طالع‌بینی است که غیرعلمی است. محتوای دانش‌ورزی به طور دائم تغییر می‌کند و دقیق‌تر می‌شود. طالع‎بینی این شیوه‌ی کارکرد را ندارد، و مطالب آن همانند قرون پیشین بدون استفاده از روش علمی آموخته می‌شود.

در تمام رشته‌های علوم تجربی فرضیه‌های توضیحی طی مراحل متعددی نظیر استنتاج، آزمون، و تجدیدنظر در آن‌ها شکل می‌گیرند. تقریباً ناممکن است که بتوان تعیین کرد در تحقیقات علمی داده‌های تجربی حاصل از آزمایش و مشاهده بر فرضیه‌ی فکری خلاق مقدم‌ترند یا برعکس. یعنی این که آیا دانش‌ورز ابتدا به آزمایش و مشاهده می‌پردازد و سپس به فرضیه می‌رسد، یا این که ابتدا فرضیه را در ذهن خود می‌سازد و سپس به آزمایش در مورد آن می‌پردازد. بعضی‌ها مانند کارل پوپر فیلسوف اتریشی تبار معتقدند که عکس این حالت صادق است، یعنی روش علمی روش فرضی استنتاجی (hypotheotico- deductive) است و دانش‌ورزی پدیده‌ی پیچیده‌ای است که از دو واقعه‌ی مرتبط به هم تشکیل شده: یکی فکری و خلاق، و دیگری انتقادی. داشتن یک ایده، ارائه‌ی یک فرضیه، یا ارائه‌ی این که چه چیزی ممکن است درست باشد بخش خلاق علم است؛ اما حدس‌های علمی یا فرضیه‌ها نیز باید در معرض بررسی انتقادی و آزمون‌های تجربی قرار گیرند و این بخش انتقادی علم است. تفکر علمی فرآیند اختراع یا کشف است که در پی آن تأیید (confirmation) یا تصدیق (validation) می‌آید. یکی از این دو فرآیند به کسب معرفت و دیگری به تصدیق آن مربوط می‌شود.

فرضیه‌ها بدون اطلاعات پیشین هیچ گاه به وجود نمی‌آیند و دانش‌ورزان همیشه پیش از ابداع آن‌ها مجموعه‌ای از اطلاعات و تجربیات قبلی را در ذهن دارند. فرضیه‌ها و سایر حدس‌های علمی مرحله‌ی اول تحقیق علمی هستند. فرضیه‌ها راهنمای مشاهده و آزمایش هستند زیرا به دانش روز می‌گویند که باید به دنبال چه چیزهایی باشد، و کارهای تجربی او را هدایت می‌کنند. حدس‌های فکری و مشاهدات تجربی با یکدیگر مرتبط‌اند. مشاهداتی که برای آزمون یک فرضیه انجام می‌شود غالباً منشأ حدس‌ها یا فرضیه‌های جدید می‌شوند. فرضیه‌ها با پیش‌بینی‌هایی که می‌کنند خود را در برابر واقعیت‌ها آسیب‌پذیر می‌سازند، زیرا با روش مشاهده و آزمایش می‌توان درستی یا نادرستی آن‌ها را آزمود.

یک فرضیه‌ی علمی باید چهار خصوصیت داشته باشد تا بتوان با روش دانش‌ورزانه آن را بررسی کرد:
1- فرضیه باید وحدتی درونی داشته باشد، از نظر منطقی پذیرفتنی و محتوای آن عاری از تضاد باشد.
2- باید ارزش توضیحی داشته باشد. یعنی باید بتواند علل و / یا نیروهای دختیل در وقوع مسائل مشاهده‌شده را توضیح دهد.
3- فرضیه‌ی جدید در مقایسه با فرضیه‌های قبلی باید به پیشرفت و افزایش معرفت کنونی کمک کند. مثلاً باید بعضی از مشاهداتی را که فرضیه‌های دیگر نمی‌توانند به توضیح‌شان بپردازند توضیح دهد و در همان حال با قوانین اصلی علم هم سازگاری داشته باشد.
4- فرضیه باید با آزمون‌های تجربی قابل رد و ابطال باشد (اگر درست نبود).

