علم
العِلْـمُ قالب:جمع (باللاتينية: Scientia) أي «المعرفة» هو أسلوب منهجي لبناء وتنظيم المعرفة في صورة تفسيرات وتوقعات قابلة للاختبار.(1)(2) يرتكز مفهوم العلم على مصطلح المنهجية العلمية الذي بدوره يدرس البيانات ويضع فرضيات لتفسيرها ويقوم باختبارها وكل هذه العملية للوصول إلى معرفة قائمة على التجربة والتأكد من صحتها بدل التخمين.
يمكن تتبع جذور العلوم الأولى إلى مصر القديمة وبلاد ما بين النهرين في قرابة 3500 إلى 3000 سنة قبل الميلاد.(3) شكلت مساهماتهم في الرياضيات وعلم الفلك والطب الفلسفة اليونانية الطبيعية للعصور الكلاسيكية القديمة، حيث بُذلت محاولات رسمية لتقديم تفسيرات للأحداث في العالم المادي بناءً على أسباب طبيعية. ولكن جرى الحفاظ عليها وتطويرها في العالم الإسلامي خلال العصر الذهبي الإسلامي. انتعشت وتُرجمت الأعمال اليونانية وأضيفت إليها الملاحظات الإسلامية لما أصبح اسمها الفلسفة الإسلامية وانتقلت إلى أوروبا من القرن العاشر إلى الثالث عشر مما أحيا «الفلسفة الطبيعية»، والتي تحولت لاحقًا بواسطة الثورة العلمية التي بدأت في القرن السادس عشر لتجديد الأفكار والاكتشافات التي بدورها أزاحت المفاهيم والتقاليد اليونانية السابقة، واستبدلتها بالمنهجية العلمية. سرعان ما لعبت الطريقة العلمية دورًا أكبر في تكوين المعرفة، ولم يبدأ ظهور العديد من السمات المؤسسية والمهنية للعلوم حتى القرن التاسع عشر؛ إلى جانب تغيير «الفلسفة الطبيعية» إلى مفهوم «العلوم الطبيعية».(4)
ينقسم العلم الحديث عادة إلى ثلاثة فروع رئيسية تتكون من العلوم الطبيعية (مثل الأحياء والكيمياء والفيزياء)، والتي تدرس الطبيعة بالمعنى الأوسع؛ العلوم الاجتماعية مثل (الاقتصاد وعلم النفس وعلم الاجتماع)، التي تدرس الأفراد والمجتمعات؛ والعلوم الشكلية مثل (المنطق والرياضيات وعلوم الحاسوب النظرية)، التي تدرس المفاهيم المجردة. هناك خلاف، حول ما إذا كانت العلوم الشكلية تشكل في الواقع علمًا لأنها لا تعتمد على أدلة تجريبية. وتوصف التخصصات التي تستخدم المعرفة العلمية الحالية لأغراض عملية، مثل الهندسة التطبيقية والطب، بأنها علوم تطبيقية.
يعتمد العلم على الأبحاث التي تجرى عادة في المؤسسات الأكاديمية والبحثية وكذلك في الوكالات الحكومية والشركات. أدى التأثير العملي للبحث العلمي إلى ظهور سياسات علمية تسعى إلى التأثير على المؤسسة العلمية من خلال إعطاء الأولوية لتطوير المنتجات التجارية والأسلحة والرعاية الصحية وحماية البيئة.
تاريخ العلم
- طالع أيضاً: تاريخ العلوم
العلم بالمعنى الواسع كان موجودًا قبل العصر الحديث وفي العديد من الحضارات التاريخية. العلم الحديث متميز في منهجيته العلمية، لذلك يعرف الآن العلم بالمعنى الدقيق للكلمة. كان العلم بمعناه الأصلي كلمة لنوع من المعرفة، وليس كلمة متخصصة في السعي وراء هذه المعرفة. على وجه الخصوص، كان نوع المعرفة التي يمكن للناس التواصل مع بعضهم البعض ومشاركتها. على سبيل المثال، جُمِعَت المعرفة حول عمل الأشياء الطبيعية قبل وقت طويل من التاريخ المسجل وأدت إلى تطوير الفكر التجريدي المعقد. يتضح ذلك من خلال بناء تقاويم معقدة، وتقنيات لصنع النباتات السامة الصالحة للأكل، والأشغال العامة على المستوى الوطني، مثل تلك التي استغلت السهول الفيضانية لنهر اليانغتسي بواسطة الخزانات، السدود، والمباني مثل الأهرامات. ومع ذلك، لم يكن هناك تمييز واعي ثابت بين معرفة مثل هذه الأشياء، والتي هي صحيحة في كل مجتمع، وأنواع أخرى من المعرفة المجتمعية، مثل الأساطير والأنظمة القانونية. كانت المعادن معروفة في عصور ما قبل التاريخ، وكانت ثقافة فينتشا أول منتج معروف للسبائك الشبيهة بالبرونز. ويعتقد أن التجارب المبكرة للتسخين وخلط المواد مع مرور الوقت تطورت لتصبح خيمياء.
