معرفتشناسي علوم طبيعي
وزلاي سي . سالمون ترجمه امير ديواني - عضو هيات علمي دانشگاه مفيد چکيده
در اين مقاله، سالمون به بررسي انتقادي تاريخ انديشههاي مربوط به معرفت در علوم طبيعي از راسل تا کوهن ميپردازد . او الگوي قياسي - فرضي، کلگرايي و نظريه بيسي و نيز مشکلات مربوط به استقرا و مشاهده را مورد بحث قرار ميدهد . در پايان، نظريه کوهن را مطرح کرده و نقدهاي خود را بر آن ميآورد . علوم طبيعي (فيزيک، شيمي، نجوم، زمينشناسي و زيستشناسي) براي معرفتشناسي اهميتخاصي دارد، زيرا در مجموع شامل وسيعترين، منظمترين و قابل اعتمادترين معرفتي است که ما داريم . پيش از نيوتن، هندسه اقليدسي (1) که در تاريخ معرفتشناسي نفوذ زيادي داشت، چنين نقشي را ايفا ميکرد . پيش از نيمه دوم قرن بيستم، بسياري از فلاسفه و دانشمندان علوم طبيعي (مثل ارنست ماخ و برتراند راسل) بنيان محکم و مطمئن معرفت علمي را در دادههاي حسي جست و جو ميکردند . البته شيوه تازهتر اين است که ادراکهاي متعلق به اشياي فيزيکي را که اندازه متوسطي دارند، به عنوان دادههاي اساسي براي علوم طبيعي به حساب ميآورند . هرچند استدلال شده که دادههاي حسي پايهاي يقيني را فراهم ميآورد، در حالي که ادراکات متعلق به اشياي مادي ممکن است غيرحقيقي (2) [و اشتباه] باشد، اما بسياري از فلاسفه از اينکه براساس دادههاي حسي، تفسيري منطقي از اشياي مادي ارائه دهند، قطع اميد کرده و به پيروي از کارل پوپر (1959) و هانس رايشنباخ (1939)، بنيان فيزيکاليستي را ميپذيرند و به خطاپذيري آن اعتراف ميکنند . جست و جو براي يقين که قبلا انگيزه [به وجود آمدن ] پديدارگرايي بود، به طور عمده ترک شده است . روي همرفته، اشتباهات ادراک حسي، قابل کشف و اصلاح به حساب آمده است . با فرض اساسي فيزيکاليستي، چند مشکل معرفتشناختي پيش ميآيد که مربوط به علوم طبيعي است . نخستين آنها مشکل انگشتنماي ديويدهيوم درباره توجيه استقراست . علوم طبيعي، معرفتحوادثي را فراهم ميآورد که هنوز اتفاق نيفتادهاند (مانند خورشيد گرفتگي در آينده)، حوادثي که در گذشته دور اتفاق افتادهاند (مانند انقراض دايناسورها) و حوادثي که در جايي اتفاق ميافتند که هيچ ناظر انساني تجربه نکرده است (مانند اتفاقات سطح کره مريخ .) اين مسئله، مشکل استنتاج امور مشاهده نشده از امور مشاهده شده، يا به طور کلي، مشکل استنتاجهاي توسيعي (3) را پيش ميآورد; يعني استدلالهايي که نتايج آنها داراي محتوايي ناظر به واقعي است که در مقدماتش موجود نيست . هيوم به شکل قانع کنندهاي استدلال کرد که بدون فرض ، ما هيچ پايه عقلي براي اين نتيجهگيري نداريم که هريک از استنتاجهاي پيشبينيگر ما (5) ، حتي براساس مقدمات درست، بار ديگر نتايج درستي دارد . وي استدلال کرد که افزون بر اين، محال استيکنواختي طبيعت را با استدلالهاي پيشيني يا پسيني اثبات کنيم . نتيجهگيري وي صرفا اين نبود که معرفت امور مشاهده نشده، خطاپذير است - نکتهاي که شکاکان در دوران باستان تشخيص داده بودند - بلکه اين بود که نميتوان آن را حتي محتمل به حساب آورد . اگرچه به نظر ميرسد که حمله هيوم بيشتر متوجه استقرا از طريق صرف شمارش است، ولي استدلال وي نسبتبه هر صورت استنتاج توسيعي، قانعکننده است . پاسخهاي