علم چیست (و چه نیست) | Science 101
در بحث هایی که در انجمن و سایر محافل شکل می گیره خیلی خوب مشخصه که درک صحیحی از علم و مفهوم علم در بین خیلی از افراد به خصوص افرادی که مطالعه دقیق در این زمینه نداشتند وجود نداره.. دلیلش اصلیش هم آموزش ناصحیح علم در سیستم آموزشی مدارس کشور هست که فلسفه علم و مفاهیم مهم در Epistemology رو آموزش نمیدن و یکدفعه پا می گذارن در آموزش دادن یافته های علم بدون اینکه مکانیزم یافتن اون دانش رو به دانش آموزها یاد بدن.. نتیجه این روال این میشه که این افراد بعدا نه به درستی وقتی یک مطلب علمی می خونن می تونن درک کنن چی به چی هست، نه تاثیر یافته های علمی در زندگیشون رو به خوبی درک می کنند و نه یاد می گیرند چطور باید یافته های علمی رو وارد دامنه دانش خودشون کنند، و این عدم وجود درک مناسب در خیلی از مواقع باعث میشه خیلی از این افراد در مقابل یافته های واضح علمی جبهه بگیرند.
در اینجا یک بررسی می کنیم ببینیم علم واقعا یعنی چه.. و مهمتر از اون، چه چیزی علم نیست. روال کار هم ابتدا شروع و سپس یک سیستم FAQ است.
اگه سوالی دیگه دارید که دوست دارید پاسخ داده بشه یا فکر می کنید بهتره اینجا قرار بگیره در تاپیک ارسال کنید. اگه درباره مطالب اشاره شده هم سوال یا نکته گنگی هست بپرسید و در صورت نیاز این پست آپدیت میشه. در این پست سعی شده توضیحات به نوعی باشه که هرجای انجمن و در هر بحثی اگه احساس شد مخاطب درک صحیح و دقیقی از علم نداره، بتونید این پست رو به عنوان یک مرجع کوتاه و سریع براش ارسال کنید.
تعاریف علم:
علم هرگونه مطالعه و یادگیری جهان طبیعت است.
علم اثبات صحت فرضیات ما درباره جهان است.
علم اثبات صحت جهان بینی ماست.
علم شیوه پیدایش راه و روش زندگی مناسب است.
علم مجموعه‌ای از آگاهیهای است که از لحاظ منطقی و عقلانی قابل توضیح باشند.
علم دانش و آگاهی است.
علم نزدیک کردن انسان به حق است.
تعاریف فوق همگی اشتباه یا ناقص و غیردقیق هستند.
تعریف صحیح و دقیق علم:
علم ساختاری است برای تولید و ساماندهی دانش دربارهٔ جهان طبیعی در قالب توضیح‌ها و پیش‌بینی‌های آزمایش‌شدنی.
چگونه علم دانش را تولید و سازماندهی می کند؟
با استفاده از روش علمی. روش علمی بر اساس اندازه گیری داده های مشاهده پذیر و تکرار پذیر و پیدا کردن روابط ریاضی بین آن هاست. در صورتی که پدیده ای مشاهده پذیر یا تکرار پذیر نباشد از حوزه علم خارج است.
از کجا می دانیم این شیوه مناسب است؟ چرا مشاهدات باید تکرار پذیر باشند؟
هدف علم آگاهی از روابط بین پدیده های مختلف در جهان اطراف ماست برای اینکه بتوانیم با این آگاهی، زندگی خود را بهتر کنیم. اگر پدیده ای قابل مشاهده و تکرار پذیر نباشد نمی تواند ارتباطی منظم و دقیق با سایر پدیده های جهان اطراف داشته باشد. این شیوه علم مناسب است چون جواب می دهد: وقتی بر این اساس هواپیما می سازیم پرواز می کند، دارو می سازیم و بیماریها درمان می شوند، راکت می سازیم و به کره ماه می رسیم، آب و هوا و خورشید گرفتگی و ماه گرفتگی را پیشبینی می کنیم و آن ها اتفاق می افتند، بطور خلاصه: این روش جواب می دهد.
آیا ریاضیات زبان جهان است؟
خیر. ریاضیات زبان انسان هاست برای توضیح مشاهدات ما در جهان به نوعی که بتوایم مشاهده های مختلف را بطور کمی با هم مرتبط کنیم.
قانون علمی یعنی چه؟ تئوری علمی؟ کدام یک رده بالاتری دارد؟
قانون علمی (Scientific law) بیان مشاهدات تکرار پذیر ماست. اساس پیش بینی هایی که بر این اساس هستند مشاهدات گذشته است. مثال قانون علمی:
آب در فشار یک اتمسفر در دمای 100 درجه به جوش می آید.
