علم چیست؟ (بخش دوم)

استنتاج استقرايى از زمان «بيكن» تا امروز به عنوان نظريه روش علمى شناخته شده، اما قرن بيستم بيشتر نقد استقراگرايى بوده است تا پذيرش و بسط آن. همان گونه كه بيان شد، انديشه اصلى استقراگرايى بر اين مبناست كه علم از مشاهده آغاز مى شود و مشاهدات به تعميم ها و پيش بينى ها مى رسد. مثلاً با حرارت دادن فلزات گوناگون، اين نتيجه كلى، به دست مى آيد كه «هر فلزى در اثر حرارت منبسط مى شود». حال اگر يك مورد پيدا شود كه در اثر حرارت انبساط نيابد، گزاره فوق باطل مى شود. تفسير استقراگرايان از اين ابطال اين است كه استنتاجات علمى، هيچ گاه به يقين منتهى نمى شوند اما آنها بر اين باورند كه اينگونه استنتاجات مى توانند درجه بالايى از احتمال را به بار آورند. دو ناقد اصلى استقراگرايى «كارل پوپر» و «دوئم» (Duhem)، بوده اند.

پوپر مدعى است كه بدون پس زمينه نظرى، نمى شود مشاهده اى صورت داد. برخى ديگر از دانشمندان علاوه بر اينكه نظر پوپر را مى پذيرند، اما معتقدند برخى مشاهدات در علوم نظريه بارند. مثلاً، داستان كشف پنى سيلين توسط «فلمينگ» نشان مى دهد كه مشاهده، يقيناً پيش از فرضيه سازى صورت گرفته بود. فلمينگ به همراه همكارش «پرايس» تصميم گرفت درباره تغيير رنگ باكترى «استافيلوكوك» در اثر ماندن به مدت چند روز در حرارت اتاق، تحقيق تجربى كند. رنگ باكترى استافيلوكوك مى تواند نشانه اى از قدرت بيمارى زايى آن باشد پس تغيير رنگ آن براى فلمينگ، جالب توجه بود.آنها، استافيلوكوك ها را در ظروفى كشت دادند (ظروف مخصوص كشت ميكروب، ظروف پترى همراه با ماده ژلاتينى به نام آگار است) و آن گاه ظرف را در حرارت مناسب قرار دادند تا ميكروب ها تكثير يابند. پس از آنكه فلمينگ از تعطيلات بازگشت، ظروفى را كه بنا بر دلايلى از دور خارج شده بودند در تشت حاوى ماده ضدعفونى كننده، گذاشت. اين تشت براى آن بود كه باكترى ها، كشته شوند تا ظرف ها براى استفاده مجدد، آماده شوند. فلمينگ يكى از ظروف را به همكارش نشان داد، براساس خاطرات بعدى «پرايس»، فلمينگ مدتى به ظرف نگاه كرد و سپس گفت: «خنده دار است»، ظرف مذكور، همان ظرف پنى سيلين مشهور بود. ظروف كشت پنى سيلين به طور اتفاقى با قارچ «پنى سيليوم» آلوده شده بودند و در نتيجه، باكترى هاى استافيلوكوك از بين رفته بودند. فلمينگ، از مشاهده اين ظرف استنتاج كرد كه قارچ آلوده كننده، ماده اى توليد مى كند كه توانايى از بين بردن باكترى ها را دارد.

