ما هو المنهج العلمي وكيف جَسدَ العلم؟

في مطلعِ القرن السادس قبل الميلاد، بجانبِ بحر (إيجه) في مدينة ميليتس، خلص الفيلسوف اليوناني الأول إلى أَن “كل شيء ماء” وكان اسمه تاليس.

لَمْ يوافق تلميذه أناكسيماندر على ذلك، فقد اعتقد أَنَ المادة الأساسية للكون هي “أشياء غير محددة”.

وكان تلميذه أناكسيمنيس، يعتقد أَنهُ هواء.

تبدو هذه الأفكار رائعة، لكن العقل العلمي يتجذر فيها.

يقول براين هيبورن -فيلسوف العلوم في جامعة ولاية ويتشيتا-: “يُمكن القول أَنهما أَول الفرضيات المتنافسة مما يشير إلى تحول بعيدًا عن التفسيرات الأسطورية”.

بوضع الآلهة والقوى الخارقة جانبًا، فإن هؤلاء الفلاسفة يبنون فهمهم للطبيعةِ على الملاحظة. بعبارة أُخرى، يستخدمون شكلًا بدائيًا لما نسميه الآن المنهج العلمي.

وقد أَثَّرَ تاليس وتلاميذه على أرسطو، الذي أَثَّرَ بدورهِ بعمق على كل فيلسوف غربي بارز على مدى الألفي سنة ونصف التالية، بما في ذلك (فرانسيس بيكون) الذي أعاد ترتيب المنهج العلمي للعصر الحديث ووضع جدول أعمال للثورةِ العلمية في القرنين السادس عشر والسابع عشر.

ومنذ ذلك الحين، اكتسب العلم مكانته بين أكثر المشاريع البشرية إثمارًا.

ويقول هيبورن إِنهُ ليس فقط “التقليد الأكثر قوة وصرامة المتمثل في تطبيق التدقيق على قصص حول العالم، ولكنه أيضًا يسمح لك بالقيام بأشياءٍ مثل بناء الإنترنت أَو القمر الصناعي لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أو إرسال صاروخ إلى القمر”.

وعلى حد تعبير عالم الكون هيرمان بوندي: “لا يوجد في العلم أكثر من منهجه”.

ولكن على الرغمِ من كل نجاحاته، وكل الأسطورة المحيطة به، فإن مخطط المعرفة -التجميع ليس بهذه البساطة كما يظهر في الكتب المدرسية- على مدار 500 عام، جادل العلماء والفلاسفة حول الكيفية التي يجب أَن يعمل بها.

وفي هذهِ الأَيام، يتساءل الكثيرون عمّا إِذا كان من المنطقي البحث عن المنهج العلمي -يشير التاريخ إلى وجود العديد منه-.

بداية المنهج:

ما الذي يجعل العلم، علمًا؟

تختلف التفاصيل بشكلٍ كبير عبر الزمان والمكان ومجال الدراسة.

بالنسبة لأرسطو كان أَساسهُ الملاحظة السلبية للطبيعة.

وفي العصر الحديث، غالبًا ما يتضمن التجريب أيضًا.

إلى جانب ذلك، وفقًا لموسوعة ستانفورد للفلسفة، فإِنَ العناصر الأَكثر شيوعًا هي “الاستدلال الاستقرائي والاستنتاجي وتشكيل واختبار الفرضيات والنظريات”.

يعتقد بيكون الذي يطلق عليه في الكثير من الأحيان “أبو التجريبية” أن هذه الاستراتيجيات هي مجموعة أدوات فكرية عندما تكون قدراتنا الفكرية ضعيفة.

كتب في السطور الافتتاحية لمجلة نوفوم أورغنوم “نيو أورغانون” إشارة إلى أطروحة أرسطو المنطقية الأورغانون، والتي ربما قدم فيها المبادئ التوجيهية الأولى للعلم سؤال.

يتابع بيكون: “تَنتج التأثيرات بواسطة الأدوات والمساعدات، التي لا يتطلبها الفهم أقل من اليد”.

بينما يكشف المجهر والتلسكوب عن مجالات الواقع المخفية للعين المجردة، فإن المنهج العلمي يمنحنا نحن البَشّر قصيري النظر رؤية للبُنية الأعمق للعالم الطبيعي. هذا أمر بالغ الأهمية; لأَنَ العلم غالبًا ما يتعامل مع الأشياء والعمليات التي يتعذر الوصول إليها، سواء فيزيائيًا (مركز الأرض) أو مؤقتًا (تطور الحياة) أو فكريًا (ميكانيكا الكم).

بصرف النظر عن طريقته، لَمّ يَقم بيكون بأي اكتشافات كبيرة بنفسه. لكن أحد معاصريه (جاليليو جاليلي) -يُطلق عليه أحيانًا أبو العلم- نَجحَ في استخدام الأسلوب الجديد بشكلٍ جيد في تجاربه الشهيرة في الحركة والملاحظات الفلكية. ثم جاء نجم العلم التالي (إسحق نيوتن) بقوانينه الضخمة للحركة والجاذبية. وفي كتابه مبادئ الرياضيات، صاغ نيوتن قواعد المنهجية الخاصة به للتفكير العلمي.

