كلمات كليدي : علم، تبيين و پيش بيني علمي، قوانين تجربي، قياس
نویسنده : سيد محمد تقي موحد ابطحي
ارسطو معتقد بود که یک تبیین علمی کامل دارای این شکل قیاسی است: الف) همه Mها P هستند. ب) همه Sها M هستند. ج) در نتیجه همه Sها P هستند و با توجه به اعتبار صورت قیاسی این برهان، چنانچه مقدمات این استدلال صادق باشد، می وان به صدق نتیجه راه برد[1]. امروزه نیز بسیاری از فلاسفه علم ساختار منطقی تبیین علمی را ساختاری قیاسی می‌دانند که در آن با استفاده از یک قانون جهان شمول و یکسری شرایط اولیه، پدیده مشاهده شده تبیین می‌گردد و به تبع آن امکان پیش بینی و کنترل پدیده ها نیز فراهم می آید[2]. بر این اساس قوانین جهان شمول در علم جایگاه بسیار ارزشمندی می‌یابند. حال باید دید چگونه میتوان به این قوانین دست یافت؟ و بر چه پایه ای می توان خود را در اعتقاد به صداقت یک قانون موجه دانست؟[3]
در تلقی رایج از علم این اعتقاد وجود دارد که قوانین جهان شمول با بهره‌گیری از استدلال استقرائی از یافته های تجربی اخذ می‌شوند[4]، صفت بارز علوم تجربی استفاده از روشهای استقرائی در مقام کشف قوانین علمی است و به قول رایشنباخ حذف استقراء از علم به مثابه خلع علوم از مسند قضاوت درباره صدق و کذب قوانین علمی است و بدون استقراء نمی‌توان بین قوانین علمی و تخیلات شاعران فرقی گذاشت[5]. بهره‌گیری از استقراء برای کسب معرفتی جدید ریشه‌ای دیرینه دارد. سقراط و افلاطون از روش استقرایی برای نیل از جزئیات به کلیات استفاده کرده اند[6]، اما ارسطو اولین کسی بود که روش استقرائی را مدون کرد و در توجیه آن کوشید. ارسطو استقراء را به دو نوع تام و ناقص تقسیم کرد[7]. در استقراء تام، تمام افراد یک مجموعه مورد بررسی قرار می گیرند و حکمی که بر تک تک آنها صادق است به مجموعه آنها نسبت داده می شود. هر چند استقراء تام از لحاظ منطقی معتبر است، اما از آنجا که در اکثر پدیده های طبیعی امکان بررسی تمام افراد یک نوع وجود ندارد، این نوع از استقراء کمتر در علوم کاربرد می یابد. اما در استقراء ناقص از این که حکم x درباره افراد یا انواع متعدد صادق است، نتیجه گرفته می شود که: حکم x درباره نوعی که افراد متعلق به آن هستند یا جنسی که انواع متعلق به آن هستند، صادق است و به تعبیر دیگر از این که a1, a2, a3, …. , an دارای خاصه p هستند، می توان نتیجه گرفت که تمام aها، حتی aهایی که تا کنون مورد بررسی قرار نگرفته اند، دارای خاصه p هستند. ارسطو این نوع از استقراء ناقص را استقراء شمارش ساده می نامد و کنار آن از استقراء شهودی یاد می‌کند که همان داشتن شم، بصیرت و بینش(توانایی بر فهم آنچه در داده‌های تجربه حسی ذاتی است) می‌باشد[8].