فلمينگ فرضيه خود را مكرر آزمايش كرد تا آن را تقويت كند. اين مورد، نمونه اى است از موارد بى شمار كه نشان مى دهد مشاهده نظريه بار است. اما «پوپر» نخستين گام در فرآيند علمى را مشاهده نمى داند بلكه ابداع «فرضيه اى» (Hypothes) مى داند كه مى توان آن را به كمك مشاهده و تجربه هاى نقادانه به آزمون گذاشت. «پوپر» توضيحى در باب اينكه حد س هاى علمى چگونه شكل مى گيرند، نمى دهد و آن را موضوع تحقيق روانشناسى تجربى مى شمارد. شايد بتوان فرضيه را تبيين هاى احتمالى يا حدس هاى نظام مند براى پديده هاى مورد مطالعه ناميد. فرضيه ممكن است درست يا نادرست باشد. با تحقيقات بعدى درستى يا نادرستى فرضيه روشن مى شود. البته پوپر ادعاى مهمى نيز مى كند، مبنى بر اينكه هدف كوشش هاى دانشمند اثبات فرضيه اوليه نيست بلكه «ابطال» (Falsification) آن است، پوپر بر اين ادعاست يك فرضيه علمى بايد توانايى ابطال شدن را داشته باشد. او نظر خود را از «پيرس» (peirce) وام گرفته است، از ديدگاه «پوپر»، از لحاظ منطقى ممكن نيست درستى يك قانون كلى علمى را با مشاهدات مكرر اثبات كرد اما اصولاً ممكن است چنين قانونى، تنها با يك مشاهده، ابطال شود. مثلاً قانون كلى «همه فلزات در اثر حرارت انبساط مى يابند»، با هر تعداد مشاهده ثابت نمى شود اما يك مورد نقض (فلزى در اثر حرارت انبساط نيابد)، آن را باطل مى كند. پوپر بيان مى كند دانشمند بايد خلاق باشد، بايد بتواند فرضيه هاى بديع ارائه بدهد و سپس تلاش كند تا با آزمايش هاى نقادانه، آنها را باطل كند، او اين شيوه را چيزى بيش از يك روش علمى صحيح مى داند، اين رويه يك شيوه زندگى است. از نظر او، معقول ترين شيوه، روش آزمون و خطاست، يعنى روش حدس و ابطال (conjecture and re futation)، طرح جسورانه نظريه ها و تلاش جدى براى آنكه خطا هاى اين نظريه ها را نشان بدهيم و درصورت ناموفق بودن، اين نظريه ها را به نحو مشروط و موقت بپذيريم. «پوپر» معيار «ابطال پذيرى» خود را براى افتراق ميان نظريه هاى علمى و نظريه هاى شبه علمى، استفاده مى كند. سئوالى كه كماكان باقى است اين است كه آيا امكان تلفيق استقراگرايى (همان شيوه كشف پنى سيلين) و ابطال گرايى وجود دارد؟ و آيا معيار ابطال پذيرى پوپر را در عمل مى توان به كار گرفت؟

برخى متفكران، نخستين گام در فرآيند علمى را مشاهده مى دانند و برخى ديگر چون «پوپر» نخستين گام را ابداع فرضيه اى مى دانند كه مى توان بعداً آن را به كمك مشاهدات به آزمون گذاشت. «پوپر» با طرح نظريه «ابطال پذيرى» (Falsification)، ادعا مى كند كه مشكل استقرا را حل كرده است. از ديدگاه او، درستى يك قانون علمى را مثلاً قانون دوم نيوتن (در برابر هر عمل، يك عكس العمل وجود دارد)، نمى توان توسط مشاهدات مكرر اثبات كرد اما اصولاً ممكن است، چنين قانونى را تنها با يك مشاهده ابطال كرد. او در كتاب «حدس ها و ابطال ها» مى گويد: «معرفت علمى، متكى به گمان ها، راه حل هاى موقتى براى مسائلمان و حدس ها است» .