الثقافات المبكرة
لم تكن كلمات ولا مفاهيم «العلم» و«الطبيعة» جزءًا من المشهد المفاهيمي في الشرق الأدنى القديم. استخدم سكان بلاد ما بين النهرين القدامى المعرفة حول خواص المواد الكيميائية الطبيعية المختلفة لتصنيع الفخار والقشور والزجاج والصابون والمعادن والجص الجيري والعزل المائي؛ كما درسوا فسيولوجيا الحيوان، وعلم التشريح، والسلوك لأغراض إلهية كان لدى بلاد ما بين النهرين اهتمام كبير بالطب، ومع ذلك، يبدو أن سكان بلاد ما بين النهرين لم يكن لديهم اهتمام كبير بجمع المعلومات حول العالم الطبيعي لمجرد جمع المعلومات، عُرِفَت هذه الاختراعات في أوروبا فقط بنهاية العصور الوسطى بعد 1000 عام. كان عهد سلالة تانغ (618-906 للميلاد) على وجه الخصوص عهدًا زاخرًا بالابتكارات. حدث قدر كبير من التبادل بين الاكتشافات الغربية والصينية حتى عهد أسرة تشينغ. قدّمت البعثات اليسوعية للصين في القرنين السادس عشر والسابع عشر العلم الغربي وعلم الفلك للصين، ثم خضعت لثورتها الخاصة، وجلبت المعرفة التكنولوجية الصينية إلى أوروبا. في القرنين التاسع عشر والعشرين، كان إدخال التكنولوجيا الغربية عاملاً رئيسياً في تحديث الصين. قام جوزيف نيدام بالكثير من الأعمال الغربية المبكرة في تاريخ العلوم في الصين.
يبدأ تاريخ العلم والتكنولوجيا في شبه القارة الهندية بالنشاط البشري في عصور ما قبل التاريخ في حضارة وادي السند وصولاً إلى الدول والإمبراطوريات المبكرة. يعود نظام الأرقام العشرية باستخدام الهيروغليفية إلى 3000 قبل الميلاد في مصر، واستُخدم لاحقًا في الهند القديمة حيث كان تطوير نظام الترقيم الحديث. بحلول القرن التاسع الميلادي، نُقِل نظام العد الهندي العربي من الهند عبر الشرق الأوسط وبقية العالم. يُنسب مفهوم «الصفر 0» كرقم إلى الهند. في الهند، أُجرِيت الحسابات العملية باستخدام الصفر، والذي تم التعامل معه مثل أي رقم آخر بحلول القرن التاسع الميلادي، حتى في حالة القسمة. تمكن براهماغوبتا (598-668) من إيجاد حلول (متكاملة) لمعادلة بيل. يعود التصميم المفاهيمي لآلة الحركة الدائمة بواسطة بهاسكارا الثاني إلى عام 1150. الذي يعد أحد أعظم رياضيي الهند في العصور الوسطى.
العصور الوسطى الأوروبية والعصر الذهبي للإسلام
- طالع أيضاً: العصور الوسطى والعصر الذهبي للإسلام
بسبب انهيار الإمبراطورية الرومانية الغربية وبسبب فترة الهجرة، حدث تراجع فكري في الجزء الغربي من أوروبا في القرن الخامس. في المقابل، قاومت الإمبراطورية البيزنطية هجمات من الغزاة، وحفظت وحسنت من نظامها التعليمي. شكك يوحنا النحوي، الباحث البيزنطي في القرن السادس، في تعاليم أرسطو للفيزياء ولاحظ عيوبها. وكذلك غاليليو غاليلي الذي استشهد بعد عشرة قرون، خلال الثورة العلمية، على نطاق واسع في أعماله بينما كان يدافع عن سبب عيوب الفيزياء الأرسطية.
خلال العصور القديمة المتأخرة وأوائل العصور الوسطى، اُستخدم نهج أرسطو للاستعلام عن الظواهر الطبيعية. فقدت بعض المعارف القديمة، أو في بعض الحالات كانت غامضة، خلال سقوط الإمبراطورية الرومانية الغربية والصراعات السياسية الدورية. ومع ذلك، ظلت مجالات العلوم العامة (أو «الفلسفة الطبيعية» كما كانت تسمى) والكثير من المعرفة العامة من العالم القديم محفوظة من خلال أعمال الموسوعات اللاتينيين الأوائل مثل إيزيدور الإشبيلي. ومع ذلك، فقد ضاعت نصوص أرسطو الأصلية في أوروبا الغربية في نهاية المطاف، ولم يكن هناك سوى نص واحد كتبه أفلاطون معروف على نطاق واسع، وطيماوس، الذي كان الحوار الأفلاطوني الوحيد، وأحد الأعمال الأصلية القليلة للفلسفة الطبيعية الكلاسيكية، المتاحة للقراء اللاتينيين في أوائل العصور الوسطى. عمل أصلي آخر اكتسب نفوذه في هذه الفترة كان بطليموس، الذي يحتوي على وصف مركز الأرض للنظام الشمسي.
خلال العصور القديمة المتأخرة، في الإمبراطورية البيزنطية اُحتفظ بالعديد من النصوص الكلاسيكية اليونانية. أجريت العديد من الترجمات السريانية من قبل مجموعات مثل النساطرة والمونوفيزيون. لقد لعبوا دورًا هاما عندما ترجموا النصوص اليونانية الكلاسيكية إلى العربية في ظل الخلافة الإسلامية، والتي أُجري خلالها الحفاظ على العديد من الكتابات الكلاسيكية وفي بعض الحالات تحسينها.
تأسس بيت الحكمة في بغداد في العهد العباسي، حيث ازدهرت الدراسة الإسلامية للأرسطية. كان الكندي أول فلاسفة العصر الديني الإسلامي، ومعروفًا بجهوده لإدخال الفلسفة اليونانية والهلنستية إلى العالم العربي. ازدهر العصر الذهبي الإسلامي من هذا الوقت حتى غزوات المغول في القرن الثالث عشر. كان ابن الهيثم، وكذلك سلفه ابن سهل، على دراية في بصريات بطليموس، واستخدم ابن الهيثم التجارب كوسيلة لاكتساب المعرفة.(5) دحض ابن الهيثم نظرية بطليموس عن الرؤية، لكنها لم تقم بأي تغييرات مقابلة على الميتافيزيقيا لأرسطو. علاوة على ذلك، طور الأطباء والخيميائيون مثل الفرس، ابن سينا والرازي علم الطب بشكل كبير من خلال الكتابة السابقة لقانون الطب، وهي موسوعة طبية تستخدم حتى القرن الثامن عشر واكتشف الأخير مركبات متعددة مثل الكحول. يعتبر كتاب القانون في الطب لابن سينا أحد أهم المنشورات في الطب وساهم كلاهما بشكل كبير في ممارسة الطب التجريبي، باستخدام التجارب والتجارب السريرية لدعم مزاعمهم.