پس از ترجمه نوشته‌های ارسطو درباره علم و روش علمی، به خصوص آنالوطیقای ثانی، اندیشه‌های وی در این خصوص مورد توجه مدرسیان قرار گرفت و آنها را به شرح و بسط نظرات ارسطو در این زمینه و به کار گیری استقراء در مطالعات علمی واداشت. برای مثال گروستست(1168-1253م) پیشنهاد کرد برای تشخیص این که گیاهی دارویی دارای خاصیت الف هست، باید موارد عدیده ای از این گیاه مورد آزمایش قرار گیرد، بی آن که عامل دیگری که دارای خاصیت الف باشد موجود باشد. وی با استفاده از روش استقرائی قوانینی درباره شکست نور به دست آورد. دونس اسکاتس(1265-1308م) روش توافق را برای یک استقراء موفق پیشنهاد کرد. در این روش تمامی اوضاع و احوالی که به هنگام رخ دادن یک معلول در شرایط مختلف حضور دارند ثبت می‌شود:
|
مورد
|
شرایط(اوضاع و احوال)
|
معلول
|
|
1
|
A,b,c,d
|
e
|
|
2
|
A,c,e,f
|
e
|
|
3
|
A,b,e,g
|
e
|
|
4
|
A,d,f
|
e
|
پس از آن بررسی می‌شود که کدام یک از این اوضاع(در جدول فوق a) همواره به هنگام رخ دادن معلول (e) وجود داشته است. در این صورت می توان حکم کرد که a می تواند علت e باشد یا به عبارت دیگر همواره a و e همراه با هم هستند. البته اسکاتس به دلایل منطقی و کلامی(این باور که خداوند می تواند هر آنچه را که مستلزم تناقض نباشد، انجام دهد و برای مثال یکنواختی های طبیعت می تواند به واسطه مداخله خداوند در جایی از بین برود) معتقد بود که با استفاده از روش توافق تنها می توان به وحدت بالقوه میان معلول و وضع و حال ملازم آن پی برد. ویلیام اکامی(1280-1349م) روش اختلاف را در استقراء بدین شکل پیشنهاد کرد که اگر بتوان نشان داد که در حالات متعدد یک شرط یا حالت با حضور معلول حاضر است و با غیبت آن غایب، می توان گفت که وحدت بالقوه ای بین آن شرط با معلول وجود دارد[9].
فرانسیس بیکن(1561_1616م) که بنیانگذاران انجمن سلطنتی علوم انگلستان وی را پیامبر روش شناسی علمی جدید و اصحاب دایره المعارف(فیلسوفان فرانسوی قرن هیجدهم) وی را قهرمان و نوآور روش استقرائی جدید به حساب می آوردند نیز، دیدگاه کلی ارسطو را درباره استقراء قبول داشت با وجود این معتقد بود باید در استقراء از تجربه منظم و حساب شده استفاده کرد، در تعمیم عجول نبود و نمونه های مخالف را نیز مد نظر قرار داد. استقراء تدریجی و پیش رونده و روش طرد و اخراج ویژگی هایی است که بیکن برای روش پیشنهادی خود برمی شمارد: ابتدا باید واقعیات تجربی در حد نصاب گردآوری شود، سپس روابط میان واقعیتها جستجو گردد تا به تدریج روابطی با درجه کلیت بیشتر به دست آید و در نهایت روابطی که تصادفی هستند با استفاده از جداول حضور و غیاب و درجات، شناسائی و حذف گردند. همچنانکه برخی از فلاسفه و مورخین علم همچون الکساندر کوایره اشاره کرده اند، با دقت در روش استقرائی پیشنهادی بیکن می توان دریافت که وی در قیاس با ارسطو، اسکاتس و اکامی مطلب جدیدی در ارتباط با استقراء بیان نکرده است[10].
تلاشهای فلاسفه علم برای بیان شروط اعتبار استقراء و مراحل انجام استدلال استقرائی ادامه یافت. چالمرز دیدگاه استقراء گرایان سطحی عصر حاضر را درباره شرایط یک استقراء معتبر چنین توضیح می دهد: مشاهده باید با اعضاء حسی سالم و با ذهنی خالی از پیشداوری درباره طبیعت انجام شود و با امانتداری تمام در قالب گزاره های مشاهدتی ثبت گردد. آنگاه تحت شروط زیر می تون از تعداد محدودی گزاره مشاهدتی، قانونی کلی و جهان شمول به دست آورد.
1. تعداد گزاره های مشاهدتی که اساس تعمیم را تشکیل می دهند زیاد باشد.
