فلسفه علم

فلسفه علم

فلسفهٔ علم یا فلسفهٔ علوم شاخه ای است از فلسفه که به مطالعهٔ تاریخ، ماهیت، اصول و مبانی، شیوه ها، ابزارها، و طبیعت نتایج به دست آمده در علوم گوناگون همت می گمارد. فلسفهٔ علم، از لحاظ علم مورد بررسی خود به زیرشاخه های متعددی تقسیم می گردد که از جملهٔ آنها می توان فلسفهٔ فیزیک، فلسفهٔ شیمی، فلسفهٔ ریاضیات، فلسفهٔ زیست شناسی، فلسفهٔ علوم اجتماعی، فلسفهٔ مکانیک کوانتومی، و فلسفهٔ نسبیت را ذکر نمود.

ظهور فلسفهٔ علم
فلسفهٔ علم نسبت به بسیاری از شاخه های دیگر فلسفه بسیار تازه و جوان است. اگر برخی از اظهار نظرهای ارسطو، فرانسیس بیکن در قرن شانزدهم، و تعداد اندک شماری از متفکران قرن نوزدهم مانند جان استوارت میل، هیوئل، و هرشل را استثنا کنیم، بحث های جدی، متمرکز و مفصل اولین بار در قرن بیستم و توسط پوزیتیویست های منطقی گسترش داده شد. بعدها بحث ها در موافقت و مخالفت با فرانسیس بیکن و استقرا گرایان، و نیز با پوزیتیویست های حلقهٔ وین منجر به پیدایش مکاتب بسیار مهم دیگری در فلسفهٔ علم گردید. ابطال گرایی، واقع گرایی (رئالیسم علمی)، و نسبی گرایی از آن جمله هستند. فلسفهٔ علم در ارتباط تنگاتنگ با دیگر مباحث فلسفهٔ تحلیلی مانند فلسفهٔ ذهن، فلسفهٔ زبان، و فلسفهٔ منطق قرار دارد.

روش شناسی در فلسفهٔ علم

یکی از بحث های اساسی در تحلیل فلسفی علم این است که علم از چه روشی در شناخت جهان استفاده می کند، این روش چه ارزیابی فلسفی ای دارد، و ما را به چه دانشی از جهان می رساند. به مجموعهٔ این مباحث روش شناسی (methodology) گفته می شود.

