مدلها و پارادايم ها در علوم تجربي و دين (2)
نويسنده: دکتر حسين متفکر
ب)نقش مدل ها
1- مدل ها در علم
شايد بتوانيم سه ويژگي عام را در مدل هاي نظري مورد توجه قرار دهيم:[1]
1- مدل ها، تمثيلي اند. دانشمندي که در حوزه اي جديد کار مي کند ممکن است هوياتي را فرض کند که از برخي خواص متعلق به موجودي شناخته شده برخوردار باشند(تمثيل مثبت analogy positive) و در عين حال بعضي خواص آنها با موجود مزبور، همانند نباشد(تمثيل منفي). مدل اتمي بور که در آن، الکترون ها«سياره وار»، بر مدارهايي پيرامون هسته مرکزي مي چرخند با سيستم شناخته شده منظومه شمسي، در برخي خواص ديناميک آن مشابه اند. اما براي فرض اصلي در اين مدل که بر اساس آن، گردش الکترون تنها در مدارهاي خاص مجاز است(کوانتش)، هيچ مشابه کلاسيک را نمي توانيم سراغ بگيريم. مدل مزبور به صورتبندي معادلات رياضي در اين نظريه کمک کرد(براي نمونه معادلات سطوح نظري و مشخص کننده هوياتي که مستقيما مشاهده پذير مرتبط باشند. (براي نمونه معادلات سطوح انرژي الکترون ها). مدل مزبور همچنين مطرح مي کند که چگونه اصطلاحات نظري و مشخص کننده هوياتي که مستقيما مشاهده پذير نيستند ممکن است با متغيرهاي مشاهده پذير مرتبط باشند. (براي نمونه، چگونه انتقال يک الکترون بين دو مدار، ممکن است به بسامد(frequency) پرتو گسيل شده، مرتبط باشد. )
2- مدل ها در بسط نظريه ها سهيم اند. برخي مدعي اند مدل، وسيله اي کمکي است که موقتا از سودمندي روان شناختي برخوردار است و همين که معادلات مربوط به نظريه، صورت بندي شوند مي توانيم آنها را کنار بگذاريم. اما اين ادعا، اين واقعيت را ناديده مي گيرد که غالبا «مدل» است ـ نه نظريه که کاربرد خود را براي پديده ها يا حوزه هاي جديد مطرح مي سازد. اين مدل توپ بيليارد بود که مطرح مي ساخت چگونه نظريه جنبشي گازها را مي توانيم در انتشار، غلظت و رسانايي گرمايي گاز به کار ببريم. علاوه بر اين، مدل مذکور در اصلاح آن نظريه نقش مهمي ايفاد کرد. گازها در فشار بالا به طور قابل ملاحظه اي از «قانون بويل» فاصله مي گيرند. اين امر را مي توانيم با مدلي اصلاح شده(گوي هايي کشسان با حجم متناهي و نيروهاي جاذب) که با مدل ساده توپ بيليارد متفاوت است توجيه کنيم. اما هيچ کس، بدون در نظر گرفتن مدل پيشين به اين مدل دست نيافت.
«پيشنهادي بودن» (Suggestiveness) و «باز بودن» (Open ـ endendness)، مدل ها، سرچشمه اي دائمي را براي کاربردها، بسط ها و اصلاحات ممکن در نظريه ها فراهم مي آورد.
3- مدل ها، به عنوان اموري وحداني، فهم پذيرند. مدل ها تصويري ذهني را فراهم مي آورند که در مقايسه با مجموعه اي از معادلات انتزاعي، وحدت آن را ساده تر مي توانيم درک کنيم. يک مدل با به دست دادن تلخيص روشن از روابط پيچيده که در بسط و کاربرد نظريه و نيز در تعليم آن سودمند است مي تواند به مثابه يک «کل» درک شود. تصويرها، تعابيري خلاق از تخيل در علوم (طبيعي) و نيز در علوم انساني اند. البته «فهم پذيري شهودي» در يک مدل، ضامن اعتبار آن نيست.
استنتاج هاي بدست آمده از نظريه اي که مدل به آن مي انجامد بايد به دقت در قبال داده ها آزموده شوند و مدل پيشنهادي بايد به طور مکرر، اصلاح يا کنار نهاده شود. مدل ها براي پديد آوردن نظريه هايي نويد بخش به کار گرفته مي شوند تا با معيارهاي متنوعي که پيش از اين ذکر شد آزموده شوند.