في العصور القديمة الكلاسيكية، كان من المحظور في الحضارتين اليونانية والرومانية ممارسة التشريح، ولكن في العصور الوسطى تغير الأمر، بدأ أساتذة الطب والطلاب في بولونيا في فتح الأجسام البشرية، وتأليف موندينو دي لوتزي أول كتاب تشريحي معروف يعتمد على تشريح الإنسان.
بحلول القرن الحادي عشر أصبحت معظم أوروبا مسيحية. برزت ملكيات أقوى. بدأت التطورات التكنولوجية والابتكارات الزراعية مما زاد من إمدادات الغذاء والسكان. بالإضافة إلى ذلك، بدأت ترجمة النصوص اليونانية الكلاسيكية من العربية واليونانية إلى اللاتينية، مما يعطي مستوى أعلى من المناقشة العلمية في أوروبا الغربية.
في النصف الأول من القرن، جعل تطور المضادات الحيوية والأسمدة الاصطناعية من الممكن زيادة نمو سكان العالم البشري. في الوقت نفسه، اكتُشفت بنية الذرة ونواتها، مما أدى إلى إطلاق «الطاقة الذرية» (الطاقة النووية). بالإضافة إلى ذلك، أدى الاستخدام المكثف للابتكار التكنولوجي الذي حفزته حروب هذا القرن إلى ثورات في مجال النقل (السيارات والطائرات)، وتطوير الصواريخ العابرة للقارات، وسباق الفضاء، وسباق التسلح النووي.
اكتشف التركيب الجزيئي للحمض النووي في عام 1953. وقد أدى اكتشاف إشعاع الخلفية الكونية الميكروي في عام 1964 إلى رفض نظرية الحالة الثابتة للكون لصالح نظرية الانفجار العظيم لجورج لومتر.
سمح تطور رحلات الفضاء في النصف الثاني من القرن بأول قياسات فلكية أجريت على أو بالقرب من كائنات أخرى في الفضاء، بما في ذلك الهبوط المأهول على سطح القمر. وظهور التلسكوبات الفضائية التي تؤدي إلى اكتشافات عديدة في علم الفلك وعلم الكونيات.
أدى الاستخدام الواسع النطاق للدوائر المتكاملة في الربع الأخير من القرن العشرين إلى جانب الأقمار الصناعية للاتصالات إلى ثورة في تكنولوجيا المعلومات وصعود الإنترنت العالمي والحوسبة المحمولة، بما في ذلك الهواتف الذكية. أدت الحاجة إلى التنظيم الشامل للسلاسل السببية المتشابكة الطويلة وكميات كبيرة من البيانات إلى ظهور مجالات نظرية النظم والنمذجة العلمية بمساعدة الحاسوب، والتي تعتمد جزئيًا على نموذج الأرسطية.
إن القضايا البيئية الضارة مثل استنفاد الأوزون وتغير المناخ قد لفتت انتباه الجمهور في نفس الفترة وتسببت في ظهور العلوم البيئية والتكنولوجيا البيئية.
القرن الحادي والعشرون
استكمل الانتهاء من مشروع الجينوم البشري في عام 2003، وتحديد تسلسل أزواج النوكليوتيد الأساسية التي تشكل الحمض النووي البشري، وتحديد ورسم جميع جينات الجينوم البشري. وقد طورت الخلايا الجذعية المحفزة متعددة القدرات في عام 2006، وهي تقنية تتيح تحويل الخلايا البالغة إلى خلايا جذعية قادرة على توليد أي نوع من الخلايا الموجودة في الجسم، مما يحتمل أن تكون ذا أهمية كبيرة في مجال الطب التجديدي.
مع اكتشاف بوزون هيجز في عام 2012، عُثِرَ على آخر جسيم تنبأ به النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات. في عام 2015، لوحظت لأول مرة موجات الجاذبية، التي تنبأت بها النسبية العامة قبل قرن من الزمان.
وفي عام 2019 أعلن مرصد مقراب أفق الحدث عن نتائجه الأولى ضمن مؤتمرات صحفية متزامنة في جميع أنحاء العالم في 10 أبريل 2019. عرضت المؤتمرات الصحفية أول صورة مباشرة لثقب أسود، حيث ظهر الثقب الأسود الهائل في قلب المجرة ميسييه 87، وهي تبعد عنا 55 مليون سنة ضوئية. قُدّمت النتائج العلمية في سلسلة من ستة أوراق بحثية نُشرت في المجلة الفيزيائية الفلكية.
فروع العلم
ينقسم العلم الحديث عادةً إلى ثلاثة فروع رئيسية تتكون من العلوم الطبيعية والعلوم الاجتماعية والعلوم الشكلية. يشتمل كل فرع من هذه الفروع على العديد من التخصصات العلمية المتخصصة والمتداخلة والتي غالباً ما تمتلك تسمياتها وخبراتها. العلوم الطبيعية والاجتماعية على حد سواء هي علوم تجريبية لأن معارفهم تستند إلى ملاحظات تجريبية وقادرة على اختبارها للتأكد من صحتها من قبل باحثين آخرين يعملون في ظل نفس الظروف.
هناك أيضًا تخصصات وثيقة الصلة تعتمد على العلوم، مثل الهندسة التطبيقية والطب، والتي توصف أحيانًا بالعلوم التطبيقية. تُلخّص العلاقات بين فروع العلوم في الجدول التالي.