کاملا منطقي به شکاکيت هيوم نسبتبه استقرا داده شده است . ايمانوئل کانت که مدعي استبا اثر هيوم از خواب جزمي بيدار شده، يک قياس استعلايي را براي اصل کلي عليت مطرح کرد . پي . اف . استراسون (1952) که راهحلي را براساس زبان معمولي پيشنهاد کرده، استدلال ميکند که مشکل هيوم درباره استقرا يک شبه مشکل (6) است . راسل (1948) مجموعهاي از «اصول مسلم استنتاج علمي» را مطرح کرد . رودلف کارناپ (1963) به «شهود استقرايي» به عنوان مرجع نهايي براي توجيه توسل جست . نلسون گودمن (1955) در رهيافتي نسبتا شبيه به کارناپ، سعي کرد اشکال جديد خود را درباره استقرا جايگزين اشکال قديمي هيوم کند . پوپر (1935) با حمايت از قياسگرايي، يعني اين نظريه که علوم اصلا استقرا را به خدمت نميگيرد، تلاش کرد تا از اين اشکال شانه خالي کند . رايشنباخ (1949 و 1938) توجيهي پراگماتيستي را پيش کشيد . ظاهرا مشکلاتي اساسي اين رهيافتها را در محاصره قرار داده است .(سالمون، 1967 .) علوم طبيعي، علاوه بر انجام استنتاجهاي ناظر به حوادث و واقعيات خاص، به اثبات قوانين عام (7) هم اهميت ميدهد، (مانند حفظ کردن اندازه حرکت) با اين فرض که اين قوانين در هر زمان و مکاني در کل تاريخ جهان معتبر و برقرار است . روشن است که اشکال هيوم درباره استقرا بر اين کار و برنامه تطبيق ميشود . هيچ راه پيشيني براي اثبات اين نوع قوانين در دست نداريم و هر روش پسيني متضمن استنتاجهاي توسيعي خواهد بود . به رغم وجود اين مشکل، فيلسوفان مختلفي مسئله معرفتبه قوانين را مطرح کردهاند . يک رهيافتسنتي، روش فرضيه و استنتاج (8) ( H - D ) است . فرد با توجه به فرضيه H که مورد آزمون است، پيشبيني O را که مبتني بر مشاهدات است، از، H ) همراه با شرايط اوليه (9) مناسب) استنتاج ميکند . اگر صدق O ثابتشود ميگويند فرضيه H تا حدودي تاييد شده است . يکي از مشکلات بسيار بزرگي که روش H - D دارد اين است که اگر H به اين صورت تاييد شود، H X نيز تاييد ميشود X ي که ميتواند هر گزاره دلخواهي باشد . کاذب درآيد، شخص ميتواند فورا از راه رفع تالي (10) به اين نتيجه برسد که دستکم يکي از مقدمات آن کاذب است . اگر کسي به صدق شرايط اوليه اطمينان کافي دارد، ميتواند به اين نتيجه برسد که H مردود است . پوپر اين شکل مثبت روش H - D را رد کرده و از روش «حدسها و ابطالها» (11) حمايت ميکند . طبق ادعاي پوپر، روش علوم اين است که فرضيههاي جسورانه تبييني را پيش ميکشد (حدسها) و آنها را در معرض سختترين آزمونهاي تجربي قرار ميدهد تا در تلاشي صادقانه، آنها را رد کند . فرضيههايي که پس از چنين آزمونهاي سختگيرانهاي باقي ميمانند، «توثيق شده» (12) صرفا لغتي ديگر براي «تاييد» (14) نيست . تاييد، احتمال فرضيه محل بحث را افزايش ميدهد . فرضيههايي که تا حد بالايي تاييد ميشوند، احتمال زيادي دارند، اما فرضيههايي که تا حد بالايي توثيق شدهاند، طبق نظر پوپر احتمال بسيار کمي دارند [و درست نيستند . ] شکل اصلي رهيافت پوپر اين است که وقتي وي استقرا را از علوم بيرون ميکند، هر قدرت پيشبينيگر را هم بيرون ميراند . ما تنها از محتواي مشاهدات خود نميتوانيم چيزي درباره حوادث آينده استنتاج کنيم (سالمون، 1981 .) پيردوئم (1954) نشان داد