نقادى يعنى تلاشى براى ابطال، كه مشتمل است بر آزمون هاى نقدى سخت، تا اين حدس ها را مهار كند. ممكن است كه آن حدس ها از اين آزمون ها، جان به در برند، اما هيچ گاه نمى شود آنها را توجيه ايجابى (Positive) كرد، يعنى نه مى شود اثبات كرد كه يقيناً درست اند و نه حتى اينكه محتمل اند.» البته پوپر در اينجا، حساب احتمالات «بيزگرايى» را نيز كه اشاره دارد، حدس هاى علمى را مى توان محتمل ساخت، رد مى كند. اما در اينجا، سخن ما بر سر «ابطال گرايى» پوپر است. اگرچه معيار او ساده است، و از لحاظ منطقى قابل چون و چرا نيست، اما در عمل به راحتى نمى توان آن را به كار گرفت. چون «پوپر» اذعان دارد كه مشاهده محض و بى طرف وجود ندارد، بنابراين دانشمندى كه نظريه اى را با انجام آزمايش، رد مى كند، نمى تواند مطمئن شود كه آيا نظريه، ابطال شده است يا مشاهده و يا ترتيب آزمايش او اشتباه بوده است. در نتيجه، دانشمند، به جاى آنكه از نظريه اش دست بكشد، مشاهده را تكرار مى كند يا شرايط آن را تغيير مى دهد.

همچنين، در برخى از حوزه هاى علم، مانند زيست شناسى و پزشكى، دانشمندان با گزاره هاى مطلق مانند قانون دوم نيوتن (در برابر هر عمل، عكس العمل معادل با آن وجود دارد) سروكار ندارند، بلكه با گزاره هاى نسبى مانند (بيماران مبتلا به زخم معده، نسبت به افراد سالم به طور متوسط، اسيد بيشترى توليد مى كنند)، سروكار دارند. در نتيجه، مجبورند، مشاهدات خود را به دست تحليل آمارى بسپارند و راى و نتيجه نهايى، صرفاً به خود مشاهدات وابسته نيست بلكه به نوع آزمون آمارى انتخاب شده، بستگى دارد. يعنى، دقيقاً برخلاف نظر پوپر عمل مى كنند كه حتى حساب احتمالات را هم رد مى كند.

«پوپر» در واقع مسئله استقرا را دور زده است، بدون آنكه آن را حل كند. بدون شك در بسيارى موارد، دانشمندان مى كوشند تا فرضيات را ابطال كنند، اما در موارد ديگرى هم، به صورت استقرايى، استدلال مى كنند. در واقع، برخى پيشرفت هاى مشهور علمى، با مدل استقرايى بسيار همخوان تر است تا مدل ابطال گرايانه پوپر. كشف بيضوى بودن مدار سيارات به دست «كپلر» در قرن هفدهم و كشف دارو هاى سولفوناميدى (كوتريموكسازول) در قرن بيستم، نمونه اى از آنها است. در كشف دارو هاى سولفوناميدى توسط شركت آلمانى «آى جى فاربن» (I G Farben)، شيميدانان آن شركت، صدها ماده مركب شيميايى را آزمودند، تا اين كه بالاخره و تا حدى تصادفى، ماده اى را يافتند كه موش هايى را كه با باكترى هاى «استرپتوكوك»، آلوده شده بودند، درمان مى كرد.

اين نمونه با مدل استقرايى آن هم نوع «بيكنى» آن، بيشتر همخوانى دارد تا مدل حدس ها و ابطال هاى پوپرى. «فايرابند» كه يكى از فيلسوفان علم پر سر و صدا بود در كتابش، (بر ضد روش)، بر ضد اين روش استدلال مى كند و مثال هايى از نظريه هاى علمى ابطال شده مى آورد كه با اين وجود، نقشى حياتى در پيشرفت علمى داشته است.ميچل (Mitchel)، اما براى اين منظور، نوعى تلفيق استقرا گرايى و ابطال گرايى را پيشنهاد داده است. وى مى گويد: «هر چند... فرآيند استقرا ممكن است با گام هاى كوچك و ظاهراً غير چشمگير پيش رود، اما اين گام ها به شكل حدس و گمان هستند و فرآيند نظريه سازى در علم، غير قياسى و اساساً حدس است، به معنايى كه پوپر وصف كرده است.»1در واقع، گاهى حدس ها با استقرا از مشاهدات پديد مى آيند، و اين همان است كه «ميچل» به دنبال آن است يعنى «استقراى حدسى» (Conjectural induction) اين نظر به خوبى با جزئيات كشف پنى سيلين توسط «فلمينگ» كه توضيح داده شد، وفق مى يابد.