العلوم الطبيعية
- طالع أيضاً: علوم طبيعية
تهتم العلوم الطبيعية بوصف الظواهر الطبيعية والتنبؤ بها وفهمها استنادًا إلى أدلة تجريبية من الملاحظة والتجريب. يمكن تقسيمها إلى فرعين رئيسيين: علوم الحياة (أو العلوم البيولوجية) والعلوم الفيزيائية. تنقسم العلوم الفيزيائية إلى فروع، بما في ذلك الفيزياء والكيمياء وعلم الفلك وعلوم الأرض. يمكن تقسيم هذين الفرعين إلى تخصصات أكثر تخصصًا. العلوم الطبيعية الحديثة هي الخلف للفلسفة الطبيعية التي بدأت في اليونان القديمة. ناقش غاليليو، ديكارت، بيكون، ونيوتن فوائد استخدام الأساليب التي كانت أكثر رياضية وأكثر تجريبية بطريقة منهجية. ومع ذلك، تظل المنظورات الفلسفية والتخمينات والافتراضات، التي يُتغاضى عنها في كثير من الأحيان، ضرورية في العلوم الطبيعية. نجح جمع البيانات المنهجي، بما في ذلك علوم الاكتشافات، في نجاح التاريخ الطبيعي، الذي ظهر في القرن السادس عشر من خلال وصف وتصنيف النباتات والحيوانات والمعادن، وما إلى ذلك.
العلوم الاجتماعية
- طالع أيضاً: علوم اجتماعية
العلوم الاجتماعية تهتم بالمجتمع والعلاقات بين الأفراد داخل المجتمع. له العديد من الفروع التي تشمل، على سبيل المثال لا الحصر، علم الإنسان، علم الآثار، دراسات الاتصالات، الاقتصاد، التاريخ، الجغرافيا، اللغويات، العلوم السياسية، علم النفس، الصحة العامة، وعلم الاجتماع. قد يتبنى علماء الاجتماع نظريات فلسفية مختلفة لدراسة الأفراد والمجتمع. على سبيل المثال، يستخدم علماء الاجتماع الوضعية طرقًا تشبه تلك الخاصة بالعلوم الطبيعية كأدوات لفهم المجتمع، وبالتالي تحديد العلم بمعناه الحديث الأكثر صرامة. على النقيض من ذلك، قد يستخدم علماء الاجتماع التفسير، النقد الاجتماعي أو التفسير الرمزي بدلاً من بناء نظريات مزيفة تجريبياً، وبالتالي علاج العلم بمعناه الأوسع. في الممارسة الأكاديمية الحديثة، غالبًا ما يكون الباحثون يستخدمون عينة انتقائية، مستخدمين منهجيات متعددة (على سبيل المثال، من خلال الجمع بين البحث الكمي والنوعي). اكتسب مصطلح «البحوث الاجتماعية» أيضًا درجة من الاستقلالية حيث يشارك الممارسون من مختلف التخصصات في أهدافه وأساليبه.
العلوم الشكلية
- طالع أيضاً: علوم شكلية
تشارك العلوم الشكلية في دراسة النظم الرسمية. وتشمل الرياضيات، نظرية النظم، وعلوم الحاسوب النظرية. تشترك العلوم الشكلية في أوجه التشابه مع الفرعين الآخرين من خلال الاعتماد على دراسة موضوعية ودقيقة ومنهجية لمجال المعرفة. ومع ذلك، فهي تختلف عن العلوم التجريبية لأنها تعتمد بشكل حصري على التفكير الاستنتاجي، دون الحاجة إلى أدلة تجريبية، للتحقق من مفاهيمها المجردة. وبالتالي فإن العلوم الشكلية هي تخصصات مسبقة وبسبب هذا، هناك خلاف حول ما إذا كانت تشكل في الواقع علمًا. تشمل العلوم الطبيعية والاجتماعية التي تعتمد اعتمادًا كبيرًا على التطبيقات الرياضية الفيزياء الرياضية والكيمياء الرياضية وعلم الأحياء الرياضي والرياضيات المالية والاقتصاد الرياضي.
العلوم التطبيقية
- طالع أيضاً: علم تطبيقي
العلم التطبيقي هو استخدام المنهج العلمي والمعرفة لتحقيق أهداف عملية وتشمل مجموعة واسعة من التخصصات مثل الهندسة والطب. الهندسة هي استخدام المبادئ العلمية لتصميم وبناء الآلات والهياكل والعناصر الأخرى، بما في ذلك الجسور والأنفاق والطرق والمركبات والمباني. تشمل الهندسة نفسها مجموعة من مجالات الهندسة الأكثر تخصصًا، ولكل منها تركيز أكثر تحديدًا على مجالات معينة من الرياضيات التطبيقية والعلوم وأنواع التطبيق. الطب هو ممارسة رعاية المرضى من خلال الحفاظ على الصحة واستعادتها من خلال الوقاية والتشخيص والعلاج من الإصابة أو المرض. يطبق الطب المعاصر العلوم الطبية الحيوية، والبحوث الطبية، وعلم الوراثة، والتكنولوجيا الطبية للوقاية من الإصابات والأمراض وتشخيصها وعلاجها، عادةً من خلال استخدام الأدوية والأجهزة الطبية والجراحة والتدخلات غير الدوائية. غالبًا ما تتناقض العلوم التطبيقية مع العلوم الأساسية التي تركز على تطوير النظريات والقوانين العلمية التي تشرح وتتنبأ بالأحداث في العالم الطبيعي.
