روش های علمی!؟

نخستین کوششی که برای ایجاد شالوده نظری یکنواختی به عمل آمد کار نیوتن بود در نظام او همه چیز به مفاهیم زیر منتهی می شود :    

                                                           
 1- نقطه مادی با جرم تغییر نا پذیر
 2- کنش از فاصله دور بین هر جفت از نقاط مادی   
 3- قانون حرکت برای نقطه مادی 

                   
اسحاق نیوتن در کتاب خود در رساله ای درباره نور نوشت: پرتوهای نورذرات کوچکی هستند که از یک جسم نورانی نشر می شود این تعجب آور نیست که نیوتن به نظریه موجی نور توجهی نکرده باشد زیرا چنین نظریه ای با شالوده نظری او از هر جهت نا سازگار بود وقتی نام نیوتن را می شنویم نا خود آگاه به یاد جمله معروف او می افتیم : من فرضیه نمی سازم . این بی توجهی نیوتن را به فرضیه نباید ناشی از خاطره انبوه بار او از برخی اشتباهات دوران جوانی یا بی علاقگی نسبت به بحثهای ذهنی ناشی از روحیه آرام او دانست بلکه باید ناشی از اشتباهات سده هفدهم دانست که در زندگینامه نیوتن آمده است:" به سختی می شد کسی را پیدا کرد که تفاوت دیدگاههای مبهم را از مفهوم دقیق و متفاوت فرضیه های فیزیکی را با قانونهایی که درستی آنها اثبات شده تشخیص دهد". نیوتن درباره برخی از دیدگاههایش در درسهایی درباره نور می نویسد : می گویند رنگ با ترکیبهای مختلف سایه و   نور یا از چرخش ذره های کروی و یا سرانجام از راه نوسان یک محیط اتری بوجود آمده او برای یافتن حقیقت به آزمایشهای معروف خود با منشور دست زد او به اتاق تاریکی رفت و پرتو نور را از راه سوراخی که بر دیوار تعبیه شده بود بر منشور تابانید روی دیوار روبرو تصویر دراز شده و کشیده ای از نور خورشید بدست آمد نیوتن منشور دیگری پشت منشور اول گذاشت به نحوی که نور را درست در جهت عکس بشکند اکنون تصویر کامل بود و این به این معنی بود که اثر دو منشور بر نور یکسان است در اینجا کاملاٌ واضح است که این اعمال نیوتن از روی تصادف یا بر حسب صرفاٌ مشاهده پرتوهای نور انجام نشده بود او در ذهنش هدفی داشت واین آزمایشات رت برای رسیدن به هدف خاص دنبال می کرد تا اینکه این آزمایشات را روز به روز دقیق تر و ظریف تر انجام داد نهایتاٌ به این اعتقاد رسید که نور سفیدی که بر منشور می تابد به صورت پرتوهای مختلفی شکسته می شود و هر یک از این پرتوهای شکسته شده متناظر بایک رنگ است .                                                               
نیوتن با این کشف در ضمن دلیل رنگین بودن برخی چیزهایی را که خودشان نوری ندارند پیدا کرد کار به پایان رسیده بود واو با انجام یکسری مشاهدات و آزمایشات به نتیجه ساده ای رسید . طبق گفته خودش تعداد این نتیجه هارا در سیزده مورد  یادداشت کرد اگر یک استقراگرای سرسخت این مطالب را بخواند باز هم بر این باور خواهد بود که مشاهدات و آزمایشات مکرر نیوتن به این کشف منجر شد اما من برای سرکوب چنین تفکری توجه شما را به ادامه داستان جلب می کنم اگر فرض کنیم نیوتن از انجام این آزمایشات و تکرار آنها هدفی را  دنبال نمی کرده ویا نظریه ای مقدم بر مشاهداتش نبوده پس اگر شخص دیگری مثلاٌ گوته که همدوره نیوتن بوده   این آزمایشات را تکرار می کرد به همین نتایج می رسید ولی خواهیم دید که این طور نیست : بنا به گفته خود گوته زمانی تصمیم می گیرد برخی از آزمایش های نیوتن را تکرار کند برای این منظور منشورهایی را که لازم داشت از آشنای خود بونتر مشاور دربار قرض گرفت ولی با توجه به کارهایی که داشت نتوانست این کار را با آرامش و دقت انجام دهد (البته دید منفی او به عقاید نیوتن را نباید نادیده گرفت )گوته با شتاب از درون منشور به دیوار سفید نگاه کرد با توجه به نظریه نیوتن انتظار داشت دیوار را به صورت نوارهای رنگی ببیند چقدر شگفت زده شد وقتی با هیچگونه نوار رنگی روبرو نشد دیوار همانطور که پیش از آن بود به طور کامل سفید دیده می شد تنها در آنجا که به مرز تاریک برخورد می کرد از جمله به چهار چوب پنجره رنگ کم و بیش  آشکاری دیده می شد گوته می نویسد : لازم نبود در این باره تردید کنم که برای پدیدار شدن رنگ مرز لازم است وبه ظاهر با راهنمایی غریزه خود صدای بلند اعلام کرد : آموزش نیوتنی دروغ است . حال شما چه تصوری دارید؟ حق با  گوته است یا نیوتن ؟ حقیقت این است که نیوتن در درهایی درباره نور ضمن روشن کردن دهها موضوع دیگر از جمله همین موضوعی که گوته با آن روبروشد چنین می نویسد: اگر به چیزی به طور مستقیم از راه منشور نگاه کنیم تنها وقتی رنگ های طبیعت دیده میشود که اندازه های ظاهری آن مانند اندازه های ظاهری خورشید ماه یا شکاف پنجره تاریک کوچک باشد وقتی به چیزی پر طول وعرض همچون سطح سفید دیوار نگاه می کنیم تصویر بخش های همسایه وارد تجزیه طیف می شود و در میدان دید ما روی هم قرار می گیرند ودر نتیجه آن را با همان رنگهای طبیعی می بینیم این وضع تنها در مرزها – از جمله بین دیوار و پنجره –بوجود می آید در آنجا هم درواقع دو یا سه رنگ دیده می شود .بنا براین اگر گوته با تفکر نیوتن آزمایش را انجام داده بود یا اگر نظریه نیوتن را به درستی فهمیده بود دچار این اشتباه نمی شد حالا به بررسی مشاهدات گالیله می پردازیم :      