1- روش شناسی استقرا گرایانه
معمولا نخستین برداشتی که انسان از روش کسب دانش علمی و ماهیت آن دارد این است که دانشمندان با نگاه دایمی به طبیعت، مشاهدات خویش را بدون دخالت سلیقه و باورهای شخصی و خرافات یادداشت می نمایند. سپس دانشمندان دست به تعمیم هایی در آن گزاره ها زده و گزاره هایی کلی تر به دست می آورند که می توان قانون علمی نامید. این دیدگاه که احتمالا نخستین رویکرد بیشتر انسان هاست، قدیمی ترین دیدگاه فلاسفه دربارهٔ علم نیز بوده است.
ارسطو در ارگانون (ارغنون)، که کتاب بزرگ وی در زمینهٔ منطق و فلسفهٔ منطق است، به بررسی انواع استدلال پرداخته و دو نوع اساسی استدلال را از یکدیگر جدا می کند: اول؛ استنتاج (deduction): استنتاج نوعی از استدلال است که با داشتن مقدمات آن داشتن نتیجه ضروری می گردد. در این نوع استدلال می توان از مقدمات کلی به نتایج جزیی رسید، اما عکس این عمل امکان ناپذیر است. دوم: استقرا (induction): استقرا یعنی رسیدن به نتیجهٔ کلی از طریق مشاهدات جزیی و مکرر. این نوع از استدلال با استنتاج فرق اساسی دارد، زیرا می توان از جزیی به کلی رسید، با داشتن مقدمات نتیجه ضروری نمی گردد، و می توان از مقدمات صادق به نتیجهٔ کاذب رسید. به مثال زیر توجه کنید:
حسن ملی گرا است.
علی ملی گرا است.
رضا ملی گرا است.
نتیجه: همهٔ ایرانی ها ملی گرا هستند.
همان طور که دیده می شود با وجود مقدمات نتیجه ضروری نمی گردد. تنها نوع استقرا که در آن چنین ضرورتی وجود دارد استقرای کامل است: فرض کنید در اتاقی ده نفر حضور دارند و فرض کنید یک نظرسنجی از همهٔ آن ها نشان می دهد که همه ملی گرا هستند. دراین صورت می توان گفت: «همهٔ افراد این اتاق ملی گرا هستند.» این نتیجه گیری با این که از جنس استنتاج نیست اما ضرورتا صحیح است. اما در بیش تر موارد دسترسی به همهٔ موارد وجود ندارد، به ویژه اگر موضوع مورد بررسی بتواند در آینده نیز پیش آید.
فرانسیس بیکن فیلسوف قرن شانزدهم میلادی نخستین کسی بود که استقرا را پیشنهاد داد. او معتقد بود که استقراء باید در علوم طبیعی به کار رود تا قوانین کلی پدید آیند. استقرا یک شیوهٔ استدلال موجه و معقول است.
بیکن به دانشمندان آینده توصیه نمود که هرچه می توانند داده جمع آوری کنند، و جداولی طراحی کنند که این داده ها به طور منظم در آن ها قرار داده شده اند. بدین ترتیب قانون علمی خود به خود از دل داده ها بیرون خواهد آمد. در واقع می توان نظم حاکم بر داده ها را کشف نمود و سپس آن را در یک استدلال استقرایی تعمیم داد. هدف علم از نظر بیکن دو چیز بود: علم مطلق و قدرت مطلق. دو آرزوی بزرگی که علم برای بشر برآورده خواهد نمود.
مثال هایی از اکتشافات علمی در تاریخ وجود دارد که گویا کاملا با روش بیکن انجام شده اند. تیکو براهه منجم هلندی که استاد کپلر فیزیکدان مشهور آلمانی بوده است رصدهای متعددی دربارهٔ مکان سیارات منظومهٔ شمسی انجام داد که داده های فراوان حاصل از آن ها اساس قوانین سه گانهٔ کپلر را فراهم آورد. پوزیتیوست های منطقی به معنای دقیق کلمه «استقراگرا» نبودند، مگر آن که واژه را به معنای متفکری به کار بریم که صرفا استقرا را مجاز می داند، و دربارهٔ مبانی منطقی آن تئوری می پردازد.

مشکلات استقرا گرایی

اشکالات عمدهٔ این روش شناسی به تبع این دو گزاره به دو دسته تقسیم می گردند:
۱- ساده ترین این مشکلات جور در نیامدن این روش شناسی با تاریخ علم است. به راستی مثال هایی از تاریخ که استقراگرایی را تأیید کنند چقدر هستند؟ می دانیم که نیوتن موفق شد نظریه ای بپردازد (نظریهٔ جهانی گرانش) که هر سه قانون کپلر و قوانین گالیله در مورد سقوط آزاد را همزمان به دست دهد. این کشف به علاوه توضیح می داد که چرا معقول است فکر کنیم که زمین دور خورشید می گردد، و ضمنا علت جذب اشیا توسط زمین و علت گردش اجرام به دور یکدیگر را به یک علت واحد کاهش می داد. آیا نیوتن قانون جهانی گرانش را با نگاه به داده های تجربی به دست آورد؟ آیا واقعا خیره شدن به داده های تیکو براهه یا قوانین کپلر ما را به قانون نیوتن می رساند؟ به نظر می رسد که نظریهٔ نیوتن بر داده های تجربی استوار نبود، بلکه او ابتدا نظریه اش را داد و سپس به دنبال داده های تجربی برای تأیید آن رفت.
فرانسیس بیکن ادعا می کرد که روش کشف همهٔ دانشمندان از طریق استقرا است، اما تاریخ این امر را تأیید نمی کند. مثال معروف دیگر در این زمینه ککوله شیمی دان است. این دانشمند که فکرش مدت ها مشغول ساختار ملکولی ماده ای شیمیایی به نام بنزن بود، و از داده های تجربی راه به جایی نمی برد، یک روز در خواب توانست ساختار شیمیایی بنزن را کشف کند! بنابراین به نظر می رسد که باور نخست استقرا گرایی دچار مشکلات تاریخی است.
۲- آیا استقرا روشی موجه و معقول است؟ یکی از بزرگ ترین فلاسفه ای که نادرستی این باور را نشان داد و به گفتهٔ راسل تا مدتی موجب بی اعتبار شدن علم گردید دیوید هیوم انگلیسی بود.
هیوم از فیلسوفان تجربه گرا و شاید مهم ترین ایشان بود. او در کتاب «رساله در باب طبیعت بشری» تجربه های حسی اولیه را نخستین منشأ هرگونه دانشی دربارهٔ جهان می داند و وجود هر دانشی که به طور پیشینی و خارج از تجربه در ذهن باشد را انکار می کند. او با جان لاک هم عقیده است که ذهن در آغاز لوح سفیدی است. هیوم این مسأله را مفصلا تحلیل می کند که تصورات، احساسات و باورهای مختلف انسان چگونه از حسیات اولیه آغاز گشته و طی فرایندهای روانی کلیت یافته و یا تعمیم می یابند. او به ویژه با تحلیل دو مفهوم مهم علیت و استقرا تاریخ فلسفه را تحت تأثیر خویش قرار داد. هیوم بر این باور بود که استقرا یک فرایند صرفا روانی است. نه منطقا و نه به طور تجربی نمی توان استقرا را موجه جلوه داد.
البته واضح است که همواره می توان برای پاسخ به انتقادها تلاش نمود و نمونه های پیشرفته تری برای نظریه یافت که مشکلات سابق را نداشته باشد. پس از هیوم استقرا گرایی نابود نشد، بلکه نمونه های پیشرفته تری از آن (به ویژه در قرن بیستم توسط پوزیتیویست ها) پدید آمدند.