البحث العلمي
- طالع أيضاً: بحث علمي
يمكن وصف البحث العلمي بأنه إما بحث أساسي أو تطبيقي. البحث الأساسي هو البحث عن المعرفة والبحث التطبيقي هو البحث عن حلول للمشاكل العملية باستخدام هذه المعرفة. على الرغم من أن بعض الأبحاث العلمية يتم تطبيقها على مسائل محددة، إلا أن قدرًا كبيرًا من فهمنا يأتي من إجراء الأبحاث الأساسية بدافع الفضول. هذا يؤدي إلى خيارات للتقدم التكنولوجي التي لم تكن مخططة أو حتى يمكن تخيلها في بعض الأحيان. طرح هذه النقطة مايكل فاراداي عندما زُعم رداً على سؤال «ما فائدة البحث الأساسي؟» أجاب: «سيدي، ما فائدة الطفل المولود حديثًا؟». على سبيل المثال، يبدو أن البحث في تأثيرات الضوء الأحمر على الخلايا العصوية للعين البشرية ليس له أي غرض عملي؛ في النهاية، فإن اكتشاف أن رؤيتنا الليلية ليست مضطربة بسبب الضوء الأحمر من شأنه أن يؤدي بفرق البحث والإنقاذ (من بين أمور أخرى) إلى تبني الضوء الأحمر في قمرة القيادة للطائرات والمروحيات.
المنهجية العلمية
- طالع أيضاً: منهج علمي
يتضمن البحث العلمي استخدام المنهجية العلمية، والتي تسعى إلى شرح أحداث الطبيعة بشكل موضوعي بطريقة قابلة للتكرار والإثبات. يتم طرح تجربة فكرية أو فرضية توضيحية كتفسير باستخدام مبادئ مثل «نصل أوكام» ويُتوقع عمومًا أن تسعى إلى التواطؤ بما يتناسب مع الحقائق المقبولة الأخرى المتعلقة بالظواهر. يستخدم هذا التفسير الجديد لعمل تنبؤات مزيفة يمكن اختبارها عن طريق التجربة أو الملاحظة. يتم نشر التوقعات قبل البحث عن تجربة أو ملاحظة مؤكدة، كدليل على عدم حدوث أي تلاعب. يعد عدم التنبؤ بالتنبؤ دليلًا على التقدم. يتم ذلك جزئيًا من خلال مراقبة الظواهر الطبيعية، وأيضًا من خلال التجربة التي تحاول محاكاة الأحداث الطبيعية في ظل ظروف خاضعة للرقابة وفقًا لما يتناسب مع الانضباط (في علوم الرصد، مثل علم الفلك أو الجيولوجيا، قد تأخذ الملاحظة المتنبأ بها مكانًا خاضعًا للرقابة). التجريب مهم بشكل خاص في العلوم للمساعدة في إنشاء علاقات سببية.
عندما تكون الفرضية غير مرضية، يتم تعديلها أو التخلص منها. إذا نجت الفرضية من الاختبار، فقد يتم تبنيه في إطار نظرية علمية، أو نموذج أو إطار عمل منطقي، متسق ذاتيًا لوصف سلوك بعض الظواهر الطبيعية. تصف النظرية عادة سلوك مجموعات من الظواهر أوسع بكثير من فرضية؛ عادة، يمكن ربط عدد كبير من الفرضيات منطقيا معًا بواسطة نظرية واحدة. وبالتالي النظرية هي فرضية تشرح الفرضيات الأخرى المختلفة. في هذا السياق، تصاغ النظريات وفقًا لمعظم المبادئ العلمية نفسها مثل الفرضيات. بالإضافة إلى اختبار الفرضيات، يمكن للعلماء أيضًا إنشاء نموذج أو محاولة لوصف أو تصوير الظاهرة من حيث التمثيل المنطقي أو الفيزيائي أو الرياضي وإنشاء فرضيات جديدة يمكن اختبارها استنادًا إلى ظواهر يمكن ملاحظتها.
أثناء إجراء تجارب لاختبار الفرضيات، قد يكون لدى العلماء تفضيل لنتيجة واحدة على أخرى، ولذا فمن المهم التأكد من أن العلم ككل يمكنه القضاء على هذا التحيز. يمكن تحقيق ذلك من خلال التصميم التجريبي الدقيق والشفافية وعملية مراجعة النظراء الشاملة للنتائج التجريبية وكذلك أي استنتاجات. بعد الإعلان عن نتائج التجربة أو نشرها، من الممارسة المعتادة للباحثين المستقلين التحقق من كيفية إجراء البحث ومتابعة ذلك بإجراء تجارب مماثلة لتحديد مدى موثوقية النتائج. إن المنهجية العلمية، إذا أخذناها في مجملها، تسمح بحل المشكلات بطريقة إبداعية للغاية مع التقليل إلى أدنى حد من آثار التحيز الشخصي من جانب مستخدميها (خاصةً تأكيد الانحياز).
التحقق
يشير جون زيمان إلى أن التحقق بين الأهداف هو أمر أساسي لإنشاء كل المعرفة العلمية. يوضح زيمان كيف يمكن للعلماء تحديد أنماط لبعضهم البعض عبر القرون؛ ويشير إلى هذه القدرة على أنها «توافق إدراكي».
دور الرياضيات
- طالع أيضاً: العلاقة بين الرياضيات والفيزياء
تعتبر الرياضيات ضرورية في تكوين الفرضيات والنظريات والقوانين في العلوم الطبيعية والاجتماعية. على سبيل المثال، تُستخدم في النمذجة العلمية الكمية، والتي يمكن أن تولد فرضيات وتوقعات جديدة ليتم اختبارها. كما أنها تستخدم على نطاق واسع في مراقبة وجمع القياسات. تُستخدم الإحصائيات، وهي فرع من فروع الرياضيات، لتلخيص البيانات وتحليلها، مما يسمح للعلماء بتقييم مدى موثوقية النتائج التجريبية وتغيرها.
يطبق العلم الحسابي القدرة الحاسوبية لمحاكاة مواقف العالم الواقعي، مما يتيح فهمًا أفضل للمسائل العلمية أكثر مما تستطيع الرياضيات الرسمية وحدها تحقيقه. وفقًا لجمعية الرياضيات الصناعية والتطبيقية، أصبحت الحوسبة الآن مهمة مثل النظرية والتجربة في تطوير المعرفة العلمية.