پیش‎بینی
فرضیه باید قدرت پیش‎بینی داشته باشد تا بدین ترتیب بتوان آن را آزمایش کرد و درستی یا نادرستی آن را نشان داد. منظور از پیش‌بینی این است که بتوان از فرضیه قضایا یا گزاره‌هایی را استنتاج کرد که به هنگام صورت‌بندی فرضیه متصور نبود یا پیش‌بینی نمی‌شد. به عبارت دیگر اگر دانش‌ورز به جست‌وجوی نتایج و پیامدهای حاصل از استنتاج فرضیه رفت، آن فرضیه باید بتواند پیش‌بینی کند که دانش‌ورز چه چیزی خواهد یافت. باید بتوان از فرضیه نتایج و عواقبی قابل آزمایش استنتاج کرد تا بتوان آن را فرضیه نام نهاد.

فقط دانش‌ورزی نیست که ادعای پیش‌بینی دارد. فالگیران، طالع‌بینان، اختربینان و پیروان بعضی مذاهب نیز چنین ادعایی دارد. فالگیران، طالع‎‌بینان، اختربینان و پیروان بعضی مذاهب نیز چنین ادعایی دارند. فرق پیش‌بینی دانش‌ورزان با این گروه این است که پیش‌بینی دانش‌ورزان کاملاً دقیق است، در حالی که پیش‌بینی دیگران کلی و مبهم است و این دقت را ندارد. پیش‌‎بینی خسوف و کسوف و اعلام ساعت و دقیقه و حتی ثانیه‌ی وقوع آن، نمونه‌ی پیشینی علمی است. اما پیش‌بینی این که شخصی در «آینده» ماشین بخار آب عظیم بین همه‌ی آن‌ها مشترک باشد و نیروی محرک‌اش را بین همه‌ی آن‌ها تقسیم کند.

بیشتر بخوانید: پیشینه و مفهوم علم دینی

این پیش‌بینی که کارخانه‌ها پیوسته بزرگ‌تر و بزرگ‌تر می‌شوند و همگی در کنار معادن زغال سنگ ایجاد خواهند شد، در اروپای قرن نوزدهم و جامعه‌ی صنعتی انگلستان که بسیاری از مطالعات و آمار و ارقام مارکس و انگلس مربوط به آن است، بسیار منطقی به نظر می‌رسید. اما این تفسیر اقتصادی از تاریخ به کلی اشتباه درآمد، زیرا هم مارکس و هم انگلس نتوانسته بودند اختراع الکتریسیته و استفاده از آن را در صنایع پیش‌بینی کنند. یکی از نتایج کشف الکتریسیته این بود که دیگر لازم نیست کارخانه‌ها را کنار معادن زغال سنگ بسازند، و می‌توان کارخانه‌های زیادی را در فواصل دور از هم بنا کرد که با استفاده از الکتریسیته ماشین‌ها و ابزار خود را به راه بیندازند.
فرضیه باید قدرت پیش‎بینی داشته باشد تا بدین ترتیب بتوان آن را آزمایش کرد و درستی یا نادرستی آن را نشان داد. منظور از پیش‌بینی این است که بتوان از فرضیه قضایا یا گزاره‌هایی را استنتاج کرد که به هنگام صورت‌بندی فرضیه متصور نبود یا پیش‌بینی نمی‌شد. به عبارت دیگر اگر دانش‌ورز به جست‌وجوی نتایج و پیامدهای حاصل از استنتاج فرضیه رفت، آن فرضیه باید بتواند پیش‌بینی کند که دانش‌ورز چه چیزی خواهد یافت. باید بتوان از فرضیه نتایج و عواقبی قابل آزمایش استنتاج کرد تا بتوان آن را فرضیه نام نهاد.
پیش‌بینی مارکس در مورد از میان رفتن طبقات اجتماعی در نتیجه‌ی جنگ طبقاتی در آینده‌ای نزدیک نیز تحقق نیافت. مارکس معتقد بود که جریان تاریخ در کشورهای صنعتی اروپا، و در رأس آن انگلستان، با مبارزه برای کسب قدرت توسط دو طبقه‌ی اجتماعی یعنی کارگران یا پرولتاریا و صاحبان صنایع یا سرمایه‌داران شکل می‌گیرد. به علت اصل ضرورت کسب سود بیشتر توسط سرمایه‌داران، دستمزد، میزان آزادی‌ها، و رفاه عمومی طبقه‌ی کارگر روزبه‌روز کاهش می‌یابد. این‌ها عوامل عمده‌ای هستند که سبب انقلاب‌های اجتماعی می‌شوند و تاریخ ناگزیر در این جهت پیش خواهد رفت. مارکس پیش‌بینی کرد که این نبرد به یک انقلاب اجتماعی و پیروزی پرولتاریا و از بین رفتن طبقات اجتماعی منجر خواهد شد. او آغاز انقلاب را در صنعتی‌ترین کشور اروپا، یعنی انگلستان، می‌دانست. این پیش‌بینی نیز به وقوع نپیوست. وضع کارگران نه تنها در کشورهای پیشرفته‌ی صنعتی به تدریج خراب‌تر شد، بلکه نسبت به زمان مارکس به طور پیوسته و مداوم بهتر شد.