که ما افزون بر فرضيهاي که مورد آزمون است و گزارههاي ناظر به شرايط اوليهايي که آزمون در آن شرايط ترتيب داده ميشود، به فرضيههايي کمکي (15) هم نياز داريم تا استنتاج نتايج مبتني بر مشاهدات در شاکله H - D به انجام رسد . وقتي اين پيشبيني مبتني بر مشاهدات کاذب از آب درآيد، حق نداريم نتيجه بگيريم که فرضيه مورد آزموني کاذب است . در نهايت ميتوان گفت که ربط و عطف فرضيه مورد آزمون و فرضيههاي کمکي رد شده است . اين ملاحظه و ملاحظات ديگر، بعضي از فلاسفه را که قابل توجهترين آنها کواين (1951) است، به اين نظريه کلنگرانه (16) سوق داد که فرضيههاي علمي خاص و جزئي، جداجدا امتحان نميشوند، بلکه تمام تار و پود معرفت علمي با شاهد تجربي به عنوان يک کل مواجه ميشود . بسياري از فيلسوفان به نظريه احتمالات به عنوان راهي براي فهميدن تاييد فرضيههاي علمي توجه کردهاند . وسيعترين و منظمترين نمونه، منطق استقرايي کارناپ است که ويژگيهاي عمده آن در کتاب کارناپ (1952 و 1950) ارائه شده است . به شکل طنزآميزي، در نظام کارناپ، احکام کلي که حيطه و ميدان آنها شامل قلمروهاي بينهايت [اشيا] است، هميشه براساس شواهد محدود درجه تاييد صفر دارد . شخص بايد به «تاييد مشروط مصداق» راضي شود; يعني به تاييد غيرصفر اين گزاره که تعميم درباره مصداق مواجه شده بعدي داراي اعتبار است . اما اين مسئله، مشکلي فني است که ميتوان بر آن فايق شد (هينتککا، 1966 .) يک اشکال خيلي جديتر - و اشکال اصلي - اين واقعيت است که کميت و مقدار پيشيني احتمالات پيشين [ پيش از مشاهده] که به نظر ميرسد کاملا دلبخواهي است (17) ، لازم است (سالمون، 1967 .) آنطور که بسياري از فلاسفه به اين موقعيت نظر ميکنند، کليد تاييد فرضيه علمي، قضيه بيس (18) است . اين قضيه را ميتوان چنين نوشت: H فرضيه، B معرفت زمينهاي (19) ما (از جمله شرايط اوليه و فرضيههاي کمکي، اگر وجود داشته باشند) و E شاهد خاصي است که براي ارزيابي فرضيه H استفاده ميکنيم، . Pr ( H/E & B ) نيز احتمال H براساس شاهد E با توجه به زمينه B است . اگر يک آزمون فرضيه و استنتاج، [ H - D ] که يک نتيجه مثبت دارد، هدايتشود، احتمال E/H & B مساوي يک ميشود . احتمال، ( H/B ) و، (- H/B ) به احتمالات پيشيني معروفند و شان آنها مورد بحثبوده است . شخصگرايان (20) که غالبا با عنوان «بيسيها» (21) به آنها اشاره ميشود، ميگويند که احتمالات پيشين، درجات باور ذهني [= شخصي] است . ناقدان اين نظريه به چنين تزريقي از ذهنيت [بعد دروني] به منطق علم اعتراض ميکنند . منطق استقرايي کارناپ هم که پيشتر ذکر شد، وابسته به قضيه بيس است . در نظام کارناپ، احتمالات پيشين به نحو پيشيني اثبات ميشوند . طرفداران تفسير احتمال براساس فراواني [= تواتر (22) ] يا گرايش [= ميل (23) ] براي فراهمآوردن تفسيري معقول براي احتمالات پيشين سختبه زحمت افتادهاند (سالمون، 1967 .) تا اينجا مشکلات و مسائلي را ملاحظه کرديم که به معرفت امور واقعيي که مشاهده نشدهاند، مربوط بود، اما علوم طبيعي مسائلي را مطرح ميکنند که به معرفت اشيا يا موجودات غيرقابل مشاهده مربوط ميشود . در ابتداي قرن بيستم، بسياري از فيلسوفان و دانشمندان علوم طبيعي (مانند ماخ، کارل پيرسون و بعضي