                     

گالیله بر خلاف عقاید ارسطوییان سطح ماه را نه صاف ونه هموار دید او سطح ماه را مانند لانه زنبور خانه خانه دید و به قول گالیله : برآمدگی های بزرگ فرو رفتگی های ژرف و پرتگاهی دید درست است که گالیله اینها را مشاهده کرد و شاید استقرا گرایان از این مطلب سود جسته و بگویند :همه چیز از طریق مشاهده شروع شده اما این طور نیست چون اگر شخص دیگری بجز گالیله این مشاهده را انجام می داد به این نتایج نمی رسید همانطور که وقتی کار به دادگاه بازبینی اندیشه ها(تفتیش عقاید )رسید وپس از آنکه آنها با تلسکوپ مشاهده کردند که ماه با آنچه تصور می کردند کاملاٌمتفاوت است به چشمان خود وبه آنچه دیده بودند اعتماد نکردند واعلام کردند که نمی توان ناهمواریهای ماه را نفی کرد ولی به احتمال زیاد این ناهمواریها مربوط به ماه نیست بلکه مربوط به تراکم ماه است که فشردگی بیشتر وکمتر در نقاط مختلف ماه سبب بروز لکه هایی شده است .از آن جالب تر این بود که برخی این پستی وبلندی ها را مربوط به تکه شیشه های تلسکوپ می دانستند وبرخی دیگر در اوج خیالبافی اظهار می کردند که سطح ماه ناهموار است اما استدلال می کردند که با چیزی شفاف از بالا پوشانده شده است که همه ناهمواریها را از بین برده است پس می بینیم که نمی توان از مشاهده به عنوان وثیق مطمئنی برای رسیدن به معرفت علمی نام برد فیلسوفان اظهار می کردند که مگر ممکن است ماه بدین گونه روشن بدرخشد و آن وقت مانند آینه سطح صاف و صیقلی نداشته باشد ؟این سؤال شاید برای هر ذهن دیگری که اطلاعاتی از نجوم نداشته باشد مطرح شود ولی گالیله پاسخ بسیار ساده و در عین حال زیبا دارد :    اگر آینه را به دیواری که به وسیله خورشید روشن شده است تکیه دهیم سپس اندکی عقب برویم و دقت کنیم کدام روشن تر است دیوار ناهموار یا آینه صاف؟ بی تردید دیوار روشن تر به نظر می رسد درباره ماه هم وضع به همین گونه است دلیل آن ساده است وقتی سطحی که پرتوها را بازتاب می دهد هموار نباشد همیشه روی آن قطعه هایی پیدا می شود که با پرتوهای مستقیم روشن شده است با توجه به همین روشناییست که تمامی سطح ماه درخشان به نظر می رسد درست به همین دلیل است که برلیان و دیگر سنگهای قیمتی را سیقل می دهند به همین دلیل از هر سمتی به این ستگها نگاه کنیم درخشندگی یکسانی دارند در حالی که سنگ صاف و مسطح تنها در یکی از موقعیتهای خود برق می زند پس به این نتیجه می رسیم که گالیله قبل از مشاهده در درون ناخود آگاه خود نظریه ویا هدفی را ذنبال می کرده و به این ترتیب نظریه مقدم بر مشاهده خواهد بود .       