2. مشاهدات تحت شرایط متنوعی تکرار شود.
3. هیچ یک از گزاره های مشاهدتی با قانون جهان شمول به دست آمده در تعارض نباشد.
برای مثال بر اساس فقط یک مورد مشاهده انبساط میله فلزی پس از حرارت دادن، مجاز نیستیم نتیجه بگیریم که تمام فلزات پس از حرارت منبسط می شوند(شرط اول)، اما تکرار آزمایش تنها بر روی یک میله فلزی خاص هم نمی تواند بنیان قابل اعتمادی برای تعمیم مورد نظر فراهم کند و آزمایش باید در مکانهای مختلف، روی میله های فلزی با جنس و اندازه های مختلف و ... انجام گیرد(شرط دوم). در نهایت اگر حتی در یک مورد مشاهده کردیم که میله ای فلزی در اثر حرارت منبسط نشد، نمی توانیم بپذیریم که تمام فلزات در اثر حرارت منبسط می شوند(شرط سوم)[11].
چالمرز پس از شرح شروط فوق و ارائه مثالهایی چند در این زمینه به ابهامهای این شروط اشاره می کند:
1. برای اعتبار یک استدلال استقرائی چند مشاهده باید انجام گیرد؟ به عنوان نمونه یک میله فلزی چند بار باید حرارت داده شود تا بتوان نتیجه گرفت که میله فلزی همیشه پس از حرارت منبسط می شود؟ آیا برای آگاهی از خطرات زیست محیطی و انسانی بمب اتمی هم باید آزمایشهای متعددی انجام گیرد؟ چرا ما با یک بار سوختن دست به هنگام وارد کردن آن در آتش به این نتیجه می رسیم که آتش دست را می سوزاند؟ در مقابل چرا با یک پیش بینی صحیح فال بین به قدرت فوق طبیعی او پی نمی بریم؟ بدون ایضاح شرط مشاهدات متعدد، این شرط تفسیرهای متعدد برداشته و اهمیت کاربردی خود را از دست می دهد.
2. چه چیز به منزله تنوع مهم شرایط محسوب می شود؟ برای مثال برای پی بردن به نقطه جوش آب چه شرایطی را باید تغییر دهیم؟ فشار محیط؟ محل جغرافیایی، ابعاد و رنگ اتاق آزمایش، سن، جنسیت، ملیت و حالات روحی آزمایش گر، اندازه و رنگ ظروف آزمایشگاه و ...؟ مادامی که نتوانیم چنین تنوعهای زایدی را حذف کنیم، تعداد مشاهدات لازم برای تامین شروط استقراء مجاز بی نهایت خواهند بود. بی شک بسیاری از این شرایط با تکیه بر معرفت پیشین ما زاید به شمار می آیند. اما پذیرش این امر بدین معناست که نظریه و معرفت پیشین ما در مشاهدات ما نقش اساسی ایفا می کند و این با مبنا بودن گزاره های مشاهدتی در استقراء در تعارض است[12].
با وجود تلقی رایج درباره استقراء و جایگاه آن در تحقیق علمی، سوال مهمی که درباره استقراء مطرح شده آن است که آیا اصل استقراء معتبر است؟ این سوال، تحت عنوان مسئله استقراء از دیر باز مورد توجه فلاسفه بوده و هست، با وجود این هنوز پاسخ کاملا قانع کننده ای برای مسئله استقراء ارائه نشده است. پوپر با برشمردن برخی از این پاسخها و نشان دادن مشکلات آن[13] می کوشد به جای حل مسئله استقراء آن را منحل سازد و هیچ جایگاهی برای استقراء در فرایند تحقیق علمی(در مقام کشف و داوری) قائل نشود. اما این دیدگاه با درک عمومی ما درباره اعتبار استقراء در شرایط خاص تعارض دارد و همین امر باعث شده است که توجیه اصل استقرا کماکان توسط فلاسفه علمی همچون بونجور[14] و گودمن[15] دنبال شود.