از اولين پوزيتويستهاي منطقي) وجود چنين اشيايي، همچون مولکولها و اتمها را انکار کردند . آنها با برگرفتن يک ديدگاه ابزارگرايانه معتقد بودند که مثلا نظريه جنبشي مولکولي گازها، که ظاهرا به مولکولها اشاره ميکنند، فقط ابزار مفيدي براي تنظيم تجربه ماست، ولي وجود چنين اشيايي را ثابت نميکند . چيزي بيش از افسانههاي مفيد در کار نيست . در ساليان اخير، بسون فرازن (1980) از موضعي حمايت کرد که وي آن را «تجربهگرايي سازنده» (24) ميخواند و يک نوع ابزارگرايي نيست، بلکه درباره اشياي غيرقابل مشاهده يک طرز تلقي لاادريگرايانه (25) دارد . مقدار زيادي از مباحث فلسفي درباره اين موضوع بر معناي اصطلاحات و گزارههاي تئوريک [= نظري] متمرکز شده است . عملياتگرايان (26) ادعا داشتند که هر مفهوم علمي معنادار از حيث عملياتي بر حسب عملهاي فيزيکي قابل تعريفند که ميتوان آنها را در آزمايشگاه يا در ميدان و صحنه تحقيق و عمليات با «مداد و کاغذ» (مثل محاسبات يا اسنتناجهاي رياضي) انجام داد، در حالي که پوزيتويستهاي منطقي معناي يک گزاره را با تحقيقپذيري قطعي آن يکي ميدانستند . بدين ترتيب، عملياتگرايان و پوزيتويستهاي منطقي انکار ميکنند که ما بتوانيم نسبتبه اشيايي که قابل مشاهده نيستند، معرفت داشته باشيم، چون بحث عليالادعا درباره آنها، سختبيمعناست . کارناپ (1956) ميان پرسشهاي داخلي و بيروني ناظر به وجود، فرق ميگذارد . اگر کسي زبان رايج و استانده فيزيک و شيمي را [براي استفاده کردن] برگزيند، ميتواند وجود داخلي [= داخل نظريههاي آن دو] اتمها و مولکولها را با توسل به نظريههاي استانده و رايج اثبات کند . اين پرسش که آيا کسي بايد يک چارچوب زباني را که شامل اصطلاحاتي است که به اتمها و مولکولها اشاره ميکند، [براي استفاده] برگزيند يا نه، يک پرسش بيروني [بيرون از دستگاه محل بحث] است . اين پرسش را بايد با توجه به سود آن نظريه پاسخ داد، نه با توسل به استدلالهاي متافيزيکي ناظر به «وجود واقعي» (27) اين اشيا . يک پژوهش عالي در باب موضوعات ناظر به معناي نظريههاي علمي را ميتوان در [کتاب ] کارل جي . همپل (1958) يافت . اما به نظر ميرسد که تاکيد بر معناي اصطلاحات و تئوريک، تا حدي بجا نيست . پرسش اصلي معرفتشناختي اين است که آيا ما ميتوانيم به اشياي غيرقابل مشاهده معرفت داشته باشيم يا نه . روي هم رفته ما ميتوانيم گزارههايي را درباره اشياي غيرقابل مشاهده بسازيم، بيآنکه از يک دسته اصطلاحات تئوريک خاص استفاده کنيم . جينپرين، در کار خودش درباره حرکتبراوني (28) ، تعداد زيادي کرههاي کوچک و ريز را از صمغ (مادهاي زرد و چسبناک) درست کرد . وي آن کرهها را در آب معلق کرد و حرکتهاي آنها را با ميکروسکوپ مشاهده کرد و نتيجه گرفت که ذرات بسيار کوچکتري با آنها برخورد ميکند . من اکنون بدون استفاده از هيچ اصطلاح غيرمشاهدتي، عوامل اصلي يک آزمايش تاريخساز را درباره واقعيت مولکولها توصيف کردم; يعني تعيين کردن عدد آووگادرو (29) (تعداد مولکولها در يک مول از هر عنصر .) مثال گفته شده نشان ميدهد که ما ميتوانيم حداقل يک تقسيم سه بخشي تقريبي و حاضر و آماده را برقرار کنيم . در ميان اشيايي که مستقيما با حواس معمولي قابل ادراک حسي است و اشيايي که به نحو