در مدار های خطی، شدت جریان مساوی است با ولتاژ/مقاومت (قانون اهم).
اجرام همدیگر را می ربایند (قانون جاذبه نیوتن).
تئوری یا نظریه علمی (Scientific theory) مکانیزم پدید اومدن مشاهدات رو توضیح می دهند و برای پدیده ها مدل سازی می کنند. مثال تئوری علمی:
توضیح دادن پروسه بخار شدن آب، یافتن وابستگی ها با فشار هوا و ...
توضیح ماهیت بارهای الکتریکی و الکترون ها و تاثیرات اختلاف پتانسیل و ...
توضیح چرخش زمین به دور خورشید به دلیل جاذبه
رده کدام یک بالاتر است؟ هیچ کدام چون بیان متفاوتی دارند ولی تئوری علمی با ارزش تر است چون صرفا در حین بیان مشاهدات ما، یک مکانیزم از علت های بیان مشاهدات ما نیز بیان می کند.
آیا صحیح است که بگوییم فلان تئوری فقط یک تئوری است و می توانیم آن را جدی نگیریم تا وقتی تبدیل به قانون شود؟
خیر. در علم چیزی بالاتر از تئوری وجود ندارد.
چگونه اثبات می کنیم قوانین و تئوری های علمی صحیح هستند؟
هیچ گونه. در علم صحت چیزی اثبات نمی شود. روال فرمول سازی و پیدایش یک تئوری یا قانون علمی اینگونه است:
1. مشاهداتی را از جهان طبیعت انجام می دهیم.
2. سعی می کنیم روابط ریاضی بین پارامترهای مختلف دخیل در آزمایش و نتایج آزمایش پیدا کنیم.
3. روابط پیدا شده را با مشاهدات ابتدایی و مشاهدات مستقل چک می کنیم.
4. نتایج را بررسی می کنیم:
اگر روابط ریاضی ما به درستی تمام مشاهدات را پیشبینی نکرد -> توانستیم اثبات کنیم تئوری یا قانون ما غلط است.
اگر روابط ریاضی ما به درستی تمام مشاهدات را پیشبینی کرد -> نــتوانستیم اثبات کنیم تئوری یا قانون ما غلط است.
دقت کنید گزینه ای برای اینکه "تئوری یا قانون ما صحیح است" وجود ندارد چون با اینکه ما نتوانستیم اثبات کنیم تئوری یا قانون ما غلط است خود به خود نمی توانیم نتیجه بگیریم که تئوری ما صحیح است. ممکن است در آینده دامنه گسترده تری از آزمایشات و مشاهدات امکان پذیر باشد و در آن آزمایشات ما بتوانیم حالت هایی را پیدا کنیم که تئوری یا قانون ما غلط باشد.
مثال بزنید؟
1. مشاهده: آب وقتی گرم می شود به جوش می آید.
2. پیدا کردن روابط ریاضی: آب در دمای صد درجه به جوش می آید.
3. مشاهدات ابتدایی و مستقل را آماده می کنیم: هزار بار آب را به جوش می آوریم و دمای جوش را اندازه می گیریم.
4. بررسی نتایج:
روابط ریاضی ما به درستی تمام مشاهدات را پیش بینی کرد -> نــتوانستیم اثبات کنیم قانون ما غلط است.
آیا قانون ما صحیح است؟ خیر. چون صد سال بعد یک نفر مقداری آب را بالای قله کوه برد و آنجا به جوش آورد و دید در دمای پایین تر از 100 درجه به جوش می آید، آزمایشی که ما قادر به اجرای آن نبودیم.
آیا یافته قبلی ما بی ارزش است؟ خیر. زیرا وقتی نمی توانیم اثبات کنیم قانون ما صحیح است صرفا با نتوانستن اثبات غلط بودن آن می توانیم ابزار و وسایلی بر آن اساس بسازیم. مثلا دیگ بخار قبل از درک صحیح ما از تاثیر فشار هوا در نقطه جوش آب اختراع شد ولی کماکان برای ما کاملا مفید بود.
هدف علم ارائه پیشبینی هایی از دنیای اطراف است که در شرایط فعلی مفید باشد.
آیا قوانین جهان طبیعت خود به خود بوجود آمده اند یا کسی آنها را نوشته است؟
قوانین جهان طبیعت را انسان ها نوشته اند. قوانین علمی ماهیت خاص و مطلقی ندارند و صرفا علائمی هستند که ما انسان ها برای درک بهتر خودمان از جهان از آنها استفاده می کنیم.
