تبیین علمی Scientific Explanation

كلمات كليدي : تبيين علمي، فهم، سؤال چرايي، عليت، استدلال بر اساس بهترين تبيين

نویسنده : کيوان الستي

لازم است در آغاز به دو تمایز اشاره کنیم:

1. تمایز تبیین و توصیف: زمانی که از معرفت علمی صحبت می‌شود، دو نوع معرفت متفاوت مورد نظر است. یکی معرفت توصیفی و دیگری معرفت تبیینی. اوّلی معرفت به چه (knowing that) و دومّی معرفت به چرایی (knowing why) است. به عنوان مثال اگر پرسیده شود که "آیا زمین به دور خورشید می‌گردد؟" کسی که پاسخ مثبت می‌دهد برای قانع کردن طرف مقابل، احتیاج به توجیه (justification) دارد. و معرفتی که از این فرایند حاصل می‌شود، از نوع اوّل، یعنی معرفت توصیفی خواهد بود. امّا اگر پرسیده می‌شد که "چرا زمین به دور خورشید می‌گردد؟" پاسخ از نوع متفاوتی است و پاسخ دهنده این بار باید برای طرف مقابل یک تبیین (explanation) ارائه کند. و معرفت حاصل، معرفت تبیینی خواهد بود. به طور خلاصه، نتیجه‌ی توجیه، دانستن(knowing) یک مطلب است و نتیجه تبیین، فهمیدن (Understanding) آن مطلب.

2. تمایز تبیین و تبیین علمی: به جز تمایز مطرح شده، تمایز دیگری نیز در مورد تبیین دارای اهمیت است؛ تمایز میان "تبیین" و "تبیین علمی". توضیح آن که در متون فلسفی انواعی برای تبیین‌ها برشمرده‌اند: تبیین ناقص و کامل، تبیین قوی و ضعیف، تبیین موضعی و جهان‌شمول، تبیین علی و غیر علی، تبیین علمی و تبیین عادی، تبیین مبتنی بر قانون، تبیین روان‌شناختی، تبیین روان‌کاوانه، تبیین داروینی، تبیین کارکردی و ... البته هیچ طبقه‌بندی عام و کاملا پذیرفته شده‌ای از انواع تبیین وجود ندارد و هر کس بسته به مقاصد خود انواعی را برای تبیین ذکر می‌کند[1]. همچنین درباره این که آیا انواع یاد شده یا دیگر انواع ممکن از تبیین، در واقع جنبه‌هایی از یک نوع فراگیر از تبیین به شمار می‌آیند یا خیر؟ از مسائل فلسفی جذاب به شمار می‌آیند و بحثهای مفصلی درباره شباهت‌ها و تفاوت‌های انواع یاد شده تبیین انجام شده است[2]. فرض بسیاری از فلاسفه‌ علم، و البته نه همه‌ آنها، این است که تنها نوع خاصی از تبیین را "تبیین علمی" می‌گویند و به عبارت دیگر هر تبیینی، علمی نیست[3].

مدل‌هایی که در مورد تبیین علمی ارائه شده، تلاش‌هایی بوده‌اند تا تمایز تبیین علمی از تبیین غیر علمی را مشخص سازند. فلاسفه‌ای که تمایز اوّل را جدی گرفته‌اند، یعنی کسانی مثل اسکریون یا ون‌‌فراسن، به این فکر کرده‌اند که چه نوع فعالیتی به فهم منجر می‌شود. برای آنها تببین، فعالیتی است برای پاسخ به سؤال چرایی که حاصل آن فهم است. فلاسفه‌ دیگر، کسانی همانند همپل یا سمن، تمایز دوّم را جدی گرفتند و به این فکر کردند که چه رابطه‌‌ای میان تبیین‌خواه و تبیین‌گر وجود دارد. و این رابطه از چه نوعی باید باشد تا تبیین، تبیینی علمی باشد.