در نظريه کوانتوم که جايگزين مدل بور شده است، مدل هاي مکانيکي کنار گذاشته شده اند و در آن، محدوديت هايي جدي براي استعمال مدل هاي تجسم پذير (visualizable mosdels)، وجود داد. با وجود اين، دو مدل اساسي يعني مدل موج و مدل ذره، شالوده فرماليزم نظريه کوانتوم را تشکيل مي دهند و راه هايي را براي همبستگي نظريه و آزمايش مطرح مي سازند. اين دو مدل اساسي نمي توانند به نحو شايسته اي وحدت يابند(تناقض نماي موج/ذره (the wave/ particle paradox) هر چند مي توانيم مجموعه اي وحداني از معادلات را در نظريه انتزاعي مزبور به دست دهيم. با استفاده از اين نظريه، ما تنها مي توانيم اين احتمال را پيش بيني کنيم که يک اندازه گيري در جهان اتمي يا زير اتمي، از مقداري خاص برخوردار خواهد بود اما نمي توانيم مقادير دقيقي را براي يک اندازه گيري پيش بيني نماييم. مدل ها، چيزي بيش از يک«تدبير موقتي» (temporary expedient) به شمار مي آيند زيرا آنها در تفسير فرماليزم رياضي يا اصلاح نظريه و بسط آن به دامنه هاي جديد، سهمي ماندگار دارند.
در اينجا اين نکته را خاطر نشان مي کنيم که مدل مکمليت (complementary models)، با وجود آنکه موقعيتي مسئله آفرين دارند هنوز به کار گرفته مي شوند. «بور» با اذعان به اينکه:«شرح کامل از شي ء واحد ممکن است متضمن ديدگاه هاي متنوعي باشد که هر گونه توصيف تک بعدي را غير ممکن سازد»، اصل مکمليت را صورت بندي کرد. [2] او تعامل ميان «عالم» و «شي ء معلوم» و نيز اهميت آرايش تجربه خاص را پذيرفت.
اما«بور» بر محدوديت هاي مفهومي درک انسان نيز تاکيد کرد. ما بايد از ميان توصيف هاي علي يا فضا ـ زماني، ميان مدل هاي موج و ذره و ميان معرفت دقيق نسبت به اندازه حرکت يا نسبت به موقعيت، فقط يکي را برگزينيم. ما چشم اندارهايي زنجيره وار و ناتمام در اختيار داريم که نمي توانند از وحدت دقيقي برخوردار شوند.
اين گونه مدل و نظريه ها را نمي توانيم به روشني به عنوان توصيفات حقيقي موجودات جهان تلقي کنيم ـ آن گونه که ديدگاه رئاليسم کلاسيک چنين مي انگاشت. در نقطه اين ديدگاه، ابزار انگاري (instumentalism) قرار دارد که معتقد است که مدل ها و نظريه ها، ابزارهايي محاسبه اي به شمار مي آيند که تنها نقش آنها، ممکن ساختن همبستگي (correlation) و پيش بيني (prediction) مشاهدات است. ابزار انگاري، آنها را ابزارهاي عقلاني سودمندي براي نظم بخشيدن به تحقيق و براي کنترل جهان مي انگارد. از ديد ابزار نگاران، مدل ها و نظريه ها به موجودات واقعي جهان دلالت ندارند و آنها را وصف نمي کنند.
من در جاي ديگر از موضعي مياني يعني رئاليسم نقادانه جانبداري کرده ام. [3] بر اساس اين ديدگاه، مدل ها و نظريه، سيستم هايي سمبوليک و انتزاعي اند که به نحو ناکافي و گزينشي(selectively)، جنبه هاي خاصي از جهان را براي اغراضي خاص، نمودار مي سازند. اين ديدگاه، مقاصد رئاليستي دانشمند را تامين مي کند در حالي که مي پذيرد مدل ها و نظريه ها، ساختار تخيلي (imaginative) انسان اند. در اين برداشت، مدل ها بايد جدي تلقي شوند اما نه حقيقي. آنها نه تصاوير حقيقي و نه افسانه هايي سودمندند بلکه شيوه هايي محدود و ناقص براي تصور امور مشاهده پذيرند. آنها دعاوي هستي شناختي موقتي را مبني بر اينکه هوياتي در جهان وجود دارند که تا اندازه شبيه موجوداتي هستند که در مدل فرض مي شوند، مطرح مي سازند.
