استقراء در علم

عنوان مقاله: استقراء در علم

نویسنده/ مترجم: ا. ف. چالمرز/ عبدالحسین آذرنگ

آدرس­ پست الکترونیکی نویسنده/ مترجم:

تاریخ تهیه:

ارسال کننده:  همفکران جامعه مجازی - تاریخ ارسال: 1388

آدرس­ پست الکترونیکی ارسال کننده:

موضوع اصلی: علم- موضوع فرعی: استقراء علمی

سه کلیدواژه اصلی به ترتیب اهمیت: نظريه عمومی علم، استقراء ساده، مشاهده و آزمايش

سه کلیدواژه فرعی به ترتیب اهمیت: روش علم، گزاره جزئی، گزاره کلی

 

چکیده مقاله

نظریه­هایی علمی به گونه­ای بسیار دقیق از واقعیت­های تجربی ناشی شده و از راه مشاهده و آزمایش به دست می­آيند. علم بر پایه­ای است كه می­توان آن را دید، شنید و لمس كرد. اين نكات مبين همان چیزی است كه به آن شناخت علمی می­گویند. شناخت علمی، شناختی قابل اعتماد است، زیرا شناختی است كه به طور عینی اثبات شده است. این دیدگاه نخست در دوره انقلاب علمی رواج یافت. انقلاب علمی در سده هفدهم روی داد. پیشگامان اين انقلاب بر این نكته تاكید می­ورزیدند كه اگر بخواهیم طبیعت را بشناسیم باید به خود طبیعت رجوع كنیم. آن­ها كه از موفقیت­های علمی آزمایشگران بزرگی چون گالیله به وجد آمده بودند، بیش از پیش تجربه را سر چشمه شناخت می­دانستند. علم بنایی است كه روی پایه واقعیت­ها ساخته شده است.  توضیح استقرایی علم، می­تواند به منزله كوششی برای روشن كردن تصور رایج از علم باشد. این روش را چون بر استقراء یا نتیجه­گیری استقرایی مبتنی است، روش استقرایی می­گوییم.

دریافت فایل PDF مقاله

استقراء در علم

علم به منزله شناختی كه از واقعیت­های تجربه حاصل می­شود.

 

نظر عمومی درباره علم، بر اساس فهم متعارف

شناخت علمی، شناختی اثبات شده است. نظریه­هایی علمی كه به گونه­ای بسیار دقیق از واقعیت­های تجربی ناشی شده­اند، از راه مشاهده و آزمایش به دست آمده­اند. علم بر پایه آن چیزی قرار دارد كه می­توان آن را دید، شنید و لمس كرد. این نكات، ماحصل آن چیزی است كه به آن شناخت علمی می­گویند. عقیده، سلیقه و خیال­پردازی­ شخصی در علم جایی ندارد. علم، عینی است. شناخت علمی، شناختی قابل اعتماد است؛ زیرا شناختی است كه به طور عینی اثبات شده است.

 

این دیدگاه نخست در دوره انقلاب علمی ظهور کرد و سپس به عنوان نتیجه آن انقلاب رایج شد. انقلاب علمی در اصل در سده هفدهم روی داد و ثمره كار پیشگامان بزرگی چون گالیله و نیوتن بود. فرانسیس بیكن فیلسوف و بسیاری از همروزگارانش وقتی بر این نكته تاكید می­ورزیدند كه اگر بخواهیم طبیعت را بشناسیم باید به خود طبیعت رجوع كنیم و نه به آثار ارسطو؛ ماحصل نگرش علمی آن دوره را بیان می­كردند.

 

نیروهای ترقی­خواه سده هفدهم، اشتغال فیلسوفان طبیعی سده­های میانه را به آثار فیلسوفان باستان، به ویژه به آثار ارسطو، تورات و انجیل به عنوان منابع شناخت علمی، كاری خطا می­پنداشتند. آن­ها كه از موفقیت­های علمی آزمایشگران بزرگی چون گالیله به وجد آمده بودند، بیش از پیش تجربه را سر چشمه شناخت می­دانستند. از آن زمان به بعد، رهاوردهای چشمگیر علم تجربی بر درستی این تشخیص افزوده است.

