بزرگنمايي:
علم يک روش نظام مند و منطقي براي پي بردن
به نحوه‌ي کارکرد اجزاي موجود در جهان است. علم پيکره اي از دانش گردآوري
شده در اثر اکتشافات پيرامون تمامي اجزاي جهان مي باشد.
علم يک روش نظام مند و منطقي براي پي بردن به نحوه‌ي کارکرد اجزاي موجود در جهان است
“علم” از واژه لاتين scienta برگرفته شده
است که بر اساس ديکشنري مريام-وبستر(Merriam-Webster) به معناي دانش مبتني
بر داده هاي قابل اثبات و توليد مجدد ميباشد. دانش درصدد حصول نتايج قابل
اندازه گيري از طريق آزمايش و تحليل است. دانش بر پايه حقايق قرار دارد، نه
نظر يا ترجيحات. فرآيند علم با هدف چالش کشيدن ايده ها با ابزار تحقيق به
طراحي مي رسد. بر طبق گزارش دانشگاه کاليفرنيا، يکي از جنبه‌هاي مهم فرآيند
علمي اين است که تنها بر دنياي طبيعي تمرکز مي کند. هر چيزي که فرا طبيعي
خوانده شود، جايگاهي در تعريف علم نخواهد داشت.
روش علمي
دانشمندان به هنگام انجام تحقيق از روش
علمي براي گردآوري شواهد تجربي و قابل اندازه گيري در آزمايش مرتبط با يک
فرضيه استفاده مي کنند. نتايج بدست آمده از نظريه مورد بررسي حمايت کرده يا
در تناقض با آن خواهد بود.
مراحل روش علمي به ترتيب زير هستند:
مشاهده يا مشاهداتى انجام دهيد. سوالاتي
در خصوص مشاهدات پرسيده و به جمع آوري اطلاعات بپردازيد. فرضيه اي بسازيد –
توصيفي آزمايشي از مشاهدات – و بر حسب آن فرضيه، اقدام به پيش بيني
نماييد. فرضيه و پيش بيني ها را در آزمايشي با قابليت باز توليد بيازماييد.
پس از تجزيه و تحليل داده ها، نتيجه گيري کنيد؛ فرضيه را قبول يا رد
نماييد. در صورت لزوم، تغييراتي در فرضيه به وجود آوريد. تا زماني که
ناهمخواني ها ميان مشاهدات و نظريه رفع نشود، به تکرار آزمايش بپردازيد.
ماش پريتسکر، يکي از محققان فوق دکتري سابق دانشکده پزشکي هاروارد مي گويد:
تکرار روش ها و نتايج مرحله يکي از مورد علاقه ترين روش هاي علمي است.
قابليت باز توليد آزمايش هاي منتشر شده، اساس و بنيان علم به شمار مي آيد.
اگر قابليت باز توليدي در کار نباشد، متعاقبا علمي در کار نخواهد بود.
مشاهده يا مشاهداتى انجام دهيد
چند اصول کليدي در رابطه با روش علمي
بر طبق گزارش دانشگاه ايالت کاروليناي
شمالي، فرضيه بايد قابل آزمايش و قابل دستکاري باشد. قابل دستکاري به اين
معناست که بايد يک پاسخ منفي احتمالي براي فرضيه وجود داشته باشد. همچنين
تحقيق بايد در بردارنده استدلال استقرايي و قياسي باشد. استدلال استقرايي
عبارتست از فرآيند استفاده از قياس هاي حقيقي براي دستيابي به نتيجه منطقي
اما روش قياسي از روش مخالف بهره مي برد. آزمايش بايد حاوي يک متغير
وابسته( غير قابل تغيير) و يک متغير مستقل(قابل تغيير) باشد. گروه آزمايشي و
گروه کنترل از مؤلفه هاي يک آزمايش به شمار مي روند.
قوانين و نظريه هاي علمي
نظريه تقريبا هيچ گاه تاييد نمي شود، گرچه
برخي نظريه ها به قوانين علمي تبديل مي گردند. قوانين پايستگي انرژي را به
عنوان يک نمونه بارز در نظر بگيريد که نخستين قوانين ترموديناميک محسوب مي
شود. دکتر ليندا بولاند، متخصص زيست شناسي عصبي و مدير دپارتمان زيست
شناسي دانشگاه ريچموند ويرجينيا اعلام کرد که اين قانون علمي مورد علاقه‌اش
است. او گفت: اين قانون در قسمت اعظمى از مطالعات من پيرامون فعاليت
الکتريکي سلولي حکمراني مي کند. امکان ايجاد يا نابود کردن انرژي وجود
ندارد، تنها شکل آن دستخوش تغيير قرار مي گيرد. اين قانون مرا به ياد اشکال
متعددي از انرژي مي اندازد.
قوانين عموما بدون استثنا هستند، گرچه
برخي قوانين با گذشت زمان پس از بروز ناهمخواني و آزمايش هاي بيشتر تغيير
يافته اند. ولي نبايد اين برداشت را کرد که نظريات فاقد معني هستند. براي
تبديل فرضيه به نظريه، آزمايش هاي موشکافانه و سختگيري توسط گروههاي مجزايي
از دانشمندان بايد انجام پذيرد. نظريه به ديدگاه اکثر مردم حدس و گماني
بيش نيست. جيم تانر، استاد زيست شناسي در دانشگاه مارلبورو بيان نمود که
نظريه چارچوبي براي مشاهدات و حقايق است.