الاستقراء مقابل الاستدلال:

يستخدم العلماء والبَشّر بشكلٍ عام طريقتين من التفكير: استقرائي واستدلالي.

ينتقل التفكير الاستقرائي من ملاحظات مُعينة (كل الطيور التي رأيتها لها أجنحة) إلى ادعاءات عامة (كل الطيور لها أجنحة). يعمل الاستدلال الاستنتاجي في الاتجاه الآخر من المعلومات التي تعرفها بالفعل (كل الرجال بشر) إلى استنتاجات محددة (ستيف رجل، لذا ستيف فاني).

اعتبر كل من بيكون ونيوتن نفسيهما استقرائيين. أشار نيوتن إلى أنه “لم يتظاهر بأي فرضية” مستخدمًا بسخرية ما أصبح الآن مصطلحًا علميًا تقليديًا تمامًا. ادّعى تشارلز داروين أَيضًا أنهُ يعمل بشكلٍ استقرائي عندما بنى نظرية التطور. والبناء من الألف إلى الياء بدراساته عن عصافير غالاباغوس والحيوانات الأخرى.

لكن القرن الذي أعقب نيوتن جلب ديفيد هيوم، فيلسوف التنوير الذي وضع إطارًا لإحدى المعضلات المعرفية الكبرى: مشكلة الاستقراء.

فقد زعم في الأساس أَنهُ لا يوجد أَي مُبرر لافتراض أَنَ ما تعرفه له أَي تأثير على ما لا تعرفه، أو أَنَ المستقبل سوف يشبه الماضي.

لا فرق في عدد المرات التي تسقط فيها صخرة على الأرض بعد أن ترميها -لا توجد ضرورة منطقية تتطلب منها القيام بذلك في المرة القادمة. في العلم، نظير الاستقرائي هو الفرضية-.

الاستنتاجية، حيث تبدأ بفرضية وتستنتج آثارها وتختبرها.

يمكن أَن تكون الفرضية مُعقدة مثل فكرة نيوتن القائلة بأَن “كل المادة تمارس القوة على كل المواد الأخرى” أو بسيطة مثل “كل السكاكين حادة”.

ومن هناك تتوقع أن X سيحدث إذا كانت فرضيتك صحيحة، وانظر إذا X يحدث. في هذه الحالة X هو أنك ستجد سكاكين حادة فقط، لذلك إذا وجدت واحدة غير حادّة فيجب عليك رفض الفرضية.

من ناحية أخرى، إذا وجدت 100 سكّين وكل واحدة حادة، يمكنك تحريك الفرضية إلى أعلى درجة على سلم التأكيد.

الطريق الصارم إلى النظرية:

يجب أن يكون واضحًا من هذا المثال أنه لا يمكن تأكيد أي فرضية بشكلٍ قاطع (لم يصادف المحقق سكين زبدة بعد).

في الواقع، يجب أَن يكون هدف العالم دحض الفرضية، كما أكّد الفيلسوف المؤثر في القرن العشرين كارل بوبر. إذا كان لا يمكن دحض المطالبة فلا يمكن تزويرها. وكما كتب في The Logic of Scientific Discovery “بقدر ما لا يمكن تزويره، فإنه لا يتحدث عن الواقع”.

(يقع وجود الأشباح والإله، على سبيل المثال ضمن هذه الفئة).

لكن من المهم بنفس القدر فهم أَنَ عدم اليقين الحتمي هذا، لا يُقلل من هدف العلم.

في نظام “التزييف” الذي وضعه بوبر، كلما زاد عدد العلماء الذين يختبرون نظرية ما دون دحضها، كلما زادت احتمالية أن تكون دقيقة، كلما كانت “مؤيدة” بشكلٍ أفضل في لغة المختبر.

وإذا نجت من التدقيق الكافّي، فإنها تكتسب لقب “نظرية” مثل النسبية العامة لألبرت أينشتاين أو مركزية الشمس لنيكولاس كوبرنيكوس.

عندما يستخدم العلماء كلمة “نظرية” فإنهم لا يقصدونها بالمعنى العامي ل “مجرد نظرية” بل على العكس تمامًا: إنه أعلى تكريم يمكن أَن يحصل عليه تفسير تجريبي. قد تكون النظرية خاطئة بالطبع; لأن مشكلة الاستقراء تمنع اليقين المطلق. لكن صرامة المنهج العلمي تجعل من غير المحتمل أن يحصل أي شخص على إجماع دون أدلة قوية.

العلماء يقظون بشكلٍ خاص في تقييم الأدلة التي تتعارض مع نظرية راسخة. عندما زعم فريق من الباحثين في عام 2011 أنهم اكتشفوا نيوترينوات تتحرك أسرع من الضوء تفعل المستحيل، أي، كان الفيزيائي البريطاني (جيم الخليلي) مستعدًا جدًا للدفاع عن الحد الأقصى للسرعة الكونية لدرجة أَنهُ تعهد “بتناول شورت الملاكم الخاص بي على الهواء مباشرة TV” إذا اتضح أن هذا صحيح. لحسن الحظ، في غضون عام، أنقذه المزيد من التحليل من الإحراج.