 

یکی دیگر از ایرادات استقراگرایان این است که ممکن است با مقدمات درست به نتایج غلط برسیم مثلاٌ مشاهده کلاغی که سیاه نباشد این جمله را که تمام کلاغها سیاه هستند را ابطال می کند این مصداق را می توان در مورد جمله زیر به کار برد :" نور به خط راست سیر می کند "                  
ما پدیده های زیادی را با این جمله می توانیم توصیف کنیم مثلاٌتشکیل سایه و نیمسایه – خسوف و کسوف و...اما  اینیشتن اعلام کرد : نور در مقابل توده عظیمی از جرم خم می شود به این دلیل که فضا خم می شود در اینجا می بینیم که با مقدمات اولیه درست و موارد زیادی که درستی آن اثبات شده بود به نتایج نادرست رسیدیم .                                                                                       
نکته دیگری که در اینجا مورد بررسی قرار دارد این است که اگر کلیه نظریاتی که از گذشته تا اکنون دربارهنور و ماهیت آن داشته ایم یکجا جمع کنیم وروند پیشرفت این نظریات را دنبال کنیم به نتایج جالبی می رسیم :  

                                                                                                 

 - ماهیت ذره ای:
اسحاق نیوتن (Isaac Newton) در کتاب خود در رساله ای درباره نور نوشت پرتوهای نور ذرات کوچکی هستند که از یک جسم نورانی نشر می شوند.                       
احتمالاً اسحاق نیوتن نور را به این دلیل بصورت ذره در نظر گرفت که در محیط های همگن به نظر می رسد در امتداد خط مستقیم منتشر می شوند که این امر را قانون می نامند و یکی از مثالهای خوب برای توضیح آن بوجود آمدن سایه است                                                                             .

 - ماهیت موجی:
همزمان با نیوتن، کریسیتان هویگنس  (Christiaan Huygens)  طرفدارتوضیح دیگری بود که در آن حرکت نور به صورت موجی است و از چشمه های نوری به تمام جهات پخش می شود به خاطر داشته باشید که هویگنس با به کاربردن امواج اصلی و موجک های ثانوی قوانین بازتاب و شکست را تشریح کرد . حقایق دیگری که با تصور موجی بودن نور توجیه میشوند پدیده های تداخلیی اند مانند به وجود آمدن فریزهای روشن و تاریک در اثر بازتاب نور از لایه های نازک و یا پراش نور در اطراف مانع .

 - ماهیت الکترومغناطیس :
بیشتر به خاطر نبوغ جیمز کلارک ماکسول ( James Clerk Maxwell) (1879-1831) است که ماامروزه می دانیم نور نوعی انرژی الکترومغناطیسی است که معمولاً به عنوان امواج الکترومغناطیسی توصیف می شود گسترده کامل امواج الکتروو مغناطیسی شامل: موج رادیویی ، تابش فرو سرخ ، نور مرئی از قرمز تا بنفش ، تابش فرا بنفش ، اشعه ایکس و اشعه گاما می باشد.

 - ماهیت کوانتومی نور:
طبق نظریه مکانیک کوانتومی نور، که در دو دهه اول قرن بیستم به وسیله پلانک و آلبرت انیشتین و بور برای اولین بار پیشنهاد شد، انرژی الکترو مغناطیسی کوانتیده است،یعنی جذب یا نشر انرژی میدان الکترو مغناطیسی به مقدارهای گسسته ای به نام "فوتون" انجام می گیرد.