فلسفة العلوم
- طالع أيضاً: فلسفة العلوم
عادة ما يأخذ العلماء مجموعة من الافتراضات الأساسية اللازمة لتبرير المنهج العلمي كأمر مسلم به: (1) أن هناك حقيقة موضوعية يتقاسمها جميع المراقبين العقلانيين؛ (2) أن هذا الواقع الموضوعي تحكمه القوانين الطبيعية؛ (3) أنه يمكن اكتشاف هذه القوانين عن طريق المراقبة المنهجية والتجريب. تسعى فلسفة العلم إلى فهم عميق لما تعنيه هذه الافتراضات الأساسية وما إذا كانت صحيحة.
يُعرف الاعتقاد بأن النظريات العلمية يجب أن تمثل الواقع الميتافيزيقي ولا تمثله بالفعل بالواقعية. يمكن أن يتناقض مع اللاواقعية، الرأي القائل بأن نجاح العلم لا يعتمد على كونه دقيقًا بشأن كيانات غير قابلة للرصد مثل الإلكترونات. أحد أشكال اللاواقعية هو المثالية، والاعتقاد بأن العقل أو الوعي هو الجوهر الأساسي، وأن كل عقل يولد واقعه الخاص. للعقول الأخرى.
توجد مدارس فكرية مختلفة في فلسفة العلم. الموقف الأكثر شيوعًا هو التجريبية، التي ترى أن المعرفة يتم إنشاؤها من خلال عملية تنطوي على الملاحظة وأن النظريات العلمية هي نتيجة التعميمات من هذه الملاحظات. تشمل التجريبية عمومًا الاستقراء، وهو الموقف الذي يحاول شرح الطريقة التي يمكن بها تبرير النظريات العامة بالعدد المحدود من الملاحظات التي يمكن للبشر إجراؤها، وبالتالي الكمية المحدودة من الأدلة التجريبية المتاحة لتأكيد النظريات العلمية. هذا ضروري لأن عدد التنبؤات التي تقوم بها تلك النظريات لا حصر له، مما يعني أنه لا يمكن معرفتها من كمية محدودة من الأدلة باستخدام المنطق الاستنتاجي فقط. توجد إصدارات عديدة من التجريبية، منها السائدة مثل احتمال بيشان والطريقة الفرضية الاستنتاجية.
لقد وقفت التجريبية على النقيض من العقلانية، وهو الموقف الذي ارتبط في الأصل مع ديكارت، والذي يرى أن المعرفة يتم إنشاؤها بواسطة العقل البشري، وليس عن طريق الملاحظة. العقلانية النقدية هي نهج متناقض للعلم في القرن العشرين، حدده لأول مرة الفيلسوف النمساوي البريطاني كارل بوبر. رفض بوبر الطريقة التي تصف بها التجريبية العلاقة بين النظرية والملاحظة. وادعى أن النظريات لا تتولد عن الملاحظة، ولكن هذه الملاحظة تتم في ضوء النظريات وأن الطريقة الوحيدة التي يمكن أن تتأثر بها النظرية بالملاحظة هي عندما تتعارض معها. اقترح بوبر استبدال إمكانية التحقق بقابلية التزييف كمعلم للنظريات العلمية واستبدال الاستقراء بالتخطيئية كطريقة تجريبية. زعم بوبر كذلك أن هناك في الواقع طريقة عالمية واحدة، ليست خاصة بالعلم: الطريقة السلبية للنقد، التجربة والخطأ. وهي تغطي جميع منتجات العقل البشري، بما في ذلك العلوم والرياضيات والفلسفة والفن.
هناك نهج آخر، وهو المذهب الذرائعي، ويؤكد على فائدة النظريات كأدوات لتفسير الظواهر والتنبؤ بها. ينظر إلى النظريات العلمية على أنها مربعات سوداء مع مدخلاتها فقط (الظروف الأولية) والمخرجات (التنبؤات) ذات صلة. يُزعم أن العواقب والكيانات النظرية والبنية المنطقية هي شيء يجب ببساطة تجاهله ولا ينبغي للعلماء إثارة ضجة بشأنه. قريبة من الذرائعية هي التجريبية البناءة، والتي بموجبها المعيار الرئيسي لنجاح النظرية العلمية هو ما إذا كان ما تقوله عن الكيانات المرصودة صحيحًا.
جادل توماس كون بأن عملية المراقبة والتقييم تتم في إطار نموذج، «صورة» متسقة منطقيًا للعالم تتسق مع الملاحظات المأخوذة من إطارها. لقد وصف العلم العادي بأنه عملية الملاحظة و«حل الألغاز» التي تحدث داخل نموذج، بينما يحدث العلم الثوري عندما يتفوق أحد النماذج على نموذج آخر في نقلة نوعية. كل نموذج له أسئلته وأهدافه وتفسيراته المميزة. يتضمن الاختيار بين النماذج وضع صورتين أو أكثر ضد العالم وتحديد أيهما أكثر تشابهًا. يحدث تحول في النموذج عندما يظهر عدد كبير من الانحرافات الملاحظة في النموذج القديم ويكون النموذج الجديد منطقيًا لها. أي أن اختيار نموذج جديد يعتمد على الملاحظات، على الرغم من أن تلك الملاحظات تتم على خلفية النموذج القديم. بالنسبة لتوماس كون، فإن قبول النموذج أو رفضه هو عملية اجتماعية بقدر ما هو عملية منطقية. ومع ذلك، فإن موقف كون ليس موقفًا من النسبية.
