پلیمرها و فلسفه علم/ رابطه علم و فلسفه چیست؟ فلسفه علم کدام است؟

بسپار/ ایران پلیمر ستون “فلسفه علم و پلیمرها” برای من فرصتی برای اکتشاف است و مایلم که خواننده نیز این دعوت به نواندیشی و از چارچوب بیرون زدن را بپذیرد و همراه من و ما باشد. از این رو تاکید دارم که این سطور از جایگاه دانای کل خواستار نطق نیست. گویی سوالات ذهنی و چالش های یک دانش آموخته، یک مهندس یا یک کاربر تکنولوژی در جهان مدرن به صدای بلند در جمعی بازتاب می یابد تا بهتر درک شود، صیقل یابد و فهمی نو پدید آید.

در اولین گام بهتر است به کنکاش معنای مفاهیم پایه ای بپردازیم. تعریفی از”فلسفه ی علم” داشته باشیم و رابطه بین علم و فلسفه را بررسی کنیم. سپس تاریخچه ای از تحولات علم و اندیشه ی بشری را مرور کنیم.

تعریف مختصر فلسفه ی علم

در جهانی که مملو از تکنولوژی و پیشرفت‌های علمی است، علم نقشی اساسی در هموارتر کردن زندگی ما ایفا کرده و اعتبار نهادهای علمی نیز رو به افزایش است. این وابستگی به علم مدرن، نیاز به فهم و تأمل در مورد علم را ضروری می‌کند.

فلسفه ی علم شاخه‌ای از فلسفه است که به بررسی ماهیت، روش‌ها و نتایج علم می‌پردازد. این رشته سوالاتی مانند چیستی علم، چگونگی پیشرفت علم و معیارهای تمایز علم واقعی از شبه‌علم را مورد بررسی قرار می‌دهد. به طور کلی، فلسفه علم سعی دارد تا بفهمد علم چگونه کار می‌کند و چه جایگاهی در جهان دارد. این بررسی‌ها به ما کمک می‌کند تا دیدگاه‌های عمیق‌تری نسبت به دانش علمی و روش‌های پژوهش به دست آوریم.

فلسفه علم به دو بخش اصلی تقسیم می‌شود: یکی بررسی اصول کلی و مفاهیم بنیادی علم، مانند نظریه، مشاهده و آزمایش، و دیگری بررسی مسائل خاص در رشته‌های علمی مانند فیزیک، زیست‌شناسی و روانشناسی. فلسفه علم نه تنها به سوالات کلی مانند “آیا علم می‌تواند حقیقت اشیای نادیدنی را برملا کند؟” می‌پردازد، بلکه مسائل خاص مربوط به رشته‌های مختلف علمی مانند زیست‌شناسی، ستاره‌شناسی و … را نیز بررسی می‌کند.

رابطه ی علم و فلسفه

هزاران سال پیش فناوری و مهندسی به طور مستقل در نقاط مختلف جهان متولد شد و در برخی مناطق سریع‌تر پیشرفت کرد. برای مثال چین با اختراعاتی مانند کاغذ و باروت، منبع بسیاری از پیشرفت‌های تکنولوژیکی بود. با این حال، دیدگاه کلاسیک یونانیان را آغازگر علم، به معنی آشنا برای ما، معرفی می کند. البته که در سال های اخیر دیگر پژوهشگرانی این روایت غالب را به چالش کشیده و در حال ایجاد ساختاری نو هستند. حتی در حوزه ای به نام “تکنوساینس” امروزه علم و تکنولوژی در کنار هم بررسی می شوند. ما در این بخش در حال حاضر تنها به روایت کلاسیک بسنده می کنیم هرچند شاید در فرصتی دیگر نگاه های جدیدتر را نیز پی بگیریم.

تاریخ علم کلاسیک از فلاسفه یونان باستان تا به امروز، داستانی است از شاخه‌های فلسفه که یکی پس از دیگری پدید آمدند و به رشته‌های علمی جدید تبدیل شدند. این رشته‌ها از فلسفه جدا شدند اما سوالاتی حل نشده را برای فلسفه باقی گذاشتند.

در قرن سوم پیش از میلاد، کار اقلیدس در هندسه، به عنوان علمی جدا از فلسفه ولی همچنان توسط فیلسوفان در آکادمی افلاطون تدریس می شد. سپس ارشمیدس مقدار تقریبی عدد پی را محاسبه کرد و راه‌هایی برای محاسبه جمع سری‌های نامتناهی یافت و این چنین ریاضیات جایگاه یافت. ریاضیات با اعداد سروکار دارد و حتی مقدار عدد پی را محاسبه می‌کند، اما نمی‌تواند به این سوال که “عدد” چیست، پاسخ دهد. فلاسفه نیز از زمان افلاطون پاسخ‌های مختلفی به این سوال داده‌اند، اما هنوز توافق عمومی بر سر معنای عدد وجود ندارد.

