مراجعة نتائج الاختبار
يقارن عادة العلماء أفكارًا متعددة ومتنافسة حول كيفية عمل شيءٍ ما، ثم يحاولون معرفة أيًّا من تلك الأفكار هي أكثر دقةً استنادًا إلى الأدلة.
ومع ذلك، فالنظر في نتائج اختبارٍ ما (سواء كان الاختبار تجريبيًّا أو لا) غالبا ما يؤدي إلى مفاجآت.
- دليل قد يدعم فرضية واحدة مقارنة مع أخرى. على سبيل المثال، اكتشاف طبقة مرجانية سميكة من مئات الأمتار بعد الحفر في الجزر المرجانية قدمت بشكلٍ واضح الدعم لفكرة أن هاته الجزر تتشكل حول الجزر البركانية الخامدة، على الرغم من أنه، وبطبيعة الحال، ساعدت العديد من الأدلة الأخرى أيضًا على دعم هذه الفكرة بغض النظر عن التفسيرات المنافسة.
- دليل قد يساعد على استبعاد بعض الفرضيات. وبالمثل، ساعدت نتائج مشروع الحُفر المرجانية دحض فكرة مختلفة – أن الجزر المرجانية تنمو فوق الجبال الموجودة تحت الماء بفعل حطام المحيطات، الأمر الذي يتناسب مع ملاحظة وجود طبقة رقيقة من المرجان.
- دليل قد يؤدي إلى إعادة النظر في الفرضية ككل. على سبيل المثال، دعمت التجارب والملاحظات ولوقتٍ طويل فكرة أن الضوء يتكون من موجات، ولكن في عام 1905، بين أينشتاين أن ظاهرة معروفة جيدا (وغير متوقعة سابقا) -التأثير الكهروضوئي – أظهرت بنجاعة أن الضوء يتألف من جسيمات منفصلة. وأدى ذلك لتعديل الفيزيائيين لأفكارهم حول طبيعة الضوء: كان ضوء على حد سواء مثل الموجة و مثل الجسيمات.
التأثير الكهروضوئي هو ظاهرة تنبعث فيها الإلكترونات من سطح معدني عند ضربه بترددات معينة من الضوء. هذا التأثير لم يكن له معنى حتى اقترح أينشتاين أن الضوء يتكون من جسيمات مع كميات هائلة من الطاقة.
- دليل قد يكشف عن وجود افتراض خاطئ، مما يتسبب في مراجعة العالِم لإفتراضاته، وربما إعادة تصميم الاختبار. على سبيل المثال، في سبعينات القرن الماضي، حاول علماء الجيولوجيا اختبار أفكار حول توقيت الانتقال بين العصر الطباشيري وفترات العصر الثالث عن طريق قياس كمية من الايريديوم في طبقة الصخور الانتقالية. اعتمد الاختبار على افتراض أن الايريديوم أُودِع بمعدل منخفض ولكن ثابت، أو معدل العادي. ومع ذلك، لدهشتهم، احتوت الطبقة الصخرية كميات كبيرة بشكل غير عادي من الايريديوم، مشيرًا إلى أن تصميم الاختبار الأصلي قد استند على افتراض زائف باعتبار معدل الترسب منخفض وثابت.
جميع الاختبارات تشمل بعض الافتراضات. لمعرفة المزيد، انتقل إلى مقال الافتراضات.
- قد يكون الدليل غريبًا جدًّا لدرجة أن يوحي لفرضية جديدة كليا أو سؤال بحث جديد. على غرار ذلك، فإن الاكتشاف الغير المتوقع لكميات كبيرة من الايريديوم في حدود العصر الطباشيري الثالث ألهمت في نهاية المطاف فرضية جديدة حول موضوع مختلف وهي أن الانقراضات الشاملة في نهاية العصر الطباشيري نجمت عن تأثير كارثي لكويكب ما.
- قد يكون الدليل غير حاسمٍ، وغير قادر على دعم أي تفسير معين على آخر. على سبيل المثال، حقق العديد من علماء الأحياء في تشريح ودراسة المتواليات الجينية للمفصليات (القشريات والحشرات والديدان، والعناكب، وأقاربهم) من أجل معرفة كيف ترتبط هذه المجموعات. حتى الآن، كانت النتائج غير حاسمة، ولا داعمة لأي أمرٍ يؤكد هذا الترابط. يواصل علماء الأحياء جمع المزيد من الأدلة من أجل حل هذه المسألة.