ابطال گرایی

مشکلات استقرا گرایی کارل پوپر فیلسوف اتریشی را به سوی روش شناسی تازه ای هدایت نمود. کشف علمی ممکن است هیچ منطق یا روشی نداشته باشد و کاملا تصادفی باشد. به همین دلیل پوپر مقام کشف را از مقام اثبات نظریات جدا نمود. نکته ای که پوپر مورد توجه قرار داد و پیشرفت بزرگی محسوب می گردد این بود که اگرچه مشاهدات جزیی نمی توانند گزاره های کلی را تأیید کنند، اما می توانند آن ها را ابطال کنند: از نظر پوپر بر خلاف عقیدهٔ استقراگرایان احتمالاتی، دیدن هیچ تعدادی کلاغ سیاه به افزایش احتمال گزارهٔ «همهٔ کلاغ ها سیاهند» نمی انجامد، اما دیدن یک کلاغ سفید بلافاصله این گزاره را ابطال می کند. این واقعیت اساسی می تواند ما را به این سمت هدایت کند که ابطال را اساس تجربی علم قرار دهیم، و نه تأیید را.
پس فرایند علم از منظر ابطال گرایی به این ترتیب است: دانشمند آزاد است که حدس بزند. این حدس لازم نیست که هیچ اساس یا توجیهی داشته باشد، می تواند در خواب یا زیر درخت سیب به ذهن دانشمند برسد. این حدس در قالب یک گزارهٔ کلی مطرح می گردد. هیچ تجربه ای نمی تواند درستی این گزاره را اثبات کند، بنابراین اصلا نباید به دنبال تأیید آن برویم. دانشمند وظیفه دارد با تمام وجود تلاش کند که حدس خویش را ابطال کند. مادامی که این حدس تأیید می گردد علم پیشرفت بیشتری از خود این حدس نمی کند، بلکه لحظات سرنوشت ساز تاریخ علم لحظاتی است که این حدس ابطال می گردد.
در هنگام ابطال یک حدس، ابطال گرایی اجازه می دهد که حدس ها «تصحیح» شوند. معیار این کار چیزی است که پوپر «درجهٔ ابطال پذیری» می نامد. درجهٔ ابطال پذیری هر گزاره باید پس از تصحیح بیشتر از قبل شود. به بیان ساده گزارهٔ تصحیح شده باید به جز موردی که ما را به تصحیح آن وادار نمود پیش بینی های دیگری نیز بدهد. ابطال گرا ابطال پذیری را معیار معناداری گزاره هایی که انسان ها بر زبان می آورند و معیار تفکیک علم از غیر علم می داند. گزاره هایی مانند «هر اتفاقی که می افتد قسمت است» یا «روح وجود دارد» هرگز در علم وارد نمی شوند زیرا این گزاره ها ابطال ناپذیرند. هر اتفاقی که در جهان بیفتد معتقد به قسمت یا روح باز هم گزاره اش را می گوید و دلیلی نمی بیند تغییری در آن ایجاد کند.