آیا فلسفه یک علم است؟ ریاضیات چطور؟
خیر. فلسفه علم نیست چون اساس فلسفه مشاهدات تکرار پذیر ما و ساخت روابط ریاضی برای ارتباط دادن آن ها نیست. ریاضیات هم علم نیست چون خود به خود بطور مستقل ربطی به مشاهدات جهان طبیعت ندارد و ابزاری است ساخت انسان که علم بر پایه آن بنا شده.
ثابت های فیزیکی چرا اعدادی خاص هستند؟ آیا این اعداد نمی توانستند عدد دیگری باشند؟
ثابت های فیزیکی بر اساس مشاهدات ما بدست می آیند. بطور مثال در قانون جاذبه نیوتن:
که F نیرویی است که دو جسم به هم وارد می کنند. m1 و m2 جرم دو جسم هستند و r فاصله بین این دو.. G نیز ثابت جهانی گرانش است. اما چرا G ثابت است؟ این عدد از کجا آمده؟ لازم است توضیح دهیم این فرمول ها چگونه ساخته می شوند:
1. مشاهده می کنیم دو جسم به هم نیرو وارد می کنند.
2. سعی می کنیم با تغییر پارامترهای محیط آزمایش، مشاهده کنیم آیا نیروی وارد شده تغییر می کند یا خیر. بنابرین تمام پارامترهایی که به فکر ما می رسد را تغییر می دهیم: جرم اجسام، دما، فاصله، فشار هوا، بار الکتریکی و ...
3. مشاهده می کنیم با تغییر جرم هر یک از اجسام و فاصله بین دو جسم، نیروی وارد شده تغییر می کند ولی تغییر دما و فشار هوا و ... تاثیری در نیروی وارد شده ندارند.
4. سعی می کنیم تاثیر تغییرات پارامتر ها رو بطور کمی اندازه گیری کنیم، پس:
2 برابر کردن جرم هر یک از جسم ها -> 2 برابر شدن نیرو
4 برابر کردن جرم هر یک از جسم ها -> 4 برابر شدن نیرو
400 برابر کردن جرم هر یک از جسم ها -> 400 برابر شدن نیرو ----------> نتیجه: جرم هر یک از جسم ها با نیروی وارد شده رابطه مستقیم خطی دارد.
2 برابر کردن فاصله جسم ها -> تقسیم بر 4 شدن نیرو
3 برابر کردن فاصله جسم ها -> تقسیم بر 9 شدن نیرو
10 برابر کردن فاصله جسم ها -> تقسیم بر 100 شدن نیرو ---------> نتیجه: فاصله بین جسم ها با نیروی وارد شده رابطه عکس به توان دو دارد.
اما ما نیرو را بر اساس نیوتن بیان می کنیم، با ضرب کردن جرم اجسام و فاصله آن ها به واحد دیگری می رسیم که نیوتن نیست.. اما با مشاهدات متوجه می شویم با تغییر دادن پارامتر های سمت راست معادله و اندازه گیری نیرو در سمت چپ، همیشه یک رابطه خطی بین نیرو و حاصل ضرب و تقسیم جرم ها و فاصله وجود دارد، که شیب آن خط یک عدد ثابت است.. و ما آن را ثابت گرانش می نامیم.
آیا این عدد همیشه ثابت است؟ نمی دانیم. در مشاهدات ما همیشه ثابت بوده، ولی ممکنه به سایر پارامترهایی وابسته باشه که ما اطلاع نداشته باشیم و ممکنه در شرایط متفاوتی که ما تابحال مشاهده نکردیم این عدد هم متفاوت باشه. نمی دانیم.
آیا علم تنها راه کسب دانش است؟
خیر. علم تنها راهی است که می توان بر اساس آن دانش کسب شده را به آزمایش گذاشت و دید آیا قادر به پیشبینی مشاهدات ما از جهان است یا خیر.
تفاوت علوم تجربی، علوم ذاتی، علوم عرفانی، علوم نفسی، علم شرعی، علم حدیث، علم معنا و ... چیست؟
ارتباطی با هم ندارند. به جز علوم تجربی، در سایر موارد از کلمه علم بصورت مترادف دانش استفاده شده است در حالی که علم زیرمجموعه دانش است (و دانش زیرمجموعه باور است).
باور: چیزی که یک شخص باور دارد صحیح است.
دانش: باورهایی که یک شخص می داند صحیح است و مدعی است درباره آن آگاهی دارد.
علم: دانش هایی که یک شخص قادر است بصورت مشاهدات و آزمایش های تکرار پذیر به سایرین نشان دهد.
TBC