يمكن أن تدخل أدلةٌ جديدةٌ مرةً أخرى في العملية العلمية بطرقٍ عديدة.
الأهم من ذلك، تساعدنا الأدلة الجديدة على تقييم الأفكار. لمعرفة المزيد حول كيفية تقييم الأفكار بالعلوم، اقرأ ما يلي:
تنافس الأفكار: تطابق مثالي مع الدليل
لقد رأينا أن تقييم فكرة في العلم ليس دائما مسألة تجربة واحدة رئيسية ونتيجة نهائية.
غالبا ما يطرح العلماء أفكارًا متعددةً في وقتٍ واحد ويتم اختبار تلك الأفكار بعدة طرق مختلفة.
تولد هذه العملية عدة أدلة ذات صلةٍ بكل فكرة.
على سبيل المثال، فكرتين متنافستين حول تشكل الجزر المرجانية (هبوط الجزيرة مقابل التشكل بحطام المحيطات فوق الجبال التحت-مائية) تم تقييمها على أساس العديد من الأدلة، بما في ذلك ملاحظات الشعاب المرجانية وأشكالها، وجيولوجيا الجزر، دراسات توزيع الحطام والعوالق والشعاب المرجانية في الحُفَر.
وعلاوة على ذلك، يتم تجميع خطوط مختلفة من الأدلة تراكميا مع مرور الوقت كما يعمل العلماء على مشاكل مختلفة موازاةً مع تطوير تكنولوجيات جديدة.
وبسبب هذا، يُعتبر تقييم الأفكار العلمية مؤقتاُ. العلم دائما على استعداد لإحياء أو إعادة النظر في فكرة ما إذا اقتضت ذلك أدلة جديدة.
فلا عجب بعد ذلك في أن تقييم الأفكار العلمية غير ثابت ويعتمد على التفاعلات داخل المجتمع العلمي.
الأفكار التي يقبلها هذا المجتمع هي أفضل تفسيرات لدينا حتى الآن عن الكيفية التي يعمل بها العالم الطبيعي.
ولكن ما الذي يجعل فكرة أفضل من أخرى؟ كيف نحكم على دقة تفسير ما؟ أهم العوامل التي لها علاقة مع الدليل – مدى تناسب ملاحظاتنا الفعلية مع التوقعات الناتجة عن فرضية أو نظرية.
كلما كان التطابق أفضل، كلما كانت الفرضية أو النظرية أرجح.
- العلماء هم أكثر عرضة للثقة في الأفكار التي تشرح بشكل دقيق الملاحظات الفعلية. على سبيل المثال، فإن نظرية النسبية العامة تفسر لماذا يتحول مدار عطارد حول الشمس مع كل لفة (عطارد هو قريب بما فيه الكفاية من الشمس بحيث يمر عبر المنطقة التي تدخل في الزمكان بتأثير من كتلة الشمس). تشير الميكانيكا النيوتونية، من ناحية أخرى، إلى أن هذا الانحراف في مدار عطارد يجب أن يكون أصغر بكثير مما نلاحظه في الواقع. حتى نظرية النسبية العامة تفسر بشكل دقيق ملاحظاتنا لمدار عطارد أكثر مما تفعل الميكانيكا النيوتونية.
مدار عطارد حول الشمس يتحول قليلا مع كل لفة، والتي يمكن تفسيرها من خلال نظرية النسبية العامة.
- العلماء هم أكثر عرضة للثقة في الأفكار التي تشرح أكثر الملاحظات تباينًا. على سبيل المثال، وقع الكثير من العلماء في القرن 17 و18 في حيرةٍ بسبب وجود الحفريات البحرية في أعالي جبال الألب في أوروبا. حاول البعض تفسير وجود هاته الأخيرة بسبب الفيضانات الهائلة، ولكن هذا التفسير لم يتطرق لماذا كانت هذه الحفريات لحيوانات انقرضت. اقترح علماء آخرون أن مستوى سطح البحر قد ارتفع وانخفض عدة مرات في الماضي، ولكن دون تفسير لارتفاع الجبال. ومع ذلك، ساعدت نظرية الصفائح التكتونية على شرح جميع هذه الملاحظات المتباينة (الجبال العالية، ارتقاء القطع من قاع البحر، والصخور القديمة التي تحتوي على حفريات لكائنات منقرضة منذ ومن) وغيرها الكثير، بما في ذلك مواقع البراكين والزلازل، وأشكال القارات، والصدوع العميقة في قاع المحيط.