يمكن للعلماء في بعض الأحيان أن يكونوا عنيدين للغاية في مقاومة النظريات الجديدة. قرب مطلع القرن العشرين، عندما أساءت البيانات الخاصة بمدار عطارد إلى قوانين الجاذبية القديمة لنيوتن، كان العديد من الفيزيائيين حذرين.

حتى بعد عقود من الأدلة التي فضلت النسبية على الفيزياء النيوتونية، يقول بيتر فيكرز -فيلسوف العلوم بجامعة دورهام-: “كان هناك من لم يقبلها أبدًا”. “ذهبوا إلى قبورهم قائلين:” النظرية جيدة”.

(ماكس بلانك) مؤسس نظرية الكم، لاحظ باستخفاف أن الحقيقة العلمية الجديدة لا تنتصر بإقناع الجميع، بل لأن معارضيها يموتون في النهاية.

ومع ذلك، فقد قبلت الأجيال الجديدة دائمًا الحقيقة (أو أفضل نسخة متاحة). هذا كما يقول فيكرز، هو بيت القصيد.

الطريقة العلمية ليست ضمانة ضد الخطأ في الحالات الفردية، إنها تضمن فقط أن العالم العلمي الأوسع سيضع الأمور في نصابها الصحيح.

يقول: “يسير الناس في كل أنواع الاتجاهات المختلفة، والكثير منهم يسلكون أزقة عمياء، لكن الفكرة هي أن المجتمع ككل يتحرك إلى الأمام”.

بالعودة إلى العلماء:

يعتبر فيكرز نفسه من بين فلاسفة العلم “العلم أولًا” وهي حركة حديثة تركز على كيفية ممارسة العلماء لمهنتهم بالفعل. بالنظر إلى “نجاحاتهم الواضحة” إذا ادعت وجهة نظر فلسفية أَنها يجب أَن تعمل بشكلٍ مختلف عما تعمل. فإنه سيقضي عاجلًا على وجهة النظر الفلسفية.

يقول: “هذا يأتي من سجل العلم”.

“في مرحلة ما لا يمكن إنكار أن العلماء قد فهموا شيئًا صحيحًا.”.

خذ علم الفيروسات، جسيمات الفيروس صغيرة جدًا بحيث لا يمكن ملاحظتها فعليًا أثناء قيامها بإصابة المضيفين وتدمير أجسامهم. قد يقول أحد المتشككين المتطرفين أن العلماء لا يفهمون حقًا هذه العمليات، لكن هذا لم يمنع القضاء على شلل الأطفال (أو التطور السريع للقاح COVID – 19). في النهاية الفلكية للطيف، لم ينظر أحد إلى الشمس من مسافة قريبة بما يكفي للتأكد من أنها نجم، ومع ذلك “لا يشك أي عالم في العالم في ذلك” كما يقول فيكرز.

“لقد أنشأنا بعض الأشياء بما لا يدع مجالًا للشك”.

كل ما يقال: العلم بخير. في الواقع من غير الواضح إلى أي مدى ساهمت الاتجاهات الفلسفية المُتغيرة في تشكيل مسار العلم.

ربما ليس كثيرًا، كما يقول فيكرز، على الرغم من أن بعض العلماء البارزين قد استشهدوا ب (بوبر) باعتباره تأثيرًا رئيسيًا.

ويستمر اقتباس بوندي أعلاه: “لا يوجد للعلم أكثر من طريقته، ولا يوجد لطريقته أكثر مما قال بوبر”.

لقبول العلم، الفلسفة الأولى هي أيضًا التخلي عن فكرة المنهج العلمي الصحيح، كما فعل العديد من الفلاسفة في العقود الأخيرة.

شبّه نيكولاس راسموسن -مؤرخ العلوم بجامعة نيو ساوث ويلز- البحث المستمر عن طريقة واحدة (أو حتى القليل منها) ب “القفز البائس لسمك السلمون ضد سَد لا يمكن التغلب عليه”.

على المستوى الأوسع، ينشر العلم جميع العناصر المنهجية. لكن بالتكبير في المجالات المتخصصة والعلماء الفرديين، من الواضح أنهم يختلفون.

-بصفته فيزيائيًا نظريًا- استخدم أينشتاين التفكير الاستنتاجي للوصول إلى نظرياته، وقام بالتجربة فقط في عقله.

ثم هناك ألكسندر فليمنج، الذي اكتشف البنسلين بشكل استقرائي من خلال ملاحظة العفن الغريب في طبق بتري وفحص خصائصه.

يقول فيكرز عالمان مشهوران: “إن أنواع الممارسات التي يمارسانها من يوم لآخر مختلفة تمامًا”.

“أعتقد أن الكثير من الفلاسفة الآن سوف ينظرون إلى كل تلك النظريات الخاصة بالمنهج العلمي ويقولون إن كل هذه النظريات يتم استخدامها أحيانًا من قِبَل شخص ما في سياق ما، وهذا ما تريدونه”.