 - نظریه مکملی:
نظریه جدید نور شامل اصولی از تعاریف نیوتون و هویگنس است. بنابرین گفته می شود که نور خاصیت دو گانه ای دارد بر خی از پدیده ها مثل تداخل و پراش خاصیت موجی آنرا نشان می دهد و برخی دیکر مانند پدیده فتوالکتریک ، پدیده کامپتون و ...با خاصیت ذره ای نور قابل توضیح هستند.
تعریف واقعی نور چیست؟
تعریف دقیقی برای نور نداریم، جسم شناخته شده یا مدل مشخص که شبیه آن باشد وجود ندارد. ولی لازم نیست فهم هر چیز بر شباهت مبتنی باشد.نظریه الکترو مغناطیسی و نظریه کوانتومی با هم ایجاد یک نظریه نامتناقض و بدون ابهام می کنند که تمام پدیده ها ی نوری را می کنند.
نظریه ماکسول درباره انتشار نور و بحث می کند در حالیکه نظریه کوانتومی بر هم کنش نور و ماده یا جذب و نشر آن را شرح می دهد ازآمیختن این دو نظریه ،نظریه جامعی که کوانتوم الکترو دینامیک نام دارد،شکل می گیرد. چون نظریه های الکترو مغناطیسی و کوانتومی علاوه بر پدیده های مربوط به تابش بسیاری از پدیده های دیگر را نیز تشریح می کنندمنصفانه می توان فرض کرد که مشاهدات تجربی امروز را لااقل در قالب ریاضی جوابگو است.طبیعت نور کاملا شناخته شده است اما باز هم این پرسش هست که واقعیت نور چیست؟
اگر این نظریات را به صورت چرخه زیر بنویسیم :
ماهیت ذره ای       ماهیت موجی     ماهیت الکترو مغناطیسی     ماهیت کوانتومی    نظریه مکملی وفعلی                
اگر این روند پیشرفت علم در حوضه نظریات نور را بخواهیم از طریق روش استقراگرایان دنبال کنیم مطمئناٌ به بن بست می رسیم چون آنها می گویند : علم با مشاهده آغاز شده و مشاهده اساس وثیقی را در اختیار می نهد و از این طریق علم پیشرفت می کند  می بینیم که این روندپیشرفت نظریه های نور  اساساٌ برپایه مشاهده و تجربه جلو نرفته ولی اگر این روند را با روش ابطالگرایان مورد بررسی قرار دهیم حد اقل این است که توجیهی برای این روند داریم و به بن بست نمی رسیم چون به راحتی می توان استدلال کرد مثلاٌ در موردنظریه اول که نظریه ذره ای بودن نور می باشد با مشاهده پدیده هایی از جمله فتو الکتریک و پدیده کامپتون و آزمایشات انجام شده به ابطال نظریه قبلی پرداخته شده و نظریه جدید(نظریه موجی بودن نور ) تا زمانی که توسط آزمایشات دیگر ابطال نشده بر روند خود باقی است . شاید این شبهه پیش آید که در جملات ذکر شده که"نظریه ذره ای بودن نور با مشاهده و انجام آزمایشات مکرر به دست آمده و این روش استقرا گرایان است  ولی نکته اصلی اینجاست که دانشمندان در آزمایش هایشان نظریه ای را دنبال می کردند ودر واقع آنها با هدف ابطال نظریه ذره ای دست به مشاهدات و آزمایشات مکرر زدند .                                         
می بینیم که استقرا گرایان در توجیه روند پیشرفت نظریات نور که جزء بسیار کوچکی از پیشرفت علم است عاجز مانده اندپس به این نتیجه می رسیم که علم نمی تواند از طریق استقرا ومشاهده به اینجا رسیده باشد ولی در مورد اینکه کدام معرفت علمی قابل قبول است نکته ای است که موضوع بحث اندیشمندان بوده و نظریات متنوع و متفاوتی وجود دارد من در این تحقیق بیشتر تاکید بر این موضوع داشتم که معرفت علمی از راه استقرا توجیهی ندارد .                                                        

نویسندگان: لادن کارده - زهره گودرزی معظمی

منابع :
- حاصل عمر – 44 مقاله و رساله از متفکری ممتاز آلبرت اینشتاین – ترجمه ناصر موفقیان – انتشارات علمی فرهنگی



پ.ن: برای دانلود خلاصه کتاب علم چیست؟ فلسفه چیست؟ نوشته عبدالکریم سروش دریافت را کلیک نماید.