- العلماء هم أكثر عرضة للثقة في الأفكار التي تشرح الملاحظات التي تعتبر غير قابلةٍ للتفسير سابقًا، غير معروفة، أو غير متوقعة. مثالً على ذلكا، انظر قصة رودولف ماركوس أدناه …
الإلكترونات القافزة!
حسب التفاعلات الكيميائية، قد يبدو تنقل الإلكترون شيئًا ثانويًا: يقفز إلكترون بين الجزيئات دون كسر الرابطة الكيميائية حتى.
ومع ذلك، فإن مثل هذه التفاعلات ضرورية للحياة.
يعتمد التمثيل الضوئي، على سبيل المثال، على تمرير الإلكترونات من جزيئة إلى آخرى لنقل الطاقة من الضوء إلى الجزيئات التي يمكن استخدامها من قبل الخلية.
تمر بعض من هذه التفاعلات بسرعة فائقة، والبعض الآخر بطيءٌ بشكلٍ لا يصدق ولكن لماذا تفاعلين اثنين؟ ولماذا تختلف السرعة في نقل كل إلكترون؟
في الخمسينات من القرن الماضي، طور رودولف ماركوس وزملاؤه تفسيرًا رياضيًّا بسيطًا لكيفية معدل تغير التفاعلات على أساس كمية الطاقة الحرة الممتصة أو الناتجة من قِبل النظام. تناسب التفسير بشكلٍ جيد مع الملاحظات الفعلية التي بدت في ذلك الوقت، ولكنها ولدت أيضا توقًعً غير بديهي -ذلك أن بعض التفاعلات، التي تطلق الكثير من الطاقة، ينبغي أن تسير ببطء، ويجب أن يتباطأ كلما ازدادت الطاقة المنطلقة.
كان كاقتراح أن لمعظم منحدرات التزلج، انحدار أكثر حدة يعني سرعة أعلى، ولكن هذا في أشد المنحدرات ميلا، المتزلجين سينزلقون ببطء! التوقع الوليد عن فكرة ماركوس كان غير متوقع تماما، ولكن مع ذلك، في وقت لاحق وبعد 25 عاما، أكدت التجارب التوقع الغريب، ودعمت فكرة ماركوس لتؤهله للحصول على جائزة نوبل.
ماذا يحدث عندما لا يمكن للعلم أن ينتج على الفور أدلة ذات صلةٍ بفكرة ما؟ غياب الدليل ليس دليلا على الغياب.
العلم لا يرفض فكرةً لمجرد أن الأدلة ذات الصلة بها ليست متاحة بسهولة.
في بعض الأحيان، علينا أن ننتظر حدثًا ما (على سبيل المثال، الكسوف الشمسي القادم)، أملا في اكتشاف رئيسي (على سبيل المثال، أحافير الحيتان الانتقالية في صحاري باكستان)، أو محاولة لتطوير تكنولوجيا جديدة (على سبيل المثال، تلسكوب أكثر قوة)، وحتى ذلك الحين، يجب تعليق حكمنا على الفكرة.
لمعرفة المزيد حول كيفية اختيار العلماء بين تفسيرات مختلفة، تابع القراءة:
الأفكار المتنافسة: اعتبارات أخرى
في تقييم الأفكار العلمية، الدليل هو الحكم الرئيسي.
ومع ذلك، في بعض الأحيان تدعم الأدلة المتاحة عدة فرضيات مختلفة أو نظريات على قدم واحد من المساواة.
في هذه الحالات، غالبا ما يطبق العلم معايير أخرى لتقييم التفسيرات.