مدل‌هایی که به تمایز تبیین و تبیین علمی توجه دارند

1. بحثهای مربوط به تبیین، پیش از دوران معاصر، به زمان ارسطو باز می‌گردد. ارسطو معتقد بود که پژوهش علمی با آگاهی از این که حوادث معینی رخ می دهند، یا خاصه‌های معینی همراه هم موجودند، آغاز می‌شود، اما تبیین علمی تنها هنگامی حاصل می‌شود که احکام مربوط به این حوادث یا خاصه‌ها، از اصول تبیین کننده استنتاج شده باشند. وی تبیین علمی را انتقال از آگاهی نسبت به یک واقعیت به آگاهی نسبت به دلایل مربوط به آن واقعیت می‌دانست[4]. از نظر ارسطو تبیین علمی، نوعی استدلالی قیاسی است که از طریق شناسایی علت‌های چهارگانه (مادی، صوری، فاعلی و غایی) منجر به فهم پدیده‌ها می‌شود. بر این اساس مفهوم تبیین علمی در نگاه ارسطو با مفهوم علیت پیوند وثیقی خورده است. ارسطو برای آشکار سازی ویژگی‌های بنیادی تبیین علمی تلاش بسیاری کرد، به گونه‌ای که ادعا شده است همه دیدگاه‌های جدید درباره تبیین علمی، که عموما در دو نگرش کلی "قیاسی – قانونی" و "استقرائی – آماری" دسته‌بندی می‌شوند، از آراء ارسطو قابل استنباط است[5].

در ابتدای قرن بیستم، تجربه‌گرایان منطقی که به نفی متافیزیک می‌پرداختند، از آنجا که علیت بحثی مرتبط با متافیزیک دانسته می‌شد، منکر این شدند که هدف علم، تبیین علی رویدادهای عالم است. آنها علم را تنها توصیف کننده‌ رویدادهای واقع شده و پیش‌بینی کننده‌ رویدادهای آینده می‌دانستند. برای آنها هدف علم کنترل عالم بود و نه تبیین آن. از نظر آنها، تجربه تنها می‌توانست نشان دهد که چیزی اتفاق افتاده و نه اینکه چرا اتفاق افتاده.

2. مدل قیاسی-قانونی[6]: آغاز بحث‌های مربوط به تبیین در قرن بیستم، با مدلی بود که توسط کارل همپل و اوپنهایم ارائه شد. در مدل قیاسی-قانونی همپل نیز، تبیین به عنوان یک استدلال شناخته می‌شد. امّا او بر خلاف ارسطو منکر اهمیت علیت در تبیین رخدادها شد. رخدادها در این مدل توسط قوانین علمی تبیین می‌شدند. بر اساس این مدل، اگر رویدادی در آینده بتواند توسط قوانین و شرایط اولیه پیش‌بینی شود، همان رویداد، زمانی که وقوع پیدا کرده است، می‌تواند توسط همان قوانین و همان شرایط اولیه تبیین شود. بنابراین تقارنی میان پیش‌بینی و تبیین وجود دارد.

اعتراضاتی که به مدل همپل وارد شد، مثال‌های نقضی بود که تعدادی از آنها شرط لازم بودن این مدل را زیر سوال می‌برد. به این معنی که مثال‌هایی از تبیین‌هایی ارائه شد که شهوداً تبیین‌هایی خوب محسوب می‌شد، ولی در مدل همپل اوپنهایم قابل صورت‌بندی نبود؛ مثلاً علوم اجتماعی و یا زیست‌شناسی تبیین‌های خوبی را ارائه می‌کنند که تحت هیچ قانونی صورت‌بندی نشده‌اند.

تعداد دیگری از اعتراضات، شرط کافی بودن مدل را هدف قرار می‌داد. یعنی مثال‌هایی که کاملاً شرایط همپل را ارضا می‌کردند، امّا تبیین خوبی محسوب نمی‌شدند. اینکه چوب پرچم یک متر است را نمی‌توان با سایه پرچم و قانونی که بین اشیاء، سایه آنها و زاویه خورشید وجود دارد تبیین کرد. اینکه می‌دانیم که هر کسی قرص ضد بارداری بخورد باردار نمی‌شود و اینکه احمد قرص ضدبارداری می‌خورد، تبیین کننده باردار نشدن احمد نیست. چنین مثال‌هایی در مدل همپل بسیار خوب صورت بندی می‌شوند، ولی ما می‌دانیم که تبیین‌های خوب یا درستی نیستند. تبیین درست این رخداد این است که احمد مرد است و در مورد چوب پرچم شاید واقعه‌ای تاریخی در فرهنگ یک جامعه بتواند بهترین تبیین برای اندازه چوب پرچم در آن فرهنگ باشد[7].