اما استقرا و ابطال پذيرى هر دو تلاشى براى توجيه گزاره هاى علمى به وسيله ارجاع به گزاره هاى علمى ديگرى هستند و البته هر دو ديدگاه بايد از «مسئله معيار» (Problem Of Criterion) كه در آن هر توجيهى بايد به نوبه خود توجيه شود، دورى كنند چون منتج به يك تسلسل بى پايان مى شود. براى دورى از اين تسلسل، برخى به «گزاره هاى بنيادى» متوسل شده اند. هم استقرا گرايى و هم ابطال پذيرى قالب هايى از «بنياد گرايى» (Foundationallism) در علم هستند، يعنى آنها به يك سرى از گزاره هاى پايه اى، متكى هستند كه مستقيماً از مشاهده اخذ مى شود. «بنياد گرايى» در علم بر اين ادعاست كه برخى گزاره هاى پايه اى وجود دارد كه نيازمند توجيه نيستند. اما چنين پيشنهادى، مشكل را پيچيده تر مى كند؟ يا آن كه كار دانشمندان را آسان تر كرده است؟ استقرا و ابطال پذيرى، هر دو تلاشى، براى توجيه گزاره هاى علمى به وسيله ارجاع به گزاره هاى علمى ديگرى هستند و البته هر دو ديدگاه بايد از «مسئله معيار» (problem of criterion) دورى كنند. «مسئله معيار»، بيان مى كند، هر استدلالى كه براى توجيه عقيده يا گزاره اى علمى آورده مى شود، بايد استدلال ديگرى براى توجيه آن استدلال آورده شود، سپس استدلال ديگرى براى توجيه بعدى و همين طور الى آخر، آورده شود. كه در نتيجه به يك تسلسل مى رسد. اين مسئله را «استدلال تسلسل» (Regress argument) نيز مى گويند. سه احتمال برخورد با اين فرآيند چالش آميز وجود دارد:

1 - رضايت دادن به مجموعه اى از تسلسل بى پايان كه غير عقلانى است.

2 _ مجموعه استدلال ها در نهايت شكل يك حلقه را به خود بگيرد به گونه اى كه گزاره اولى در نهايت باعث توجيه خودش شود.

3 _ نهايتاً به يك سرى از گزاره هاى پايه اى برسيم، كه نيازمند توجيه نيستند. ديدگاه سوم، منظر «بنيادگرايى» در علم است كه بر اين ادعاست، برخى گزاره هاى پايه اى در علم وجود دارد كه نيازمند توجيه نيستند. هم استقرا و هم ابطال پذيرى، اشكالى از بنيادگرايى در علم هستند، يعنى به يكسرى از گزاره هاى پايه اى متكى هستند كه مستقيماً از مشاهده اخذ مى شود. اما «مشاهده» يك علم شناختى است، يعنى به مجموعه اى از باورهاى ما متكى است، مثلاً مشاهده يك نمونه بافت «كبد» در زير ميكروسكوپ، نيازمند يكسرى از معلومات كمكى ديگر از قبيل نوع عدسى ميكروسكوپ، درجه تنظيمى آن و فهمى از آسيب شناسى و بافت شناسى «كبد» است.

