وحدت و روش علمي
نقش وحدت در رابطه نزديك ميان متافيزيك و روش در بررسي طبيعت با مقدمه علم نيوتني به خوبي روشن مي شود. در دين يوناني- مسيحي ديرپاي مقدم بر كپلر، طبيعت را اساساً به مثابه نظمي متحد و عرفاني تصور مي كردند، زيرا سرشار از عقل الهي بود. الگوي طبيعت روشن نبود، بلكه وحدتي پنهان و منظم وجود داشت كه خود را چونان ضرورتي تابناك در مقابل جستجوي ساعيانه عيان مي ساخت. كپلر در Mysterium Cosmographi***** خود تلاش كرد تا براساس پنج چندوجهي منظم يا كامل فيثاغوري، مدلي براي حركت سياره اي بنا كند. اين چند وجهي ها مي بايست، به ترتيب، در داخل مدارهاي سياره اي كروي و كامل ارسطويي محاط گردند و بدين ترتيب آن ها را تعيين كنند. حتي اين حقيقت كه فضا وحدتي سه بعدي است، انعكاسي بود از [اعتقاد به] خداي واحد و تثليث. و هنگامي كه ثابث شد شواهد رصدي به نفع اين طرحواره نيستند، كپلر در Harmonice Mundi خود تلاش كرد تا مدل يكي شده خود را بر هارموني هاي مقياس موسيقايي فيثاغوري بنا كند.
در نتيجه، كپلر براي استخراج قوانين تجربي سه گانه خود براي حركت سياره اي، در مسيري صعب و دشوار گام برداشت؛ قوانيني كه انقلاب نيوتني را ممكن ساختند، اما هيچ يك از تقارن هاي ظريف و زيبايي را كه عرفان رياضي طلب مي كرد، در خود نداشتند. بدين ترتيب، در نزد كپلر، هم روش ها و نظريات قرون وسطايي عرفان ديني-رياضياتي اي را كه از وحدت متافيزيكي برخوردار است مي يابيم و هم روش ها و نظريه هاي مشاهده تجربي و مدل سازي مدرن را؛ كپلر، شخصيت انتقالي چند چهره اي است در گذار به علم مدرن.
براي شناخت سنت تاريخي كه مورد بحث قرار گرفت و درك نقش وحدت در روش علمي مدرن، روش نيوتن را، صرفاً با توجه به استنتاج قانون عمومي گرانش توسط نيوتن در اصول رياضي كتاب سوم، در نظر بگيريد. مراحل اصلي از اين قرارند: (1) به كار تجربي كپلر و گاليله به منظور تحقيق در مورد پديده هايي خاص، و در اصل به قوانين كپلر براي حركت سياره اي كيهاني و قانون سقوط آزاد گاليله استناد مي شود. (2) قوانين اصلي حركت نيوتن در مورد سيستمي آرماني جسمي با جرم و اندازه كوچك به كار مي رود كه نسبت به جسمي بسيار بزرگتر، تحت تأثير نيرويي حركت مي كند كه ويژگي هاي آن فقط به طريق هندسي تعيين شده است. ماهيت بردار خطي فرضي نيرو، امكان بناي چارچوب مركز جرم را فراهم مي آورد، كه حركت نسبي را از حركت عمومي جدا مي سازد؛ اين سيستمي لخت است (سيستمي كه قانون اول نيوتن در آن معتبر است)، و اين بنا را مي توان چنان بسط داد كه تمام اشياء منظومه شمسي را شامل گردد.