مخالفان رئاليسم، احتجاج مي کنند که نظريه هاي متوالي علمي، متقارب (convergent)، فزاينده(Cumulative) يا پيشرونده(Progressive) نيستند.
نظريه هاي جديد غالبا به جاي آنکه به حفظ و افزون مفاهيم پيش بپردازند، تحولاتي بنيادين را در «چارچوب مفهومي» (Coneptual framework) به نمايش مي گذارند. چنين گفته مي شود که در تاريخ علم، نظريه هايي پراکنده شده اند که در روزگار خود، موفق يا سودمند بوده اند اما سپس به جاي آنکه اصلاح يا تعديل شوند کاملا طرد گشتند، از جمله:
اختر شناسي بطلميوسي، شيمي فلوژيستون(Phlogiston chemistry)، نظريه گرمايي کالريک، و نظريه «اتر»در فيزيک. [4]
اما در سال هاي اخير، شاهد احياي گرايش به رئاليسم بوده ايم. طي اين دوره، کتب و مقالات بسياري درباره اين موضوع منتشر شده اند. [5] براي نمونه، برخي خاطرنشان کرده اند که نظريه هاي جديد، پيوستگي و نيز عدم پيوستگي را با نظريه هايي که جايگزين آنها مي شوند، نشان مي دهند. معمولا برخي مفاهيم در نظريه قديمي و بسياري از داده هايي که با هدايت آن گردآوري شده اند به موقعيت جديد انتقال مي يابند. گاهي نيز قوانيني که در نظريه قديمي مطرح اند در نظريه جديد به عنوان «موارد محدود کننده» (Limiting cases) گنجانده مي شوند. از اين رو، قوانين مکانيک کلاسيک از موارد محدود کننده «قوانين نسبيتي» در سرعت هاي پايين به شمار مي آيند. هر چند مفاهيم بنيادي، به طور جدي از نو تعريف شده اند. نظريه هاي متاخرتر، نوعا سازگاري تجربي بهتري را فراهم مي آورند و به ساحت هاي وسيع تري بسط مي يابند، به نحوي که ميتوانيم بر طبق معيارهايي که پيش از اين، فهرست شدند حقيقتا از پيشرفت سخن بگوييم.
ما در صورتي به وجود هويتي نظري مانند الکترون، مطمئن تر خواهيم بود که الکترون با انواع بسيار مختلفي از پديده ها که در آزمايش هاي متنوع بررسي شده اند پيوند داشته داشند. دانشمندان معتقدند با يک نظريه جديد نه فقط صورت بندي درست تري را درباره همبستگي مشاهدات به دست مي آورند بلکه از درک بهتري نسبت به جهان نيز برخوردار مي شوند.
مفاهيم نظري (=تئوريکي)، موقتي و اصلاح پذير اما آنها براي توصيف جهان و ارجاع به آن، اخذ مي شوند. اگر يک نظريه، حداقل از صدق محدود برخوردار نباشد پس چگونه مي توانيم موفقيت آن را در پيش بيني پديده هاي کاملاً جديد با انواعي از مشاهدات که به شدت با مشاهداتي که به آن نظريه منجر شده اند متفاوت اند توجيه کنيم؟ به طور خلاصه، علم، در آن واحد، هم فرايند کشف(discovery) و هم امري خطير در تخيل انسان به شمار مي آيد.
فرض اساسي رئاليسم آن است که وجود، مقدم بر نظريه پردازي است. محدوديت هاي حاکم بر نظريه پردازي هاي ما، ناشي از ساختارها و روابطي است که در طبيعت وجود دارند.
اکتشاف هاي علمي، اغلب، کاملا غير مترقبه اند. ابزار فروتني در برابر اين اکتشاف ها امري پسنديده است. ما از طبيعت مي آوزيم تا محدوديت هايي را بر تخيلمان اعمال کنيم.
اگر چه تاريخ علم، نشانگر«تقارب ساده» يا «تقريب متوالي (Successive approximation) نيست اما در بردارنده مجموعه اي از نظريه هاي معتبر و داده هايي است که بخش عمده آنها را مي توانيم قابل اعتماد تلقي کنيم هر چند هر يک از اجزاي آن، اصلاح پذير باشند. براي نمونه آيا کسي مي تواند ترديد داشته باشد که امروز نسبت به پانصد سال پيش، مطالب بيشتري را درباره بدن انسان مي دانيم؟ هر چند هنوز چيزهاي زيادي براي دانستن وجود دارد و شايد برخي از آراي کنوني ما نيز در آينده طرد شوند.