مشکلات ابطال گرایی
۱- تز دوئم- کواین (Duhem–Quine thesis): دوئم و کواین دو فیلسوف علم هستند که مستقل از یکدیگر ملاحظاتی را دربارهٔ ابطال نظریات علمی مطرح کردند. این ملاحظات به تز دوئم- کواین شهرت دارد، اگرچه نگرش این دو متفکر بعضا تفاوت های اساسی دارد.
گزارهٔ زیر را در نظر بگیرید: «زمین همهٔ اجسام را به سوی خود جذب می کند.» این «واقعیتی» است که همهٔ انسان ها از زمان یونان باستان به آن باور داشته اند. این گزاره چگونه می تواند ابطال شود؟ فرض کنید پری را رها می کنیم و به جای آن که به زمین بیفتد به سمت بالا شناور می شود. آیا گزارهٔ ما ابطال شده است؟ اگر گزاره این بود که «هر جسمی را رها کنیم سقوط می کند» قطعا با این مشاهده ابطال می گردید، اما گزارهٔ فوق به این ترتیب ابطال نمی شود. چرا؟ دلیل اش در این مثال ساده است زیرا جواب مسأله را از قبل می دانیم: هوا پر را به بالا می برد. حال این مشاهده را تعمیم بدهید. آیا هیچ مشاهده ای می تواند مستقیما و بلافاصله گزارهٔ «زمین...» را ابطال کند؟ در واقع از این گزاره به تنهایی هیچ نتیجهٔ مشاهدتی ای استخراج نمی شود که مشاهدهٔ خلاف آن بتواند گزاره را ابطال کند.
مثال دیگری را در نظر می گیریم: «حرکت سیارات به دور خورشید از معادلهٔ گرانش عمومی نیوتن پیروی می کند.» پس از مطرح شدن معادلهٔ گرانش عمومی توسط نیوتن موفقیت شگفت انگیزی در توصیف مسیر حرکت سیارات به دست آمد. با این حال دانشمندان نمی توانستند حرکت آخرین سیاره ای که در آن زمان کشف شده بود، یعنی اورانوس را با این معادلات توضیح دهند. در این وضعیت طبق نظر پوپر معادلهٔ نیوتن ابطال گردیده و باید تصحیح یا به دور انداخته می شد. اما واقعیت این است که دانشمندان این کار را نکردند. آن ها حدس زدند که احتمالا سیارهٔ دیگری نیز وجود دارد که بر حرکت اورانوس اثر می گذارد. این کار یک تصحیح مجاز است زیرا فرض پنهان محاسبات قبلی این بوده است که فقط خورشید بر مسیر اورانوس مؤثر است. بعدها این سیارهٔ جدید واقعا کشف شد و نپتون نام گرفت.

۲- تاریخ علم
در سال ۱۹۶۲ توماس کوهن، فیزیک دان و فیلسوف مشهور علم در کتاب خود به نام ساختار انقلاب های علمی با ارایهٔ شواهد دقیق و مفصل از تاریخ علم نشان داد که دانشمندان نه می توانند از پوزیتیویسم پیروی کنند و نه از ابطال گرایی. استدلال کوهن از این ادعا آغاز می شود که دانشمندان در طول تاریخ هرگز پوزیتیویست و یا ابطال گرا نبوده اند، و سپس به اوج خود یعنی این ادعا می رسد که این کار اساسا غیر ممکن است. در تمام طول کتاب، شواهد موشکافانهٔ تاریخ علمی نقش اساسی بازی می کنند. به همین دلیل کوهن را پایه گذار چرخشی در فلسفهٔ علم می دانند که بر اساس آن توجه از مبانی صرف منطقی و فلسفی علم به واقعیت تاریخی علم کشیده شد. بعدها برخی فیلسوفان کارهای پوزیتیویست ها و ابطال گرایان را «فلسفه در مبل راحتی» (armchair philosophy) نامیدند.