3. مدل علّی: مدل قیاسی قانونی تبیین علمی با دشواری‌های فراوانی مواجه شد و فلاسفه را به جستجوی راه حل جایگزین برای فهم تبیین علمی واداشت. برخی فلاسفه بر این باورند که کلید حل این مشکلات در مفهوم علیت نهفته است، چرا که در بسیاری از موارد، تبیین یک پدیده، در واقع بیانگر سبب و علت آن است[8]. توضیح آن که مثالهای نقضی همانند مثال میله پرچم، بیشتر ناظر به این است که در مدل همپل و اوپنهایم، ترتیب وقوع رخدادها اهمیت ندارد. ترتیب وقوع رخدادها، یادآور جهت علیت است و مثال نقض مورد نظر، لزوم وجود چنین مفهومی(علیت) را در مدل تبیین آشکار می‌کند.

دیوید لوئیس از کسانی بود که ارائه مدلی علی برای تبیین علمی را دنبال کرد. لوئیس علیت را بر اساس شرطی‌های خلاف واقع تعریف می‌کرد و صدق شرطی‌ها را بر اساس دوری و نزدیکی جهان‌های ممکن. هر رخداد دارای تاریخچه‌ای علّی است که وقوع آن رخداد را متعین می‌کند. تبیین برای لوئیس ارائه‌ اطلاعاتی در مورد بخشی از تاریخچه علّی رخداد است[9].

وزلی سمن نیز تلاش کرد راه حلی بیابد که مدلی علّی در عین حال متعهد به تجربه‌گرایی باشد. مدل پیشنهادی او به جای رخدادها، فرایندها را تبیین می‌کند. او فرایندی را علّی می‌داند که بتواند علامتی را که در جایی از آن فرایند حک می‌شود، در طول فرایند انتقال دهد. مثال او از یک فرایند غیرعلّی، نوری بود که از نورافکنی گردان، در وسط یک استادیوم مدور خیلی بزرگ، به روی دیوار استادیوم می‌افتد. اگر نورافکن مثلاً با سرعت یک دور در ثانیه بچرخد، نوری که روی دیوار می‌افتد با سرعتی بیش از سرعت نور گردش خواهد کرد. امّا این فرایند علّی نیست، چرا که قادر نیست علامتی که روی آن حک می‌شود را انتقال دهد[10].

مدلهایی که به فهم توجه دارند

1. اولین منتقدان همپل، طرفداران نظریه‌های زبان رایج (Ordinary Language)، همانند اسکریون و برومبرگر، بودند که مدل همپل را شرط لازم یک تبیین خوب نمی‌دانستند. آنها به تمایز قاطعی میان تبیین عادی و تبیین علمی قائل نبودند. اسکریون معتقد بود که بسیاری از تبیین‌های خوب نه به وسیله‌ی قوانین، بلکه به وسیله‌ی یک تک رخداد، که علّت رخداد تبیین‌خواه است، تبیین می‌شود. اگر کسی بپرسد چرا ظرف مرکب روی زمین افتاد، این پاسخ که "دستم به آن خورد" تبیینی کافی به نظر می‌رسد و لو اینکه هیچ قانونی برای آن ارائه نگردد. برومبرگر نیز معتقد بود که تبیین تنها پاسخی به پرسش چرایی است، دیدگاهی که بعدها با مدل ون فراسن دنبال شد[11].

2. مدل پراگماتیک تبیین: برای ون فراسن نیز تبیین فعالیتی است برای پاسخ به سؤال چرایی. هر سؤال چرایی به جز ساختار و معنا، دارای پیش‌فرض‌های پراگماتیک است. تنها نحو و معناشناسی در تبیین دخیل نیست، بلکه پراگماتیک زبان نیز نقش ایفا می‌کند. پرسیدن چرایی یک رویداد اگر بوسیله یک جمله بیان شود، و اگر معنای جمله واحد باشد، هنوز شامل مجموعه درخواست‌های متفاوتی برای تبیین است. مثلاً اگر کسی بپرسد "چرا زمین به دور خورشید می‌چرخد؟" در واقع ممکن است پرسیده باشد که 1- چرا زمین به دور خورشید می‌چرخد؟ (به جای اینکه مثلاً آندرومدا به دور خورشید بچرخد). 2- چرا زمین به دور خورشید می‌چرخد؟ (جای اینکه به دور مریخ بچرخد). 3- چرا زمین به دور خورشید می‌چرخد؟ (به جای اینکه از وسط آن رد شود). به این مجموعه، "رده‌ی تقابلی"(Contrast Class) گفته می‌شود. به جز جمله و رده تقابلی آن، رابطه‌ای نیز وجود دارد که تعیین می‌کند که پاسخ مناسب، چگونه باید باشد. این رابطه "رابطه مدخلیتی" (Relevance Relation The) است که به وسیله‌ی نظریه، علایق فردی که درخواست تبیین دارد و روش‌هایی که دانشمندان بکار می‌برند مشخص می‌شود[12].