 

دیویز در كتابش با نام «درباره روش علمی» می­گوید: "علم، بنایی است كه بر پایه واقعیت­ها ساخته شده است". این سخن، ارزیابی تازه­ای از دستاورد گالیله است و به قول آنتونی: "نه مشاهده­ها و آزمایش­های گاليله، بلکه اين نگرش گالیله بود که علت گسستن از سنت شد. از نظر گالیله، واقعیت­هایی كه بر مشاهده و آزمایش مبتنی هستند، به عنوان واقعیت بررسی شده­اند و نه به عنوان چیزی كه با تصوری قبلی مربوط بوده­اند. واقعیت­های مشاهده­ای باید یا نباید، در طرح پذیرفته شده­ای از جهان جای بگیرند. اما به عقیده گالیله، نكته مهم، پذیرفتن واقعیت­ها و ساختن نظریه­های متناسب با آن­ها بود."

 

توضیح استقرایی ساده علم، كه به طور خلاصه به آن خواهم پرداخت، می­تواند به منزله كوششی برای صوری كردن این تصور رایج از علم باشد. این روش را از آن رو استقرایی می­نامیم چون همان­طور كه خواهیم ديد، مبتنی بر استقراء یا نتیجه­گیری استقرایی است.

 

استقرای ساده

علم به اعتبار استقرای ساده، از مشاهده آغاز می­شود. مشاهده­گر علمی باید اندام­های حسی طبیعی و بی­عیب داشته باشد و چیزی را كه می­تواند، ببیند، بشنود و غیره. چیزی را كه مربوط به وضعیت مورد مشاهده اوست، باید وفادارانه ثبت و ضبط كند و این كار را ­باید با ذهنی فارغ از پیش­داوری و تعصب انجام دهد. مشاهده­گر بدون تعصب با استفاده از حواس خود می­تواند گزاره­های مربوط به عالم یا بخشی از عالم را به گونه­ای مستقیم و به عنوان گزاره­هایی راست تایید یا ثابت كند. گزاره­هایی كه به این ترتیب به دست می­آیند (و آن­ها را گزاره­های مشاهده­ای می­نامیم) اساسی را بنا می­گذارند كه قانون­ها و نظریه­هایی كه شناخت علمی را به وجود می­آورند، از آن گرفته می­شوند.

 

چند مثال ساده از گزاره­های مشاهده­ای را در زير از نظر می­گذرانيم:

• ساعت 12 نیمه شب یكم ژانویه 1975 مریخ در فلان نقطه از آسمان رویت شد.
• قسمتی از چوب فرو رفته در آب كج به نظر می­رسد.
• آقای فلان همسرش را كتك زد.
• كاغذ تورنسل كه در مایع فرو بردیم سرخ شد.

راست بودن این گونه گزاره­ها را با مشاهده دقیق می­توان اثبات كرد. هر مشاهده­گری با استفاده مستقیم از حواس خود می­تواند راست بودن این گزاره­ها را اثبات یا بررسی كند. مشاهده­گران خودشان می­توانند ببینند.

 

این گونه گزاره­ها در رده­ای قرار می­گیرند كه رده گزاره­های جزئی نام دارد. گزاره­های جزئی به وقوع حالتی به خصوص از امور در زمان و مكانی به خصوص مربوط می­شوند. در مثال­های بالا، گزاره اول به ظهور مریخ در محل خاصی از آسمان در زمانی معین مربوط می­شود. گزاره دوم به مشاهده به خصوص فلان چوب خاص و نظایر آن. پیداست كه همه گزاره­های مشاهده­ای گزاره­های جزئی خواهند بود. گزاره­های مشاهده­ای حاصل كاربرد حواس مشاهده­گر در زمان و مكانی به خصوص هستند.