علم فیزیک نیز با فعالیت های گالیله و کپلر و همچنین انقلاب نیوتون در قرن هفدهم، به عنوان مبحثی جدا مطرح شد. قانون اول نیوتون می‌گوید نیرو برابر است با حاصل ضرب جرم در شتاب. شتاب نیز به صورت مشتق سرعت نسبت به زمان محاسبه می‌شود. این قانون به بسیاری از پرسش ها پاسخ داده است، اما ماهیت زمان همچنان بی‌پاسخ مانده است. هرچند نظریه ی نسبیت انیشتین گامی برای فهم بهتر زمان بود، اما هنوز تعریف ماهیت زمان فراتر از علم فیزیک است.

در قلمرو علم شیمی در پایان قرن نوزدهم وجود اتم اثبات شده است، اما اکنون ما چه دانش معرفتی ای درباره اتم داریم؟

انشعاب زیست شناسی از فلسفه با انتشار کتاب “نظریه منشا انواع” داروین صورت گرفت و هرچند عده ای بر این باورند این نظریه مهر پایانی بر هدفمندی خلقت و غایت مندی انسان زده، عده ای دیگر هنوز به جستجوی پاسخی برای هدف، معنا، انسان و طبیعت در قلمرو دین و یا فلسفه می گردند.

در قرن اخیر نیز روانشناسی با تمرکز بر روی سوالاتی از قبیل طبیعت ذهن، خواست، خود و هوشیاری هویتی مستقل از فلسفه یافت و همچنین در پنجاه سال اخیر  سر و کله زدن دراز مدت فلسفه با علم منطق موجب تولد علم کامپیوتر شد. الکس رزونبرگ پس از این مقدمه ی تاریخی اذعان دارد:

“هر علمی فرزند فلسفه است، فرزندی که نهایتاً خانه را ترک می‌کند اما کوله‌باری از سوالات فلسفی را در خانه برجای می‌گذارد.”

 تاریخچه مختصر علم

فهم بهتر سیر تغییرات تفکر بشری بدون در نظر داشتن بستر آن میسر نیست. از این رو نگاه به تاریخ ضروری است و به نظر نگارنده تاریخ علمی اهمیتی همپای فلسفه ی علم دارد.

یونان باستان

کلاس اول راهنمایی یا طبق سیستم آموزشی امروز، ششم ابتدایی، درس علوم تجربی برای من یکی از جذاب ترین زمان های مدرسه بود و نظریه اتمی دموکریتیس یکی از بیادماندنی ترین آموخته های من از کلاس که مرا مسحور خویش کرد.

دموکریتیس، فیلسوف پیش سقراطی یونانی، یکی از بانیان نظریه اتمی در فلسفه ی باستان بود. دیدگاه فلسفی او بر این اساس بود که جهان از ذرات کوچک و غیرقابل تقسیم به نام اتم‌ها تشکیل شده است که در فضای خالی حرکت می‌کنند. او معتقد بود که همه چیز در جهان، از جمله روح و ذهن انسان، از اتم‌ها ساخته شده‌اند. وی بر این باور بود که تغییرات و پدیده‌های طبیعی نتیجه تغییرات در آرایش اتم‌ها هستند.

در عین حال برایم این پرسش مطرح بود که چرا یک فیلسوف به ارائه نظریه‌ای علمی پرداخته است. بعدها متوجه شدم این امر به دلیل این بود که در آن زمان، علم طبیعی و فلسفه به شدت در هم آمیخته بودند و فیلسوفان با استفاده از تفکر منطقی و مشاهده مستقیم به تبیین و توضیح جهان می‌پرداختند.

ارسطو

نقش ارسطو (384–322 قبل از میلاد) در علم و فلسفه علم را نمی‌توان نادیده گرفت. او با تأسیس مکتب فلسفی خود، بخش‌های بزرگی از معرفت بشری را سیستماتیک کرد و با تألیف آثار فراوانی در زمینه‌های مختلف علمی و فلسفی، به‌ویژه در حوزه‌های زیست‌شناسی، منطق و متافیزیک، پایه‌های علم مدرن را بنا نهاد.

• منطق و روش‌شناسی

ارسطو اولین کسی بود که منطق را به صورت سیستماتیک تدوین کرد. او قوانین استدلال قیاسی را تعریف کرد که به فیلسوفان و دانشمندان کمک می‌کرد تا از مقدمات به نتایج منطقی برسند.