دلیل محقق نشدن این پیش‌‌بینی‌ها این بود که متغیرهای فراوانی در موضوع این نوع پیش‌بینی‌های تاریخی دخالت داشتند. نه تنها کشف الکتریسیته، بلکه عوامل متعددی از جمله نوشته‌های خود مارکس نیز در جلوگیری از وقوع پیش‌بینی‌های او دخالت داشتند. مانیفست حرب کمونیست در حکم شمشیر برّانی بود که در مقابل چشم سرمایه‌داران وحشت‌زده‌ی اروپای قرن نوزدهم در حال حرکت مداوم بود. آگاهی طبقه‌ی کارگر و فشار بیشتر بر سرمایه‌داران سبب شد آن‌ها برای پیش‌گیری از انقلاب موعود مارکس امتیازات فراوانی به کارگران بدهند. یعنی هم کارگران و هم سرمایه‌داران، آگاهانه یا ناآگاهانه، در ممانعت از تحقق این پیش‌بینی شرکت داشتند. عامل انسانی (کارگران و سرمایه‌داران) و عامل تکنولوژی (کشف الکتریسیته و اختراع نیروگاه‌ها) مانع تحقق پیش‌گویی این پیامبر بی‌خدا شدند. تاریخ همانند فیزیک نیست. هیچ مقدار معرفت و آگاهی درست از تاریخ نمی‌تواند به پیش‌بینی آینده، با درجه‌ی بالایی از حتمیت و قطعیت، بینجامد.

ناگفته نماند که بعضی از پیش‌بینی‌های مارکس هم درست از آب درآمد که به آن‌ها توجهی نشد. مانند این که سرمایه‌داری سیستم منحصر به فردی است که انگیزه‌های نیرومندی برای ابداعات و نوآوری‌های تکنولوژیک فراهم می‌آورد. یا این که علم فعالیتی است که از نیازهای فرآیند تولید در جامعه‌ی سرمایه داری سرچشمه می‌گیرد و انگیزه‌های جامعه‌ی سرمایه‌داری منجر به کاربرد وسیع معرفت علمی در صنعت می‌شود.
پیش‌بینی‌های اقتصادی تشابهات و تفاوت‌های زیادی با پیش‌بینی وضع هوا دارند. تشابه آن‌ها این است که هر دو ممکن است غلط از آب درآیند. تفاوت آن‌ها در این است که پیش‌بینی وضع هوا آسان‌تر و قابل اطمینان‌تر از پیش‌بینی‌های اقتصادی است! زیرا هر دو به سبب وابستگی هر کدام از این متغیرها به چندین عامل دیگر، ارزیابی و شناخت هریک از آن‌ها مشکل است. پیش‌بینی هوا با متغیرهای کمّی و قابل اندازه گیری سروکار دارد، مانند حجم باران، سرعت باد، درصد آب، درصد رطوبت، فشار هوا، و غیر آن‌ها. در حالی که بسیاری از متغیرهای مهم اقتصادی کیفی و غیرقابل اندازه‌گیری هستند، مانند وضع روانی جامعه یا اعتماد (confidence). هیچ عاملی به اندازه‌ی درجه‌ی اعتماد بر سیستم اقتصادی تأثیر ندارد؛ و متأسفانه هنوز هیچ روشی مطمئنی برای اندازه‌گیری اعتماد انسان‌ها ابداع نشده است.