ورغم أن هذا أشبه بالقواعد الأساسية من معايير الشركة، العلماء هم أكثر عرضة ليضعوا ثقتهم في الأفكار التي:
- تُولد توقعات أكثر تحديدا (أي أكثر قابلية للاختبار). على سبيل المثال، فرضية حول تشكل الأعاصير التي تُولد توقعات أكثر دقة حول الظروف التي من المحتمل أن يكون التشكل ممكنا ويشير في أي وقت من السنة يجب أن تكون مشتركة لتتشكل.
- يُمكن تطبيقها على نطاق أوسع. على سبيل المثال، نظرية حول طبيعة القوة التي تطبق على كل التفاعلات التي تُرى بالعين المجردة (على سبيل المثال، تأثير جاذبية الأرض على تفاحة) والتفاعلات دون الذرية (على سبيل المثال، بين البروتونات والإلكترونات) قد تكون مُفضلة أكثر من تلك التي لا تطبق إلا على التفاعلات بين الأجسام الكبيرة.
- أكثر انتقائية. على سبيل المثال، فرضية حول العلاقات التطورية بين أنواع الطائر الطنان الذي ينطوي فقط على 70 تغيرا تطوريا قد تكون أفضل من التي تفترض 200 من التغييرات.
مبدأ الانتقاء
يقترح مبدأ الانتقاء أنه عندما يوجد تفسيران يتناسبان مع الملاحظات بالتساوي، ينبغي تفضيل أبسط شرح من ضمن التفاسير الأكثر تعقيدا.
لتوضيح الافتراضية، تخيل أن لدينا عدد قليل من خطوط الأدلة في قضية سرقة جرة من البسكويت:
جزة مكسورة وفارغة، أثر لكسرة بسكويت مؤدية إلى باب الكلب، والكلب موجوع البطن.
ربما سرق الكعك، أو ربما كل ذلك كان مجرد مجموعة متتابعة:
الببغاء دفعت الجرة من على الطاولة وأكلت الكعك، ساهم القط في دفع الفتات إلى الباب، والكلب لديه وجع البطن لأنه أكل من قمامة الجيران.
كلا التفسيرين يناسب جميع الأدلة المتاحة – ولكن من الذي أكثر انتقائية؟
لمعرفة المزيد حول كيفية موازنة هذا المبدأ مع اعتبارات أخرى عند تقييم الأدلة، استكشف دراستنا على رؤية الحيوان للألوان.
- هي أكثر اتساقا مع نظريات راسخة في مجالات مجاورة. على سبيل المثال، حجة رئيسية ضد نظرية التطور عندما اقترحها داروين لأول مرة هو أن النظرية لم تتناغم مع ما عُرف عن عمر الأرض في ذلك الوقت. قدر الفيزيائيون عمر الأرض ب 100 مليون سنة فقط، فترة زمنية اعتُبرت غير كافية للتطور لمراعاة تنوع الحياة على الأرض اليوم. لكن، وكما أن فهمنا للجيولوجيا والفيزياء قد تحسن، وكان عمر الأرض الأكثر دقة هو عدة مليارات من السنين – أصبح هذا الرأي يتوافق بشكل جيد مع فكرة أن كل أشكال الحياة على الأرض تطورت من سلف مشترك.
- تُولد المزيد من الأفكار الجديدة. على سبيل المثال، علم الأحياء التطوري لا يساعدنا فقط على فهم تاريخ الحياة على الأرض، ولكن أيضا يولد الأفكار المفيدة التي يمكن تطبيقها في العديد من المجالات – وعلى الأخص في مجال الطب، والزراعة، والحفاظ على البيئة. قوة التطور لتوليد الأفكار المثمرة في العديد من المجالات الأخرى تعزز قيمته كنظرية.
كل هذا قد يبدو معقدا، ولكن من المهم الحفاظ على النقطة الرئيسية في الاعتبار.
وهذه المعايير هي مجرد مبادئ توجيهية لتحديد الأفكار التي تعمل – الأفكار التي تتناسب مع الأدلة، تولد توقعات جديدة، تلهم المزيد من البحوث، وتبدو تفسيرات دقيقة للكيفية التي يعمل بها العالم!
ترجمة: أمين المهدي الصفحي
تدقيق بدر الفراك
المصدر الأول
المصدر الثاني
المصدر الثالث