• علوم طبیعی

ارسطو اولین کسی بود که به طبقه‌بندی موجودات زنده پرداخت و زیست‌شناسی را به عنوان یک علم مستقل بنیان نهاد. آثار او در زیست‌شناسی شامل مطالعات گسترده‌ای در زمینه جانورشناسی و گیاه‌شناسی است.

• متافیزیک

در متافیزیک، ارسطو به بررسی اصول بنیادین وجود و واقعیت پرداخت. او معتقد بود که هر چیزی دارای یک ذات یا جوهر است که ماهیت واقعی آن را تشکیل می‌دهد. این دیدگاه بعدها تأثیر عمیقی بر فلسفه اسلامی و مسیحی داشت.

• فیزیک و شیمی

ارسطو نظریات خود را در مورد فیزیک و شیمی نیز مطرح کرد. او معتقد بود که جهان از چهار عنصر اصلی (خاک، آب، هوا، آتش) تشکیل شده است و همه چیز به سمت جای طبیعی خود حرکت می‌کند. این نظریه‌ها تا قرون وسطی در اروپا به عنوان اصول پایه علوم طبیعی پذیرفته شده بودند.

• اخلاق و سیاست

کتاب “اخلاق نیکوماخوسی” یکی از مهم‌ترین آثار او در زمینه اخلاق است که در آن به بررسی فضیلت‌ها و خوشبختی انسان پرداخته است. در زمینه سیاست، ارسطو با تألیف کتاب “سیاست” به بررسی نظام‌های حکومتی و ایده‌آل‌ترین شکل حکومت پرداخته است.

آثار و نظریات ارسطو قرن‌ها به عنوان مرجع اصلی در علوم مختلف مورد استفاده قرار گرفت. او تا قرون وسطی و حتی رنسانس همچنان تاثیرگذار بود و بسیاری از دانشمندان و فیلسوفان اروپایی بر اساس نظریات او به پژوهش و نظریه‌پردازی پرداختند.

انقلاب علمی/ کوپرنیکی و ترک خوردن فلسفه ی ارسطویی

تحولات مهمی که به ظهور علم مدرن در دنیای غرب انجامید، در اواخر قرن شانزدهم و هفدهم رخ داد. در مدت زمان نسبتاً کوتاهی، بسیاری از باورهای قبلی که به عنوان حقایق قطعی پذیرفته شده بودند، رد و کنار گذاشته شدند. در عوض، تحولات نظری جدیدی در نجوم، فیزیک، فیزیولوژی و دیگر علوم به وقوع پیوست. مطالعه حرکت ماده در برخوردها و تحت تأثیر جاذبه (که به عنوان مکانیک شناخته می‌شود) کاملاً متحول شد و با کارهای گالیله (1564-1642) در اوایل قرن هفدهم آغاز شد و با انتشار فیزیک ریاضی نیوتن (1642-1727) در سال 1687 به اوج خود رسید. این بخش از فیزیک به دلیل موفقیت‌های خیره‌کننده‌اش در پیش‌بینی دقیق رفتار سیستم‌های فیزیکی به یک نمونه درخشان از دستاورد علمی تبدیل شد.

فلسفه ارسطو با اصول مسیحیت ترکیب شده بود تا یک کیهان‌شناسی و فلسفه طبیعی تشکیل دهد که همه چیز را از حرکت سیارات تا رفتار اجسام سقوط‌کننده روی زمین توضیح می‌داد. بیشتر این نظریات توسط اکثر روشنفکران غربی به طور گسترده پذیرفته شده بود. طبق دیدگاه ارسطویی، زمین و آسمان‌ها به طور کامل در طبیعتشان متفاوت بودند. زمین و تمام چیزهایی که روی آن و بالای آن تا ماه بودند، تغییرپذیر و فناپذیر و ناقص تلقی می‌شدند. هر چیزی اینجا از ترکیبی از عناصر خاک، هوا، آتش و آب تشکیل شده بود و تمام حرکت طبیعی روی زمین اساساً در یک خط مستقیم بود؛ یا به سمت بالا برای آتش و هوا، یا به سمت پایین برای آب و خاک. از طرف دیگر، آسمان‌ها کامل و تغییرناپذیر تصور می‌شدند و همه اشیائی که آن‌ها را پر می‌کردند، از یک ماده کاملاً متفاوت، پنجمین عنصر (یا کوینتسنس) ساخته شده بودند و تمام حرکت‌ها دایره‌ای و بی‌پایان بودند.