(3) هم ارزي معقولي ميان قوانين كپلر و ويژگي هاي هندسي نيرو، به دست مي آيد: يعني، اين كه هميشه در امتداد خط مارّ بر مركزهاي ميان اجرام باشد و با تناسب معكوس با مجذور فاصله ميان آن ها تغيير نمايد. (4) مصاديق متعدد اين قانون نيرو، براي اجسام فلكي مختلف - مثلاً، براي سيارات و براي اقمار مشتري- به دست مي آيد. از اين جا، مي توان چند نسبت جرم به هم وابسته را به دست آورد- به ويژه مي توان چند تخمين براي جرم خورشيد زد كه مي توان نشان داد در انسجام با يكديگر قرار دارند. (5) نشان داده مي شود كه ارزش اين نيرو براي ماه، با نيرويي كه قانون سقوط آزاد گاليله در سطح زمين طلب مي كرد، يكي است. (6) براي بيان اين نكته كه تمام اقمار و اجسام در حال سقوط، خود نيز منابع نيروي گرانشي هستند، باز هم به قوانين حركت (به ويژه قانون سوم) استناد مي شود. (7) سپسؤ اين قانون به صورت قانون عمومي گرانش تعميم مي يابد و نشان داده مي شود كه مي تواند پديده هاي گوناگون ديگر- از قبيل قانون گاليله براي حركت آونگ، جزر و مد و مانند آن ها را- توضيح دهد. (8) نشان داده مي شود كه تصحيحات انجام شده در مدل مرحله 2 براي اندركنش ميان سياره اي اندك است و بدين ترتيب، ضمن آن كه توضيحاتي براي انحرافات ارئه مي شود، نتايج اصلي حاصل از قوانين كپلر دست نخورده مي ماند.
بنايي كه نيوتن بنياد گذاشت، دستاورد روشي و نظري عظيمي است. غير از وحدت، اجزاء روشي متعدد ديگري هم شايسته مطالعه هستند. در اين جا، معناي يكي سازي، نظام سازي عميق است. با توجه به قوانين حركت، شكل هندسي نيروي گرانش و تمام پارامترهاي مهم آن كه براي توصيف ديناميكي كامل لازم هستند- يعني، مؤلفه G، توان n در شكل هندسي گرانش، Gm1m2/rn – به طرزي منحصر بفرد از پديده ها به دست مي آيند و پس از آن كه قانون عمومي گرانش به دست آمد، اين قانون دركنار قوانين حركت، چارچوب هاي فضايي و زماني و مجموعه صفات خودسازگار جرم را تعيين مي كنند. مثلاً، صفات منسجم جرم، بنيان بناي مركز جرم داخلي و موضعي را ايجاد مي كنند و قانون نخست نيوتن ما را قادر مي سازد كه زمان را مقدار تلقي كنيم: زمان هاي مساوي، زمان هايي هستند كه در طي آن ها، جسم در حال حركت آزاد، مسافت هاي برابر را طي مي كند. چارچوب هاي فضايي و زماني، به نوبه خود، استفاده از قوانين حركت را ممكن مي سازند و بدين ترتيب، چرخه سازنده را كامل مي نمايند. اين بنا، وحدت عميقي با آن دارد، كه به وسيله وابستگي هاي متقابل و چندگانه اجزاء آن، همرسي تقريب هاي آن، و انسجام كميت هاي آن كه به طرق مختلف تعيين شده اند، نشان داده مي شود. تقاضاي روشي براي اين نوع وحدت سازنده، به طرز مؤثر، در قاعده چهارم نيوتن بيان شده است: (اين قاعده با تسامح از اين قرار است) نظريه رقيب را مطرح نسازيد مگر آن كه ساختمان يكي شده همتراز يا برتري را ارائه نمايد- به ويژه، مگر آن كه بتواند مانند نظريه فعلي پارامترهاي خود را براساس پديده هاي تجربي، حداقل به اندازه و در شرايط مختلف به طرزي ناوردا (قاعده سوم) اندازه گيري نمايد.