 

حال به مثال­های ساده­ای می­پردازیم كه می­توانند بخشی از شناخت علمی را تشكیل دهند:

• مثال از اختر شناسی: سیارگان در مدارهای بیضی شکل به گرد خورشید حركت می­كنند.
• مثالی از فیزیك: هرگاه تابه­ای از نور از یك محیط وارد محیطی دیگر شود، جهت امتدادش به صورتی تغییر می­یابد كه سینوس زاویه شكست بر سینوس زاویه برخورد، از مشخصه­های ثابت هر دو محیط مربوطه است.
• مثالی از روانشناسی: جانوران به طور كلی برای نوعی بروز پرخاشگرانه نیازی غریزی دارند.
• مثالی از شیمی: اسید رنگ تورنسل را سرخ می­كند.

 

این­ها گزاره­های كلی هستند كه درباره خواص یا رفتار جنبه­ای از جهان، به مطلبی حكم می­كنند و بر خلاف گزاره­های جزئی به همه رویدادهای به خصوصی در همه زمان­ها و همه مكان­ها مربوط می­شوند. همه سیارگان، هر جا كه باشند، همواره در مدارهای بیضی شکل به گرد خورشیدهایشان می­چرخند. هر شكست نوری همواره بر اساس قانون شكست، كه در بالا گفتیم، رخ می­دهد. قانون­ها و نظریه­هایی كه شناخت علمی را به وجود می­آورند، همگی حكم به مطالبی كلی از آن نوع می­كنند. به این گونه گزاره­ها، گزاره­های كلی می­گویند.

 

اكنون می­توان این پرسش را مطرح كرد که اگر علم بر تجربه مبتنی است، از گزاره­های جزئی چگونه می­توان این نتیجه را گرفت كه عزيمت از مشاهده و رسيدن به گزاره­های كلی، شناخت علمی را به وجود می­آورد؟ همچنين اين سؤال که بر اساس شواهد محدودی كه از تعداد معینی گزاره مشاهده­ای تشكیل شده، چگونه می­توان ادعاهای بسیار كلی و نامحدودی را كه تشكیل دهنده نظریه­های ما هستند، توجیه كرد؟

 

پاسخ استقراگرایانه این است كه اگر شرایط خاص، متقاعد كننده باشد، تعمیم دادن صورت محدودی از گزاره­های مشاهده­ای جزئی به قانونی كلی مجاز است. برای مثال، این عمل می­تواند مجاز باشد كه بر اساس صورت محدودی از گزاره­های مشاهده­ای دست به تعمیم بزنیم و وقتی كاغذ تورنسل را در اسید فرو می­بریم و می­بینیم که رنگ آن سرخ می­شود، این قانون كلی را نتیجه بگیریم كه "اسیدها رنگ تورنسل را سرخ می­كنند". همچنين بر اساس مشاهده فلزهای حرارت داده شده دست به تعمیم دیگری بزنیم و این قانون را استنتاج كنیم كه "حرارت، فلزها را منبسط می­كند".

 

بر اساس استقراگریی، شرایطی را كه برای این گونه تعمیم­ها مجاز است، می­توان به صورت زیر برشمرد:

1. شمار گزاره­های مشاهده­ای كه مبنای تعمیمی را تشكیل می­هند، باید زیاد باشند.
2. مشاهده­ها باید در تعداد زیادی از شرایط تكرار شود.
3. گزاره پذیرفته شده مشاهده­ای هیچ گاه نباید با قانون كلی در تعارض باشد.

 

شرط (1) به این دلیل ضروری دانسته می­شود كه مجاز نیستیم بر اساس یك مورد مشاهده مثلا انبساط میله فلزی، نتیجه بگیریم كه همه فلزها بر اثر حرارت منبسط می­شوند. به عبارت دیگر، به اعتبار دیدن یك استرالیایی مست، مجاز نیستیم نتیجه بگیریم كه همه استرالیایی­ها می گسارند. پیش از دست زدن به هر تعمیمی، شمار زیادی مشاهده مستقل لازم است. استقراگرا بر این نكته تاكید دارد كه ما مجاز نیستیم به اصطلاح يک دفعه به نتایج بپریم.