غيرمستقيم با استفاده از بسطدهندههاي ابزاري حواس همچون ميکروسکوپ و تلسکوپ قابل ادراک حسياند و اشيايي که وجود و اوصاف آنها را ميتوان براساس مشاهدات مستقيم و غيرمستقيم استنتاج کرد . براي پرهيز از مصادره به مطلوب کردن مسائل معرفتشناختي، بايد اين امکان را درنظر داشته باشيم که مقوله دوم يا سوم يا هر دو تهي هستند، [يعني هيچ مصداقي در واقعيت ندارند . ] ما از آغاز با پذيرفتن رهيافتي فيزيکاليستي مطمئن هستيم که مقوله اول خالي و تهي نيست . ايان هکسينگ (1981) درباره مسئله مشاهدات ميکروسکوپي با دقتي بيسابقه بحث کرده است و استدلالهايي قوي براي درستي آن مشاهدات ارائه داد . درستبودن مشاهده تلسکوپي را ميتوان با ملاحظات و دليلهايي حمايت کرد که دستکم به همان مقدار قوي هستند . پس به نظر ميرسد مقوله اشيايي که به نحو غيرمستقيم قابل مشاهدهاند، تهي و خالي نيست . مشکل مقوله سوم هنوز باقي است . دستکم در اين مرحله از تاريخ علم، دليل قانعکنندهاي نداريم تا ادعا کنيم که کوارکها (30) را در درون پروتون بهوسيله آزمايشهاي شتابدهنده (31) ميبينيم يا داخل خورشيد را به وسيله [دستگاههاي] آشکارکنندههاي نيوترين (32) ميبينيم . مشکل وجود اشيايي که حتي به نحو غيرمستقيم قابل مشاهده نيستند، اساسا در علوم طبيعي به خاطر کار پرين و ديگران تقريبا در اولين دهه قرن بسيتم حل و فصل شد . اين موضوع در کتاب تقريبا همگاني پرين (1923) به طور کامل توضيح داده شد و مريجونيه با تفصيل تاريخي خوبي در کتابش (1972) به شرح و بسط آن پرداخت . لب استدلال اين است: از يک مجموعه آزمايشهاي فيزيکي که در ظاهر تفاوت زيادي با هم دارند، استنتاج مقدار عدد آووگادرو ممکن است و مقدارهاي بهدست آمده در همه اين نوع آزمايشها به شکل کاملا قابل ملاحظهاي با هم مطابقند . اگر ماده در واقع، از اشيايي چون مولکولها، اتمها، يونها، الکترونها و . . . . تشکيل نيافته بود، اين مطابقت، يک تصادف [= هماهنگي] نامحتمل و باورنکردني ميبود . تحليل من از اين استدلال برحسب علل مشترک است (سالمون، 1985)، اما حتي اگر از آن تحليل ديگري شود، [باز] اين استدلال بسيار قوي است . [نحوه] تفکر جديد درباره معرفتشناسي علوم طبيعي به شدت تحت تاثير کتاب توماس اس . کوهن (1962) بوده است; کسي که براي اهداف و مقاصد تحليل فلسفي، بر اهميت ملاحظات تاريخي تاکيد کرده است . وي به جاي اينکه رشد علوم طبيعي را به عنوان فرآيندي از جمعآوري تدريجي معرفت عيني نسبتبه جهان مادي درنظر بگيرد، آن را مجموعه و رشتههايي از حوادث علم معمولي (33) دانست که در پي دوران انقلاب علمي (34) رخ ميدهد . ويژگي هر دوره [از دوران] علم معمولي با يک الگو مشخص ميشود و آن الگو شامل قلمرويي براي مسائل، مجموعهاي پذيرفته شده از روشهاي حل مسائل، اصول عام و نظريههاست . وقتي مسئلهاي در اين قلمرو، از روشهاي موجود و در دسترس تخطي ميکند [= نميتوان با آن روشها به حل آن اقدام کرد]، آن را به حساب ميآورند . افزايش بيش از حد امور خلاف قاعده، بحراني را براي الگو (36) رقم ميزند و ممکن است انقلابي رخ دهد که در آن انقلاب الگوي جديدي جاي آن الگوي گذشته را ميگيرد . پس از اين تبديل، دوره جديدي از علم معمولي [= غيربحراني] پيش ميآيد . به نظر