نظریۀ علمی چیست؟

دانشمندانی مانند مکسول، اینشتین و شرودینگر و …ده ها سال طول کشید تا بتوانند نظریه خود را تدوین کنند. البته ده ها سال پژوهش دیگر هم مورد نیاز بود تا نتایج نظریه ها از کار درآیند و آزمایش ها و اندازه گیری هائی به اجرا گذاشته شود تا شواهدی برای اثبات درست بودن این نظریه ها را فراهم آورند. دانشجویی باید سال ها به تحصیل در دانشگاه بپردازد تا بتواند از عهده فهم این نظریه ها بر آید، اما خود نظریه ها را می توان به نحوی کوتاه و منسجم بیان کرد.

به گزارش بیگ بنگ، علم کارش را به شیوه ی کاملا خوش ساختاری که از مراحلی متوالی و متمایز تشکیل شده، آغاز می کند. نخست، دانشمند جهان هستی را مشاهده می کند و مشاهداتش را به عنوان حقایق جزئی (facts) به ثبت می رساند. سپس به اجرای فرایندی می پردازند که استقرا نامیده می شود: او، با بررسی کردن حقایق جزئی، تعمیمی پدید می آورد موسوم به نظریه که می تواند این حقایق جزئی را تبین کند. سپس در مرحله بعد، یعنی مرحله قیاسی، دانشمند برای پیش بینی پیامدهای نظریه از منطق استفاده می کند و سپس به اجرای آزمایش هائی می پردازد تا دریابد که آیا این پیش بینی ها واقعا روی می دهند. اگر آزمایش ها با توفیق قرین باشند، نظریه تایید شده است؛ اگر نباشد، معلوم می شود که نظریه نادرست بوده است، در زیر می توانید تعاریف نظریه علمی و فرضیه را بخوانید.

نظریه علمی (Scientific theory): عبارت است از مجموعه ای کوتاه و منسجمی از مفاهیم، دعوی ها، و قوانینی که غالبا به صورت فرمول های ریاضی بیان می شوند و می توان از آنها برای توضیح و پیش بینی دقیق و صحیح پدیده های طبیعی استفاده کرد. نظریه باید شامل ساز و کاری باشد که توضیح دهد که مفاهیم، دعوی ها و قوانین چگونه از نظریه های سطح پایین تر پدید می آیند.

فرضیه (Hypothesis): توضیحی پیشنهادی برای پدیده ای قابل مشاهده است. فرضیه، به فرضی گفته می شود که به عنوان یک توضیح و تفسیر آزمایشی بکار می رود و پایه ی تحقیقات بعدی را تشکیل می دهد. در روش پژوهشی، فرضیه عبارت است از راه حل پیشنهادی پژوهشگر برای پاسخ به مسئله. به عبارت دیگر، ریشه یک فرضیه مناسب با انتخاب و بیان مسئله در هم آمیخته است. فرضیه ابزار نیرومندی است که پژوهشگر را قادر می سازد تا نظریه را به مشاهده و مشاهده را به نظریه ربط دهد. فرضیه یک قضیه شرطی یا فرضی است که تایید یا رد آن باید براساس سازگاری مفاهیم آن و به استناد مدارک تجربی و دانش گذشته، آزمایش شود.

آیا گرانش و فرگشت نظریه هستند؟

به عنوان مثال نظریه گرانش بر این دعوی مبتنی است که میان هر دو شی موجود در جهان هستی نیروی جاذبه ای وجود دارد. در این نظریه مفهوم های نیرو، جرم و فاصله به کار برده شده اند و رابطه میان آنها در قانون ریاضی واحدی بیان شده است که بصورت معادله ارائه گردیده است. این نظریه کوتاه است، یعنی از یک دعوی، سه مفهوم و یک قانون ریاضی تشکیل شده است. حتی اگر سه قانون مکانیک نیوتن را که برای کاربرد نظریه گرانش مورد نیازند بر آن تعداد بیفزاییم، باز هم این نظریه به نحو چشمگیری کوتاه و رسا است. نظریه نیوتن همچنین منسجم است: وجود نیرویی میان اشیا را توصیف می کند که می توان آن را از خواص اولیه خود اجسام- جرم هایشان و فاصله میان آن ها- محاسبه کرد. از این مهمتر، نیروی گرانش کلیت دارد و در مورد همه اشیا موجود در جهان هستی صدق می کند. به کمک نظریه کوتاه و منسجم واحدی می توان هم حرکت یک آونگ زمینی را توضیح داد و هم حرکت سیاره ای آسمانی را، بی آن که قواعد موقتی برای موردهای جزئی خاص در میان باشد.

همچنین نظریه فرگشت نیز در اثر انتخاب طبیعی ، در جوهر خود مجموعه ای از اصول و قوانینی دارد که می توانند سیر تحول صورت های زندگانی در گذر زمان را توضیح دهند و پیش بینی کنند. این نظریه کوتاه و منسجم است و به تبیین ها و پیش بینی هایی پرداخته که در آن زمان هم صحت و هم دقتشان به اثبات رسید. اما تکامل، برخلاف نظریه گرانش نیوتن، در قالب قانون های ریاضی توصیف نمی شد و نیز همانند نظریه گرانش فاقد ساز و کار بود. داروین نشان داد که جهش ها و سازش ها روی می دهند، اما نتوانست قانون هایی ریاضی بدست دهد و نتوانست ساز و کاری برای تغییر و وراثت توصیف کند. خود داروین تقریبا بطور قطع از این سختی های موجود در نظریه اش آگاهی داشت.

هر نظریه علمی آغازی برای پژوهش است: علاقمندیم که پدیده ها را بیش از پیش توضیح دهیم، برای پرداختن به پیش بینی هایی که تایید پذیر یا ابطال پذیر به پژوهش در شاخه های مختلف نظریه بپردازیم، و در زمینه ساز و کارهای بنیادین عمیق کند و کاو کنیم. نظریه علمی ماهیتی پویا دارد و هرگاه شواهدی تجربی بیشتری به دست آیند و نظریه های دیگری بتوانند ساز و کاری برای آن نظریه فراهم آورند، در معرض مباحثه و اصلاح قرار می گیرد.

نویسنده: سام / بیگ بنگ

منابع: Hypothesis , Scientific theory

Just a theory: exploring the nature of scinece, 2005 – Ben  Ari, M

نقل از بیگ بنگ

عطف به عتف - نگاهی به پژوهش و ISI در ایران

امید عمومی - نامه به ریاست جمهوری

مرز بین ایمان و تجربه  

نامه سرگشاده به حضرت آیت الله هاشمی رفسنجانی

آخرین مقالات