اگرچه همه در اروپا قبل از انقلاب علمی ارسطویی نبودند، این دیدگاه فلسفی غالب بود، به ویژه به دلیل تلفیق آن با اصول رسمی کاتولیک. گسست با فلسفه ارسطویی به آرامی و با جنجال‌های بزرگ آغاز شد، اما تا پایان قرن هفدهم، نظریات کاملاً غیر ارسطویی گالیله، نیوتن و دیگران به طور گسترده پذیرفته شده بودند. شاید مهمترین رویداد در این فرآیند، انتشار نظریه‌ای درباره حرکت سیارات توسط ستاره‌شناس نیکلاس کوپرنیک (1473–1543) در سال 1543 بود. در تصویر ارسطویی، زمین در مرکز جهان بود و تمام اجسام آسمانی، ماه، سیارات، خورشید و ستارگان در حرکت دایره‌ای به دور زمین بودند. ستاره‌شناس و ریاضیدانی به نام بطلمیوس اهل اسکندریه (حدود 150 بعد از میلاد) این مدارها را به طور سیستماتیک توصیف کرد. با این حال، حرکت سیارات در آسمان به این روش دشوار بود زیرا گاهی به نظر می‌رسید که آن‌ها برای مدتی به عقب می‌روند (این حرکت قهقرایی نامیده می‌شود). بطلمیوس دریافت که برای اینکه نظریه با مشاهدات به خوبی تطبیق پیدا کند، حرکت سیارات باید در دایره‌هایی باشد که خود به دور زمین می‌چرخند و این نظریه را بسیار پیچیده و دشوار می‌کرد.

کوپرنیک حرکت دایره‌ای را حفظ کرد اما خورشید را به جای زمین در مرکز سیستم قرار داد و سپس زمین را به طور همزمان هم به دور محور خود و هم به دور خورشید چرخاند و این مسائل ریاضی را به طور قابل توجهی ساده‌تر کرد. نظریه کوپرنیک توسط کارهای یوهانس کپلر (1571–1630) بهبود یافت. او سیارات را به عنوان دارنده مدارهای بیضی‌شکل در نظر گرفت و این نظریه کپلر از حرکت سیارات بود که نیوتن با نیروی جاذبه‌اش گسترش داد و هنوز هم برای بیشتر اهداف عملی استفاده می‌شود.

این دوره در تاریخ فکری اغلب به عنوان انقلاب علمی شناخته می‌شود و شامل انقلاب کوپرنیکی نیز می‌باشد. از دیدگاه فلسفی، مهمترین تحول در طول انقلاب علمی، گسست گسترده‌ای بود که با نظریات ارسطو رخ داد. با ظهور ایده‌های جدید، برخی متفکران به دنبال روش‌های جدیدی بودند که بتوانند تضمین کنند دانش را به ارمغان بیاورند. برای اینکه یک باور به عنوان دانش شمرده شود، باید موجه باشد. به همین دلیل، متفکران هدف داشتند روشی را هنگام شکل‌گیری باورهایشان دنبال کنند که به طور همزمان توجیهی برای آن‌ها فراهم کند. مباحثه در مورد چنین روش‌هایی که در طول انقلاب علمی رخ داد، آغازگر مباحثات مدرن در مورد روش علمی بود.

فرانسیس بیکن و شوریدن بر منطق ارسطویی

ظهور علم مدرن به مشارکت افرادی نیاز داشت که روش‌های جدید تفکر را توصیف و تبلیغ کنند. فرانسیس بیکن (1561-1626)، با ارائه روش جدیدی برای علوم در کتاب “Novum Organum” (1620)، این نقش را ایفا کرد.

بیکن نقدهای مهمی بر منطق ارسطویی داشت. او اعتقاد داشت که این نوع منطق برای کشف دانش جدید ناکافی است و تنها توانایی آشکار کردن آنچه را که در مقدمات موجود است دارد. به عبارت دیگر، بیکن معتقد بود که منطق ارسطویی نمی‌تواند دانش جدیدی ایجاد کند، بلکه فقط آنچه را که از قبل می‌دانیم تأیید می‌کند.

منطق ارسطویی چه بود؟

منطق ارسطویی یک روش استدلالی بود. این منطق بر پایه استنتاج قیاسی است، که در آن از مقدماتی که قبلاً درست فرض شده‌اند، نتایجی به‌دست می‌آید. مثالی که از این نوع استدلال می‌توان آورد به این صورت است:

همه انسان‌ها فانی هستند.

سقراط انسان است.

بنابراین، سقراط فانی است.

در این مثال، مقدمات به نتیجه‌ای منتهی می‌شوند که منطقی و معتبر است. ارسطو این نوع منطق را برای استدلال‌های فلسفی و علمی به کار می‌برد تا به نتایجی برسد که از دیدگاه او حقیقت داشته باشند.