ارنان مک مولين (Ernan McMullin) درباره مدل ها، از رئاليسم نقادانه جانبداري مي کند مخصوصا آن مدل هايي که ساختارهاي نهاني (hidden structures) را مسلم فرض مي گيرند. او معتقد است:«يک مدل خوب به ما نسبت به ساختارهاي واقعي بصيرت مي دهد و موفقيت دراز مدت يک نظريه در اکثر موارد، دليلي است براي اين باور که چيزهايي شبيه به آن گونه از هويات نظري که نظريه مزبور مطرح مي سازد واقعا وحود دارند. » [6]. او مي گويد:«يک مدل خوب(good model)، يک تدبير موقتي و غير ضروري نيست بلکه منبعي سودمند و بي پايان از ايده هاي ماندگار براي تعميم ها و تعديل هاي ممکن به شمار مي آيد. يک مدل، همانند يک استعاره شاعرانه، پيشنهادهايي موقتي را براي کندوکاو در ساحتي جديد مطرح مي کند. از ديدگاه مک مولين، يک «مدل ساختاري» ممکن است در حين پيشرفت هاي پژوهشي، تحول يابد اما با بسط مدل اوليه، تداومي بنيادين را نيز به نمايش مي گذارد. يکي از مثال هايي که او ارائه مي کند مدل «حرکت تدريجي قاره اي» است که ناسازگاري آن با داده هاي زمين شناختي به ثبوت رسيده است اما خود اين مدل، موجب ارائه مدل «تکتونيک صفحه اي» (tectonic plate model) شد ـ يعني مدلي که با شواهد تازه اخير درباره شکاف هاي «ميان ـ اقيانوسي» و مناطق زلزله خيز تاييد شده است.
اکثر دانشمندان به ناچار رئاليست هستند اما اطمينان آنها به موقعيت مدل ها و هويات نظري، در ميان حوزه هاي علمي و در دوره هاي مختلف تاريخي متفاوت است.
مدل هايي که به مقياس وسيع تر و به انواع ساختارهاي شناخته شده تر مربوط اند آمادگي دارند تا به آنها واقع گرايانه تر بنگريم.
انتظار نيم رود که يک زمين شناس، درباره وجود«صفحه هاي تکتونيک» و «دايناسورهاي پيش از تاريخ» ترديد کند هر چند هيچ يک از آنها مستقيما مشاهده شدني نيستند. در 1866، مندل واحدهاي انتقال وراثتي را ـ که بعدها به عنوان ژن ها ـ در کروموزوم ها و به تازگي به عنوان قطعات بلند DNA شناسي شدند به صورت يک اصل مفروض، مطرح ساخت. هر قدر از اشياي شناخته شده فراتر رويم، ابزارها، توان ما را براي مشاهده مستقيم و غير مستقيم بيشتر مي کنند.
هنگامي که به جهان شگفت «ريز اتمي» مي رسيم، فهم متعارف، ناکام مي ماند و ما نمي توانيم آنچه را که مي گذرد تجسم کنيم. رفتار کوارک ها به هيچ چيز که مي شناسيم شباهت ندارد و اعداد کوانتومي آنها (که به طور دلخواه:شگفت (Strangeness)، افسون(Charm)،بالا(top) پايين(bottom) و رنگ(Color) ناميده شده اند) قواعدي انتزاعي را براي شيوه هاي ترکيب و تعامل ميان آنها مشخص مي کنند. در آينده خواهيم گفت که حتي در اين موارد، نظريه هاي ما کوششي براي نماياندن واقعيت است که هر چند واقعيتي که در جهان خرد مطرح مي شود با واقعيت جهان روزمره، همانند نيست و زبان متعارف براي توصيف آنها کفايت نمي کند.
پي نوشت ها :
19- BArbour Myths , Model gms , pp. 56 ـ 60.
2 ـ Ninian Smart , The Concept of Worship (London : Macmillan. 1972), and Worldviews , chap. 3.
3 ـ Winston King, Introduction to Religion : A Phenomenological Approach (New York : Harper & Row , 1968 ), p. 165.
4 ـ Ninian smart , Reasons and Faith. London : Routledge & Kegan Paul. 1958).
5 ـ Sallie McFague , Models of God : Theology for an Ecological , Nuclear Age. (Philadephia Fortress Press , 1987).
6 ـ Sallie McFague , Models of God : theology for an Ecological , Nuclear Age. (Philadephia Fortress Press, 1987).