أخيرًا، هناك نهج آخر كثيرًا ما يُستشهد به في مناقشات الشك العلمي ضد الحركات المثيرة للجدل مثل «علم الخلق» وهو المذهب الطبيعي المنهجي. نقطته الرئيسية هي أنه يجب إجراء فرق بين التفسيرات الطبيعية والتفسيرات الخارقة للطبيعة وأن العلم يجب أن يقتصر منهجياً على التفسيرات الطبيعية. التفسيرات نفسها، ولكن لا ينبغي أن تدعي أنها خاطئة أيضًا. بدلاً من ذلك، يجب ترك التفسيرات الخارقة للطبيعة مسألة اعتقاد شخصي خارج نطاق العلم. يؤكد المذهب الطبيعي المنهجي أن العلم السليم يتطلب التزامًا صارمًا بالدراسة التجريبية والتحقق المستقل كعملية لتطوير وتقييم التفسيرات للظواهر التي يمكن ملاحظتها بشكل صحيح. غالبًا ما يتم الاستشهاد بغياب هذه المعايير، والحجج من السلطة، والدراسات القائمة على الملاحظة المنحازة والمغالطات الشائعة الأخرى من قبل مؤيدي الطبيعة المنهجية باعتبارها سمة من سمات اللاعلم الذي ينتقدونه.
اليقين والعلم
النظرية العلمية تعد تجريبية ودائمًا ما تكون عرضة للنقد إذا تم تقديم أدلة جديدة. أي أنه لا توجد نظرية تعتبر مؤكدة بشكل صارم على الإطلاق لأن العلم يقبل مفهوم اللامعصومية. فيلسوف العلم كارل بوبر ميز الحقيقة من اليقين. وكتب أن المعرفة العلمية «تتكون من البحث عن الحقيقة»، لكنها «ليست بحثًا عن اليقين ... فكل المعرفة البشرية لامعصومة وبالتالي غير مؤكدة».
نادرًا ما تؤدي المعرفة العلمية الجديدة إلى تغييرات واسعة في فهمنا. وفقًا لعالم النفس كيث ستانوفيتش، قد يكون الإفراط في استخدام وسائل الإعلام لكلمات مثل «الاختراق أو تقدم مفاجئ في المعرفة» هو الذي يقود الجمهور إلى تخيل أن العلم يثبت باستمرار أن كل شيء يعتقد أنه خطأ. يضيف الفيلسوف باري ستراود أنه على الرغم من أن أفضل تعريف «للمعرفة» موضع خلاف، فإن التشكك في احتمال أن يكون عمل المرء غير صحيح يتوافق مع الصواب. لذلك، فإن العلماء الذين يلتزمون بالمناهج العلمية الصحيحة سوف يشككون في أنفسهم حتى بعد أن يمتلكوا الحقيقة. جادل تشارلز ساندرز بيرس أن التخطيئية هي الاستفسار والنضال لحل الشك الفعلي وأن مجرد الشك أو الشك الزائد هو عديم الجدوى ولكن أيضًا يجب على المستفسر محاولة الوصول إلى شك حقيقي بدلاً من الاستناد إلى تفسيرات دون انتقاد. ورأى أن العلوم الناجحة لا تثق بأي سلسلة استدلال واحدة ولكن في سلسلة من الحجج المتعددة والمتنوعة المرتبطة ارتباطًا وثيقًا.
يؤكد ستانوفيتش أيضًا أن العلم يتجنب مغالطة السبب الأحادي. هذا يعني أن العالم لن يسأل فقط «ما سبب ...»، بل «ما هي أهم أسباب ...». هذا هو الحال بشكل خاص في مجالات العلوم الأكثر دقة (مثل علم النفس وعلم الكونيات الفيزيائي). غالبًا ما يحلل البحث عددًا قليلاً من العوامل في آنٍ واحد، ولكن دائمًا ما يتم إضافتها إلى القائمة الطويلة من العوامل الأكثر أهمية في الاعتبار. قليل من الصحفيين لديهم معرفة علمية حقيقية، وحتى أن التغلب على المراسلين الذين يعرفون الكثير عن بعض القضايا العلمية قد يكونون جاهلين بالقضايا العلمية الأخرى التي يطلب منهم تغطيتها فجأة.
تسييس العلم
- طالع أيضاً: تسييس العلم
يحدث تسييس العلم عندما تستخدم الحكومة أو مجموعات العمل أو جماعات الضغط الدعوة القانونية أو الاقتصادية للتأثير على نتائج البحث العلمي أو طريقة نشره أو الإبلاغ عنه أو تفسيره. هناك العديد من العوامل التي يمكن أن تعمل كجوانب من تسييس العلم مثل الشعوبية المناهضة للفكر والتهديدات المتصورة للمعتقدات الدينية وخصوصية ما بعد الحداثة والخوف من المصالح التجارية. عادةً يحدث تسييس العلم عند تقديم المعلومات العلمية بطريقة تؤكد عدم اليقين المرتبط بالأدلة العلمية. استخدمت أساليب مثل تغيير المحادثة، وعدم الاعتراف بالحقائق، والاستفادة من الشك في الإجماع العلمي لكسب المزيد من الاهتمام للآراء التي قوضتها الأدلة العلمية. تشمل الأمثلة على القضايا التي تضمنت تسييس العلم جدال الاحتباس الحراري، والآثار الصحية للمبيدات، والآثار الصحية للتبغ.