به طور اوليه، مشاهده نمى تواند خود به صورت يك پايه اى، مدنظر قرار گيرد. «انسجام گرايى» (Coherentism)، كه ديدگاه مخالف «بنياد گرايى» در علم است، ادعا دارد كه گزاره هاى علمى مى توانند به وسيله قرار داشتن در يك نظام هماهنگ توجيه شوند. «انسجام گرايى»، اعتبار «استدلال تسلسل» را انكار مى كند و توجيه يك فرآيند علمى را «كل گرايانه» (Holistic)، مى داند. مثلاً مشاهده نمونه بافت كبد، به وسيله هماهنگى باورها و معلومات ما درباره نوع ميكروسكوپ، چگونگى تنظيم آن و علم آسيب شناسى و بافت شناسى، توجيه مى شود. «كواين» از سردمداران اين نظريه است. تز «كل گرايانه»، در مورد فرضيه خاصى درست است، اگر آن فرضيه را وقتى كه به تنهايى در نظر گرفته مى شود، نتوان با مشاهده و آزمايش ابطال كرد، ولى وقتى آن فرضيه پاره اى از يك گروه نظرى باشد، بتوان اين كار را كرد.

انسجام گرايى بر اين ادعا است كه سازگارى در يك نظام (يا نظريه اى علمى)، با آنچه در جهان خارج واقعاً روى مى دهد، متناظر است. مثلاً مكانيك نيوتنى، با آزمايشات خاصى، مانند آزمايش «ميچلسون _ مورلى» (Michelson _Morley) ناسازگار است. در نتيجه بين نظام مكانيك نيوتنى با واقعيت، تناظر واضحى وجود ندارد. اين نبود تطابق، منجر به ارائه نظريه «نسبيت» اينشتين شد. «انسجام گرا» توضيح مى دهد، چون آزمايش «ميچلسون- مورلى» خود، بخشى از يك نظام را تشكيل مى دهد، عدم تطابق، نشان دهنده ناسازگارى در نظام خود آزمايش است كه با مكانيك نيوتنى سازگار بود. از ديدگاه «انسجام گرايى»، عدم تناظر در يك بخشى از نظام مشاهده اى ما نشان دهنده فقدان سازگارى است كه باعث تغيير و اصلاح آن نظام براى برطرف كردن ناسازگارى مى شود.اما به لحاظ منطقى اين امكان وجود دارد كه يك نظريه كامل و بى عيب، بين اجزايش سازگارى وجود داشته باشد اما متناظر با واقعيت نباشد. «انسجام گرايان»، چنين فرضى را غيرممكن مى دانند و دليل آن را تنوع و گسترش وسيع باورها و عقايد در نظام كلى مى دانند. اما سئوالى كه مطرح مى شود، اين است كه در چنين نظامى با اين گستره وسيع، چگونه مى توانيم عدم تناظر را دريابيم؟

مسئله ديگرى كه در روش علمى مورد بحث قرار مى گيرد، موفقيت «پيش بينى» (prediction) فرضيه هاى علمى است. هر فرضيه علمى بايد خاصيت پيش بينى كنندگى داشته باشد، اين پيش بينى ها بايد با سنجش هاى ملموس و عينى قابل آزمايش باشند. اگر نتايج برخلاف پيش بينى ها بود، فرضيه تحت آزمون اشتباه است (يا بايد در آن تجديد نظر شود يا كنار گذاشته شود.) اما اگر نتايج به دست آمده با پيش بينى هاى فرضيه سازگار باشد، فرضيه، ممكن است درست باشد اما نيازمند آزمون هاى بيشترى است.

از ديدگاه «پوپر»، هر فرضيه اى كه پيش بينى هاى آزمون پذير، ايجاد نمى كند، غير علمى است هرچند كه مفيد و ارزشمند باشد. مثلاً نظريه نسبيت عام اينشتين، درباره ساختار مشاهده پذير زمان- مكان، پيش بينى هاى دقيق و معينى دارد. اين نظريه پيش بينى مى كند كه «نور» در يك ميدان گرانشى، كج و منحرف مى شود و مقدار اين انحراف، به شدت ميدان جاذبه بستگى دارد. بررسى هايى كه در كسوف سال 1919 انجام شد، اين فرضيه را در برابر فرضيه هاى ديگرى كه نتايج متفاوتى پيش بينى مى كردند، تائيد كرد كه باعث ابطال نظريه هايى شد كه چيزى، غير از اين را پيش بينى مى كردند.