كانت و ويول، اين جنبه را دليل كليدي باور به اين امر دانستند كه تبيين نيوتني از معقوليت و ضرورتي ممتاز برخوردار است. نكته مهم آن كه، شرط توضيح انحرافات از قوانين كپلر از طريق اختلالات گرانشي، به ويژه در مورد ماه و عطارد، داراي حدودي است؛ اين موارد نيازمند توضيح، اولي از طريق ديناميك n جسمي (كه حتي ممكن است بي نظمي هايي نشان دهد) و دومي از طريق نظريه نسبيت، هستند. امروزه ما ديگر صدق نظريه نيوتن را نمي پذيريم، چه برسد به ضرورت آن. با اين همه اين نظريه معيار معقوليت باقي مانده است. در اين نقش است كه، نه فقط براي كانت، كه براي رايشنباخ و بعداً براي اينشتاين و حتي بوهر كار كرده است: تصور آن ها را از بحراني كه گريبانگير فيزيك مدرن بود و كوشش هاي ايشان را براي بازسازي آن، اگر ناشي از پذيرش آرمان اساساً نيوتني معقوليت به مثابه ساختماني كامل و يكي شده و علم آن ها به اثبات غلط بودن اين آرمان به وسيله نظريه كوانتمي بدانيم، بهتر مي توان درك كرد. با اين همه، نظريه كوانتمي، نظريه اي به شدت يكي شده است، زيرا ديناميكي كه در آن تقارن حفظ شود، ثابت هاي جهاني را آشكار و شرط تعيين پارامتر منسجم و ناوردا را برآورده مي سازد.
روش نيوتني، مثالي مهم و ساده براي اين ادعاست كه يكي سازي بيشتر، با خود قدرت توضيحي بيشتر به ارمغان مي آورد. قانون عمومي گرانش با تقليل تعداد قوانين نيروي لازم براي توصيف حركت هاي كيهاني و اغلب حركت هاي زميني، به يك قانون، ديناميك را يكي مي سازد. نتيجه اين امر، قدرت توضيحي بيشتر براي نظريه نيوتن، به دليل دامنه وسيع تر و قوانين مستحكم تر آن است، زيرا مجموعه داده هايي كه اكنون از آن حمايت مي كنند، بزرگترين مجموعه و وسيعاً در دسترس است و از قانون نيروي منحصر بفردي با دو پارامتر قابل تغيير، كه به روش هاي مختلف مي توان آن ها را تعيين كرد (يعني، دو جرم)، حمايت مي كند. اين نوع يكي سازي را كه ساده تر از يكي سازي كامل سازنده است)، ”يكي سازي منسجم“ مي خوانند. همان طور كه قبلاً گفته شد، در فلسفه روش معاصر تعداد زيادي از اين نظرات مطرح شده، كه به نحوي رجعت سنت كانتي- ويولي را نشان مي دهد.
اما، يكي سازي منسجم، تنها ملاحظه مهم علمي نيست؛ همان طور كه اساساً هر انتقالي از نظريه ماكروسكوپي به ميكروسكوپي نشان مي دهد، دانشمندان براي رسيدن به بينشي عميق تر به هستي شناسي و ساختار علّي، تنوع و پيچيدگي قوانين و يا پارامترها را به شدت افزايش مي دهند- بدين ترتيب است كه زيست شيمي ملكولي در جاي نشانه شناسي ماكروسكوپي پزشكي قرار مي گيرد. اما، يكي سازي منسجم و ژرفاي هستي شناختي بي ربط نيستند: اصلاحات در هر دو بعد، از طريق انطباق هايي صورت مي گيرد كه به يكي سازي نايل مي آيند. اين انتطباق ها در درون يك هستي شناسي مفروض، يكي سازي منسجم را ممكن مي سازند و انطباق ها در ميان هستي شناسي ها [ي مختلف]، طرح هستي شناسي نظام مند تر و زيربنايي تر را ممكن مي سازند (مثلاً، انطباق هاي تقليل گرايانه در حالت نشانگان طبي- علت ملكولي). به يكي سازي منسجم مي توان بدون افزايش عمق هستي شناختي دست يافت. به علاوه، هستي شناسي زيربنايي به قوانين عرصه هاي ديگر مربوط مي گردد؛ مثلاً، نظريه ميكروبيولوژيكي بيماري، پزشكي را به عرصه هاي زيستي مختلفي مانند ژنتيك ملكولي مربوط مي سازد. بيدن ترتيب، يكي سازي در كانون قدرت توضيحي و روش قرار دارد.
|