مدلی که به هر دو تمایز توجه دارد

مدل وحدت‌بخشی(Unification): مدلی که در آن تلاش شد به هر دو تمایز مطرح شده توجه شود، ایرادات را مرتفع کند و همینطور به تجربه‌گرایی متعهد باشد، مدل وحدت‌بخشی است؛ علم بوسیله‌ وحدت دادن به پدیده‌های ناهمجنس به فهم کمک می‌کند. ایده‌ی این مدل اوّلین بار توسط فریدمن مطرح شد، امّا دیوید کیچر آن را ارتقا داد. کیچر همانند همپل، تبیین را یک استدلال می‌داند. استدلالی که بیشترین مقدار امور واقع را بتواند از کمترین فرض‌های نظری و مفاهیم بدست دهد. چنین تبیینی، علمی است و منجر به فهم می‌شود.

"الگوی استدلالی" کیچر شامل سه جزء است. 1- مجموعه‌ای از جمله‌ها که بعضی کلمات غیرمنطقی آن، با متغیرهایی جابه‌جا شده باشد. 2- دستورالعملی که مشخص می‌کند در این جملات هر متغیر چگونه پر می‌شوند. 3- طبقه‌بندی که مشخص می‌کند کدام جملات مقدمه‌های اصلی استدلال هستند.

مثلاً برای مثالی ساده‌ای از قانون دوّم نیوتون، می‌توان الگویی استدلالی مطرح کرد:

در درجه اول جمله‌هایی به صورت زیر ساخته شود:

1- نیروی وارد بر الف برابر ب است.

2- شتاب الف برابر ج است.

3- نیرو برابر است حاصل ضرب جرم در شتاب.

4- حاصل ضرب جرم الف در شتاب ج برابر می شود با نیروی ب

در درجه‌ی دوّم دستورالعمل‌هایی داریم که می‌گویند مثلا الف می‌تواند با اجسام جایگزین شود. ج می‌تواند با عبارت جبری که تابعی از مختصات جسم بر معکوس زمان است، جایگزین می‌شود. و همچنین ب با عبارت جبری با ویژگی‌های دیگر.

در درجه سوم یک طبقه‌بندی ارائه می‌شود که می‌گوید جمله 1و 2و 3 مقدمه هستند و 4 نتیجه‌ای است که با جایگزینی بر اساس دستور العملها بدست آمده.

یک "انبار توضیحی[13]" مجموعه‌ای از چنین استدلال‌هایی است، که قادر هستند باورهای زیادی را متحد کنند. مثلاً دستگاه نیوتونی را می‌توان مجموعه‌ای از چنین الگوهایی دانست که از مقدمات کم، نتایج زیادی را استخراج می‌کنند. برای مجموعه واحدی از باورها، می‌توان انبارهای توضیحی متفاوتی ساخت. در این صورت آنکه میزان نتایجش بیشتر، و یا آنکه الگوهای استدلالی کمتری دارد، تبیین علمی بهتری خواهد بود.

به جز اینها معیاری به نام "انعطاف ناپذیری[14]" نیز معرفی شده است. الگوهای استدلالی ای بهتر هستند که انعطاف‌ناپذیر باشند به عبارت دیگر محدودیت‌های بیشتری بر روی استدلال‌هایی که مصداقی از آن هستند، اعمال کنند[15]. اگر انعطاف ناپذیری در نظر گرفته نمی‌شد، شاید منطق می‌توانست بهترین تبیین کننده باشد، چرا که همه استدلالات را می‌توان با عبارات کلی منطقی وحدت داد.