قوانين پايستگي انرژي را به عنوان نمونه بارز در نظر بگيريد که نخستين قوانين ترموديناميک مي باشد
تاريخچه مختصري از علم
نخستين شواهد علم را مي توان در دوره هاي
ماقبل تاريح پيدا کرد، مثل کشف آتش، اختراع چرخ و توسعه خط نوشتاري. سنگ
نوشته هاي اوليه حاوي اعداد و اطلاعاتي درباره منظومه شمسي هستند. با گذشت
زمان، علم پيشرفت کرده و علمي تر شد.
قرن سيزده:
بر طبق دايره المعارف فلسفه استنفورد، رابرت گروستست چارچوبي براي روش هاي
مناسب آزمايشات علمي مدرن طراحي کرد. کارهاي او بر اين اصل تاکيد مي کرد
که کند و کاو و بررسي بايد بر پايه شواهدي باشد که از طريق آزمايش مورد
تاييد قرار مي گيرد.
قرن پانزده:
لئوناردو داوينچي يادداشت هايي را در جستجوي شواهدي مطرح کرد که بدن انسان
در مقياس خرد جهاني است. اين هنرمند، دانشمند و رياضي دان اطلاعاتي درباره
هيدروديناميک و فيزيک نور گردآوري کرد.
قرن شانزده:
نيکولاس کوپرنيک با ارائه مفهوم “خورشيد مرکزي” درک ما را نسبت به منظومه
شمسي متحول ساخت. در اين مدل، زمين و سيارات به دور خورشيد مي چرخند.
خورشيد نيز مرکز منظومه شمسي مي باشد.
قرن هفده: يوهانس
کپلر با قوانين حرکت سيارات خود، آن مشاهدات را گسترش داد. گاليله ابزار
جديدي موسوم به تلکسوپ اختراع کرد و آن را براي مطالعه خورشيد و سيارات
مورد استفاده قرار داد. قرن هفدهم به دليل قوانين حرکت اسحاق نيوتن شاهد
پيشرفت هايي در مطالعه فيزيک نيز بوده است.
قرن هجده:
بنجامين فرانکلين دريافت که صاعقه ماهيتي برقي دارد. فعاليت هاي او نقش
چشمگيري در توسعه مطالعات هواشناسي و دريا شناسي داشته است. هنگامي که
آنتوان لاوازيه معروف به پدر شيمي مدرن، قوانين پايستگي جرم را طراحي کرد،
تحولي در علم شيمي پديد آمد.
قرن نوزده:
اکتشافات آلساندرو ولتا در خصوص سري الکتروشيميايى که به اختراع باتري
منجر گرديد، از جمله مهم ترين دستاوردهاي اين قرن مي باشد. جان دالتون نيز
نظريه اتمي را معرفي نمود که بر اين اساس، تمامي مواد از اتم هايي تشکيل
شده‌اند که در اثر ترکيب با يکديگر مولکول ها را بوجود مي آورند. زمانيکه
گريگور مندل قوانين وراثت را به پيش کشيد، ژنتيک مدرن پايه گذاري شد. در
اواخر قرن نوزدهم، ويلهم رونتگن پرتو هاي ايکس را کشف کرد و قوانين اهم
جورج اهم نيز نحوه مهار بارهاي الکتريکي را به دانشمندان نشان داد.
نظريه نسبيت انيشتين در واقع دو نظريه مجزا را در بر مي گيرد
قرن بيست:
اکتشافات آلبرت انيشتين که بيشتر به پاس نظريه نسبيت شهرت يافته است، بر
اوايل قرن بيستم حکمراني مي کرد. نظريه نسبيت انيشتين در واقع دو نظريه
مجزا را در بر مي گيرد. نظريه نسبيت، اين ادعا را مطرح نمود که زمان بايد
بر طبق سرعت يک شي متحرک در ديدگاه ناظر دستخوش تغيير قرار بگيرد. اما
نظريه نسبيت عام منتشر شده با عنوان “مبناي نظريه نسبيت عام” اين ايده را
توسعه بخشيد که ماده باعث خميدگي فضا مي شود.
با ايجاد واکسن فلج اطفال در سال 1952
توسط جوناس سالک، پزشکي متحول گرديد. يک سال بعد از آن، جيمز دي واتسون و
فرانسيس کريک ساختار DNA را کشف کردند که بر اساس کتابخانه ملي پزشکي
آمريکا، يک مارپيچ دوگانه ي ايجاد شده با جفت بازهاى متصل به ستون
قند-فسفات مي باشد.
قرن بيست و يک: در
اين قرن، اولين نسخه‌هايي از ژنوم انسان کامل شد و همين زمينه ساز تحولي
عظيم در درک ما نسبت به DNA شد. بدين ترتيب، مطالعه ژنتيک، نقش آن در زيست
شناسي انسان و استفاده از آن بعنوان پيش بيني کننده بيماري ها و ساير
اختلالات پيشرفت قابل توجهي کرد. و اکتشافات بسيار زيادي که همچنان با روش
علمي صورت مي گيرند و ادامه دارند.