کوهن، الگوي جديد [نه تنها] شامل الگوي گذشته نيست، بلکه با آن قابل مقايسه هم نيست; براي مثال الگوي جديد به جاي حل مسائلي که براي الگوي قبلي غيرمعمول و عجيب بود، شايد صرفا اين مسائل را بياهميت دانسته، کنار ميگذارد . براي عبور از [= عوضکردن] يک الگو به الگويي ديگر، به چيزي مثل تغيير گشتالتي (37) نياز داريم . به نظر کوهن، انتخاب ميان نظريهها، که در الگوهاي قديم و جديد ارائه شد، تنها از ماهيات مشاهده شده ومنطق تعيين نميشود، بلکه اين انتخاب، قانع شدن و ارزشيابي را هم ميخواهد . گذر و انتقال از يک نظريه به نظريه ديگر، کاري اجتماعي است که دانشمندان آن را انجام ميدهند . در هيچ مرحله و حد خاصي از اين انتقال، چسبيدن به نظريه قديم به جاي رويآوردن به نظريه جديد غيرمعقول نيست . وقتي براساس چنين گفتههايي، فيلسوفان مختلفي [آثار ] کوهن را به عنوان انکارکننده عينيت علوم تفسير کردند، وي به شدت اين اتهام را انکار کرد . به نظر وي، علم فيزيک شکل گرفته بهترين نمونه از معرفت عينياي است که ما داريم . براي فهم معرفت عيني ما نبايد يک ملاک صوري را به نحو پيشيني مقرر کنيم، بلکه بايد روشهاي علم فيزيک را بررسي کنيم . به گفته وي، وقتي اين کار را انجام ميدهيم، ميبينيم که نظريهها براساس معيارهايي چون سادگي، سازگاربودن، قلمرو، دقت و ثمرداشتن [ باروري] ارزيابي ميشوند . اين فهرست نه انحصاري است نه جامع، قواعد دقيقي نيز براي کاربرد عضوهاي آن وجود ندارد . من بهاين فکر تمايل دارم که ديدگاه کوهن، يعني اين ديدگاه کهانتخاب نظريه از دادههاي تجربي و منطق فراتر ميرود، مبتني بر مفهومي [تصوري] بسيار تنگنظرانه از منطق علوم است . اگر درباره تاييد علمي براساس قضيه بيس فکر کنيم، درمييابيم که نه تنها احتمالات پيشيني نظريههاي تحتبررسي رامجاز ميداند، بلکه در واقع، آنها راميطلبد . ايناحتمالات پيشيني احکامي ناظر به ميزان اعتبار و قابل قبول بودن امور هستند . به نظر ميرسد که دستکم پارهاي از معيارهايي که کوهن ذکر ميکند، ارزيابيهاي کيفي [يعني ميگويد خوب استيا بد، نه چقدر] درباره احتمالات پيشين هستند . اگر با تاييد علمي برخوردي بيسي داشته باشيم، دستکم تا حدمعتنابهي، ظاهرا شکاف ميان تحليلهاي ناظربه معرفت درعلوم طبيعي که بيشتر به تاريخ توجه دارد و رهيافتهاي سنتيتر را پر ميکند (سالمون، 1990 .) 1. Euclideangeometry 2. veridical 3. ampliativeinferences 4. uniformityofnature 5. predictiveinterences 6. Pseudo - problem 7. generallaws 8. hypothetic - deductive 9. Initialconditions 10. modustollens 11. conjectures and refutations 12. corroborated 13. corroboration 14. confirmation 15. auxiliary hypotheses 16. Holistic thesis 17. arbitrary 18. Bayes|s theorem 19. background knowledge 20. Presonalists 21. Bayesians 22. frequency 23. propensity 24. constructive empiricism 25. agnostic attilude 26. operationists 27. real existence 28. Brownian movement 29. Avogadro|s number 30. Quarks 31. accelerator experiments 32. neutrino detectors 33. normal science 34. scientific revolution 35. anormaly 36. paradigm 37. Gestalt - shift