مشابهت پیش‌بینی اقتصادی با هواشناسی مانند این است که بگوییم «اگر باد بیاید، برگ درختان تکان خواهد خورد» که عملاً حاوی اطلاعاتی نیست که فایده‌ای داشته باشد. روابط بین تابع و متغیر در پیش‌بینی‌های اقتصادی عموماً حدسی و گمانی هستند. به علاوه بسیاری از پیش‌بینی‌های اقتصادی به پیش‌بینی‌های سیاسی وابسته‌اند که خود بسیار نامشخص، نامعلوم و خطاپذیرند. نمونه‌ی آن انتخابات ریاست جمهوری ایران و پیروزی آقای خاتمی بود. پیش‌بینی همه‌ی سیاستمداران، روزنامه نگاران، جامعه‌شناسان، رهبران سازمان‌های سیاسی موافق و مخالف انتخابات، چه خارجی و چه داخلی، کاملاً معکوس از آب درآمد، که البته هیچ ربطی به درجه‌ی ذکاوت یا بلاهت پیش‌بینی‌کنندگان نداشت، بلکه به چند متغیره‌بودن نوع پیش‌بینی مربوط بود (نارضایتی عموم از عملکرد جناح مخالف، وضع اقتصادی، جوان بودن تعداد زیادی از رأی‌دهندگان، نارضایتی زنان تحصیل‌کرده‌ی شهری از محدودیت‌های اجتماعی و ...). و البته هر کسی می‌تواند ده‌ها عامل دیگر به این فهرست بیفزاید بدون این که هیچ کدام به توافقی کلی در مورد آن‌ها دست یابیم. به همین دلیل است که اگر همه‌ی پیش‌بینی‌های اقتصادی درست درمی‌آمدند، همه‌ی اقتصاددان‌ها زندگی مرفهی داشتند (عذر آن‌هایی را که می‌گویند به مسائل مادی اهمیتی نمی‌دهند باور نکنید!).

پیش‌بینی اقتصادی کار مشکلی است. نمونه‌ی آن نوسانات قیمت نفت در خاورمیانه، تغییرات ناگهانی نرخ برابری ریال و دلار و سقوط سهام بورس نیویورک در اکتبر سال 1987 است. از صدها هزار متخصص و صاحب سهام هیچ کس سقوط بورس نیویورک را در آن سال پیش‌بینی نکرد تا بتواند میلیون‌ها دلار سود ببرد؛ در حالی که بسیاری از آن‌ها به آمار و ارقام دقیق، فرمول‌های ریاضی گوناگون و کامپیوترهای پرقدرت دسترسی داشتند. آن‌هایی هم که پیش‌بینی کرده بودند پیش‌بینی‌شان چنان دقت اندک و احتمال ضعیفی داشت که قابل اعتماد نبود.

پیش‌بینی‌های علمی بر مبنای اطلاعات موجود در دسترس دانش‌ورزان انجام می‌شود نه الهام، غیب گویی، یا وحی. بنابراین اگر علم موجود ناقص یا اساس فرضیه یا نظریه‌ی دانش‌ورز نادرست باشد، پیش‌بینی هم غلط از آب درمی‌آید. اگر فرضیه و یا نظریه‌ی دانش‌ورز و استنتاج او درست باشد و روش‌های علمی درست را به کار ببندد، پیش‌بینی هم درست از آب درمی‌آید. بنابراین توصیه‌ی این جانب به کسانی که به پیش گویی علاقه‌مندند (چه علمی و چه غیرعلمی) این است که هیچ گاه پیش‌بینی نکنید!

بدترین نوع پیش‌بینی‌ها، نوع منفی آن است. یعنی این که بگوییم پدیده یا واقعه‌ای هرگز رخ نخواهد داد. مثلاً جِی. بی‌هالدین (J. B. Haldane) زیست‌شناس انگلیسی پیش‌بینی کرد که ملکولی که اکنون DNA نام دارد و حاوی مشخصات ارثی است هرگز کشف نخواهد شد. پیش از کشف داروهای ضددرد و ضدعفونی کننده، جان اریکسن دانشمند انگلیسی (1818-1896) معتقد بود که دست هیچ جراحی درون شکم انسان را لمس نخواهد کرد. بعضی می‌گفتند تولید موجود زنده از یاخته‌ی غیرجنسی محال است، تولید مواد آلی از موادغیرآلی محال است، یا محال است چیزی سنگین‌تر از هوا بتواند در هوا شناور شود. اکنون می‌دانیم که همه این پیش‌بینی‌ها تا چه حد نادرست بوده. واقعاً که پیش‌بینی سیر اکتشافات علمی و تکنولوژیک بسیار مشکل است!

ادامه دارد..

منبع:
علم چیست؟ جستارهایی درباره‌ی فلسفه، پژوهش و آموزش علم، محمد رضا توکلی صابری، تهران، اختران، چاپ اول. (1397)

مقالات مرتبط

تازه های مقالات

بیشترین بازدید هفته