 

یك راه افزایش شمار مشاهدات در نمونه­های یاد شده این است كه یك میله فلزی را بارها حرارت بدهیم، یا استرالیایی به خصوصی را كه هر شب و شاید هر صبح مست می­كند، به طور مستمر مورد مشاهده قرار دهیم. پیداست که صورت گزاره­های مشاهده­ای كه به این ترتیب به دست می­آید، مبنای بسیار رضایت بخشی برای تعمیم­های مربوطه ایجاد می­كند. به این دلیل است كه شرط (2) لازم است.

 

گزاره "همه فلزها بر اثر حرارت منبسط می­شوند" فقط آن گاه تعمیمی مجاز است كه مشاهده­های انبساطی كه تعمیم بر اساس آن قرار دارد، انواع وسیعی از شرایط را در بر بگیرد. انواع متفاوتی از فلز را باید حرارت داد؛ میله­های فلزی بلند، میله­های فلزی كوتاه، میله­های فلزی سیمین، میله­های فلزی مسین و غیره. حرارت باید در فشار بالا و در فشار پایین باشد، دما باید زیاد و كم باشد و غیره. اگر در چنین موقعیت­هایی نمونه­های فلزی حرارت داده شده همگی منبسط شوند، سپس و فقط سپس، تعمیم از صورت گزاره­های مشاهده­ای به صورت قانون كلی مجاز است. از این گذشته، پیداست كه اگر نمونه خاص فلزی كه مشاهده شده به هنگام حرارت دادن منبسط نشود، پس تعمیم كلی توجیه نخواهد داشت. شرط (3) اساسی است.

 

این گونه نتیجه­گیری كه در باره­ آن بحث كردیم، یعنی نتیجه­ای كه ما را از صورت محدود گزاره­های جزئی به گزاره­ای كلی می­رساند، یا گزاره­ای كه ما را از یك یا از بعضی به همه می­رساند، نتیجه گیری (استنتاج) استقرایی نام دارد و به آن روش استقرا می­گویند. با این تعبير می­توانیم دیدگاه استقراگرایی ساده را خلاصه كنیم: علم بر اصل استقرا مبتنی است و این عبارت را می­توانیم این طور بنویسیم: اگر شمار زیادی رویداد A در شرایط بسیار متنوعی مشاهده شده باشند و اگر همه رویدادهای A مشاهده شده بدون استثنا خاصیت B را داشته باشند، پس همه رویدادهای A خاصیت B را دارند. بنابراين، بر اساس اسبقراگرایی ساده، مجموع شناخت علمی از مبنای مطمئنی ساخته می­شود كه مشاهده آن را فراهم می­آورد.

 

همان طور كه شمار واقعیت­های اثبات شده با مشاهده و آزمایش افزایش می­یابد و بر اثر پیشرفت­ در مهارت­های مشاهده­ای و آزمایشی ما، واقعیت­ها خالص­تر و دقيق­تر می­شوند، بنابراین از طریق نتیجه­گیری استقرایی جدید، قوانین و نظریه­هایی با كلیت و دامنه بیشتری ساخته می­شوند. همچنين همان­طور كه مقدار داده­های مشاهده­ای افزایش می­یابد، رشد علم رو به جلو و به سمت اعتلا، استمرار می­یابد. تا اینجا، تحلیل فقط بخشی از توضیح علم را تشكیل می­دهد. توانایی علم در تبیین و پیش­بینی، خاصیت عمده و مطمئن آن است. شناخت علمی اخترشناس را توانا می­سازد تا پیش بینی كند که گرفت بعدی خورشید چه وقت اتفاق خواهد افتاد و فیزیكدان را قادر می­سازد توضیح دهد که چرا در ارتفاعات نقطه جوش آب از حالت متعارف كمتر است.

 

منبع: آرشيو دوره­های قديمی مجله دانشمند به مدير مسئولی و سردبيری علی ميرزايی