منطق استقرایی بیکن

منطق ارسطو قیاسی بود و اگرچه او به داده‌های تجربی علاقه زیادی داشت و دانش او از پدیده‌های طبیعی، به ویژه جانورشناسی و گیاه‌شناسی، وسیع بود، ظاهراً هیچ آزمایشی انجام نداد. بیکن منطق استقرایی خود را به جای روش‌ ارسطویی پیشنهاد کرد و نقش تجربه و آزمایش‌ها را بسیار مرکزی‌تر کرد. او اعتقاد داشت که منطق استقرایی، که شامل جمع‌آوری داده‌ها و تجربیات است، می‌تواند به دانش جدیدی منجر شود. برخلاف منطق استقرایی، منطق ارسطویی دامنه آنچه قابل شناخت است را محدود می‌کرد و نتایج جدیدی ارائه نمی‌داد.

ایده این است که با جمع‌آوری حجم زیادی از اطلاعات درباره حالات خاص و ساختن از آن‌ها قدم به قدم به یک نتیجه کلی برسیم. این فرآیند همان چیزی است که بیکن “ترکیب یک تاریخ طبیعی و تجربی” نامید. آزمایش‌ها اهمیت دارند زیرا اگر به سادگی آنچه را که در اطراف ما اتفاق می‌افتد مشاهده کنیم، محدود به داده‌هایی می‌شویم که می‌توانیم جمع‌آوری کنیم. آزمایش‌ها به ما امکان می‌دهند که شرایط مشاهده را کنترل کنیم و شرایط آزمایش را دست‌کاری کنیم تا ببینیم چه اتفاقی می‌افتد.

به طور خلاصه، استقراگرایی خام، روش بیکن برای رسیدن به دانش علمی است. در این روش، ابتدا از مشاهده‌های دقیق و بدون پیش‌داوری شروع می‌کنیم. این مشاهدات را ثبت می‌کنیم و سپس از تعداد زیادی از این مشاهدات به تعمیم‌های کلی و قوانین علمی می‌رسیم. برای مثال، اگر مشاهده کنیم که تمامی فلزات در دماهای مختلف برق را هدایت می‌کنند، به این نتیجه می‌رسیم که “همه فلزات برق را هدایت می‌کنند”.

این روش بر دو اصل اصلی استوار است: مشاهده و استقرا. مشاهده باید بدون پیش‌فرض‌ها باشد و نتایج آن به شکل اظهارات مشاهده‌ای ثبت شود. سپس از این داده‌ها برای ایجاد تعمیم‌ها و قوانین علمی استفاده می‌کنیم. بیکن معتقد بود که این روش به ما اجازه می‌دهد تا قوانین و نظریه‌های علمی معتبر و موجهی داشته باشیم.

از نظر بیکن، روش جدید علمی باید شامل همکاری گسترده و سیستماتیک باشد. این دیدگاه او برای علم به عنوان یک تلاش گروهی و هماهنگ برای تولید دانش، پایه‌گذار روش علمی مدرن شد. او اعتقاد داشت که اگر مردم عادی با هم همکاری کنند و داده‌ها را جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل کنند، می‌توانند به حقایق علمی دست پیدا کنند. به این روش، بیکن علم را به یک تلاش جمعی تبدیل کرد که همه می‌توانند در آن شرکت کنند، نه فقط متفکران بزرگ. این دانش به مردم امکان می‌دهد که طبیعت را به نفع خود دست‌کاری و کنترل کنند.

هدفِ علم از نظرِ بیکن دو چیز بود: علمِ مطلق و قدرتِ مطلق. دو آرزویِ بزرگی که علم برایِ بشر برآورده خواهد نمود.

و در ادامه…

در شماره های بعدی سیر تاریخی پیشرفت علم و اندیشه را ادامه می دهیم، نقدها به بیکن رو پی می گیریم و به بررسی اندیشه های دکارت، هیوم، کارل پوپر و توماس کون خواهیم پرداخت.

 

مهندس سعیده خلجی/ کارشناسی ارشد مهندسی پلیمر 

 

منابع

1. Ladyman, J. (2001). Understanding Philosophy of Science. New York: Routledge.
2. Rosenberg, A., & McIntyre, L. (2019). Philosophy of Science: A Contemporary Introduction (4th ed.). Routledge.
3. Losee, J. (2010). A historical introduction to the philosophy of science(4th ed). Oxford University Press.
4. Capaldi, N. (1996). Philosophy of science; the historical development of scientific concepts and their philosophical implications. Distributed by Monarch Press.