العلم والدين
- طالع أيضاً: العلاقة بين الدين والعلم
تتخذ علاقة العلم بالدين أشكالاً متعددةً؛ بسبب احتواء كل منها على فروع مختلفة ومتنوعة. للعلم والدين أيضاً مناهج وأسئلة تختلف عن بعضها البعض. تقترب طبيعة المنهج العلمي من الشكل التجريبي الذي يشتمل على المواضيع الفيزيائية والمادية والكمية والحسابية والتعريفية. أما الدين فيشتمل على أساس الاعتقاد غالبا ما تكون لها علاقة بالماورائيات. ويختلف العلم عن الدين من المنظور التاريخي اختلافا كبيرا. على مر التاريخ؛ يدعي بعض العلماء والمفكرون بأن العلم والدين لا يتوافقان ويتعارضان في بعض الأعمال. وبشكل عام؛ فإن العلم يعتمد على البراهين أما الدين فيعتمد على الاعتقاد، أما البعض الآخر فيقول عكس ذلك. ولقد سادت وجهة النظر التي تعارض الدين مع العلم في القرن التاسع عشر على وجه التحديد. من وجهة نظر معارضي هذه الفترة؛ كلما كان هناك تفاعل للعلم والدين فُتح بابًا للمشاحنات دائماً. وسيكون الدين طرفاً في الصراع مع الفكر العلمي الجديد. وعلى الرغم من هذا؛ عملت بعض الأسماء المشهورة مثل (جون وليام دريبر وأندرو ديكسون وايت) على نشر هذا المفهوم. ولم يعد كافياً توضيح التفاعل التاريخي واليومي بين العلم والدين حتى في فهم التعاون دون مشاحنات. وهناك أسماء لها أهمية في التاريخ العلمي الغربي التي تصادمت بشكل مباشر مع المعتقدات الدينية أمثال (كوبرنيكوس، جاليليو، كيبلر وروبرت بويل) وأيضاً أسماء مهمة في ظل الحضارة الإسلامية مثل ابن سينا، البيروني وابن الهيثم. وعلى الرغم من هذا؛ كان العلم القضية التي يعمل من خلالها التاريخ الديني. وكانت قضايا العلم والدين التي ينظر من خلالها التاريخ والمدافعين عن عدم إمكانية توافق العلم مع الدين موجودون أيضاً اليوم. مثال على ذلك، عالم البيولوجيا التطورية الإنجليزي (ريتشارد دوكينز) الذي يدافع دفاعاً مستميتا عن استحالة توافق العلم مع الدين وعلى الجانب الآخر يوجد علماء وكتاب يقولون عكس ذلك، ومن أمثال هؤلاء العالم البيولوجي (كينيث ميلر). وعلى مر التاريخ كان هناك مفكرون يعملون على توحيد العلم بالدين وإظهار المناهج التي لا تتعارض مع بعضها البعض. وفي العصر الحديث تظهر إمكانية توافق العلم والدين وتداخلهم في نفس المجال. ولكن لا يمكن أن يكون هذا التوافق راسخا دائما.
انظر أيضًا
الهوامش
1. 3 أ: المعرفة أو نظام المعرفة الذي يغطي الحقائق العامة أو تشغيل القوانين العامة خاصة عندما يجري الحصول عليها واختبارها من خلال الطريقة العلمية ب: مثل هذه المعرفة أو نظام المعرفة هذا المعني بالعالم المادي وظواهره.
2. «... العلم الحديث اكتشاف وكذلك اختراع. لقد كان اكتشافًا أن الطبيعة تعمل بشكل عام بشكل منتظم بما يكفي لتوصيفها بقوانين وحتى بواسطة الرياضيات؛ والاختراع مطلوب لابتكار التقنيات والتجريدات والأجهزة والتنظيم من أجل عرض الانتظامات وتأمين أوصافها الشبيهة بالقانون.»
3. «للمؤرخ؛... يتطلب تعريفًا واسعًا جدًا لـ» العلم«. أحد التعريفات؛... سيساعدنا على فهم المشروع العلمي الحديث. نحن بحاجة إلى أن نكون واسعين وشاملين، وليس ضيقين وحصريين؛... ويجب أن نتوقع أنه كلما ذهبنا إلى الوراء، سنحتاج إلى أن نكون أوسع.»
4. الطابع المتغير لأولئك المنخرطين في المساعي العلمية يقابله تسمية جديدة لمساعيهم. كانت العلامة الأكثر وضوحا لهذا التغيير هي استبدال «الفلسفة الطبيعية» بـ«العلم الطبيعي». في عام 1800 تحدث عدد قليل من الناس عن «العلوم الطبيعية» ولكن بحلول عام 1880، تجاوز تعبير «العلوم الطبيعية» التسمية التقليدية «الفلسفة الطبيعية». يعود استمرار «الفلسفة الطبيعية» في القرن العشرين إلى حد كبير إلى الإشارات التاريخية إلى ممارسة سابقة. كما يجب أن يكون واضحًا الآن، لم يكن هذا مجرد استبدال مصطلح بآخر، ولكنه تضمن التخلي عن مجموعة من الصفات الشخصية المتعلقة بنظرنا للفلسفة وواقع الفلسفية في حياتنا.
5. «يلخص Schramm إنجازات ابن الهيثم في تطوير المنهج العلمي»، ص. 465: «لقد أثبت شرام.. بما لا يدع مجالاً للشك أن ابن الهيثم هو شخصية رئيسية في التراث العلمي الإسلامي، ولا سيما في إنشاء التقنيات التجريبية». ص. 465: «فقط عندما يجري التحقيق بجدية في تأثير ابن الهيثم وآخرين على التيار الرئيسي للكتابات الفيزيائية اللاحقة في العصور الوسطى، يمكن تقييم ادعاء شرام بأن ابن الهيثم هو المؤسس الحقيقي للفيزياء الحديثة.»
6. لكنه ليس عالِمًا، ولم يقم أبدًا بأي بحث علمي. تعريفي للعالم هو أنه يمكنك إكمال الجملة التالية: «لقد أظهر هو أو هي أن ...»، كما يقول ويلسون.
7. العالِم هو الشخص الذي يجمع ويستخدم البحث والأدلة بشكل منهجي، ويضع فرضية ويختبرها، لاكتساب الفهم والمعرفة ومشاركتهما.
_Studies_consensus-ar.svg){kind=link}