لماذا تحدث الثورات العلمية؟

لا يهتمّ علماء العصر الحديث بالطبيعة الانتقالية للمعرفة العلمية. ولكن ربما في الماضي قد تنقضي قرون أو حتى آلاف السنيين قبل أن تقوم ثورة في فهم الإنسانية للعالم نتيجة نظرية علمية جديدة. وبالتالي، فإن الطبيعة المؤقتة للمعرفة العلمية ليست ظاهرة للعيان. وتسارعت في الآونة الأخيرة وتيرة البحث العلمي، وكذلك معدّل تغيّر المعرفة العلمية. ويبدو اليوم أنّ كل مسبار فضائي جديد أو مُسرّع أو تجربة وراثية (تجربة على الجينات) ستغيّر فهمنا للكون جذريًا. غالبًا ما تكون المعلومات مهملة قبل وجود فرصة لنشرها. وأصبح للتدفق المتزايد في الحقيقة العلمية تأثيرًا على العلم هزّ أساسيات العلم نفسه. أصبح العلماء أكثر تعمّقًا وصار تاريخ العلوم ميدانًا مهمًّا للدراسة. كما أصبح علم المعرفة (الأبستمولوجيا) مساعدًا مهمًا في البحث العلمي.

يعدّ توماس كون أحد أفضل مؤرّخي العلوم في النصف الثاني من القرن العشرين. أصدر كون عام 1962 كتابًا بعنوان بُنية الثورات العلمية (The Structure of Scientific Revolutions) حيث يوضّح فيه كيفية تغيّر الحقيقة العلمية مع الوقت. وقد كان لهذا الكتاب تأثيرًا ثوريًا على عقول عديد من العلماء. فعادة ما يكون النموذج القديم من التطوّر العلمي هرميًا – يُعتقد فيه أنّ اكتساب المعرفة العلمية عملية تدريجية وتراكمية تبنى فيها طبقات الحقائق فوق بعضها البعض إلى أن نصل إلى الحقيقة العلمية الأحدث في قمة الهرم. لكن كون يقول إنّ التطبيق الحقيقي للعلوم عملية غير منظّمة مقارنة بما يقترحه النموذج القياسي بكثير. اعتمادًا على الدراسات التاريخية للتطوًر العلمي، توصّل كون إلى أنه "ربما لم يتطوّر العلم بتراكم الاكتشافات والاختراعات الفردية".[The Structure of Scientific Revolutions: 2]

النموذج الإرشادي السائد

ترتكز ملاحظة كون على واقع أنّ الحقائق العلمية لا أهمية لها في حد ذاتها. إذ يجب أن تدمج الحقائق في إطار تفسيري ما قبل أن يكون لها معنى. فنرى في مسلسل " المصيدة " القديم منذ 1950، كيف يحاول محقّق الشرطة الفظّ الرقيب فريدي دائمًا قطع الجو المشحون بالعاطفة لمشهد الجريمة بمطالبة الشهود أن يعطوه "الحقائق فقط". لكن لا معنى للحقائق نفسها. وإنّما تعطي الحقائق دلالات فقط على طريق فرضياتنا ونظرياتنا. فبين يدي المحقّق الكفء (مثل الرقيب فريدي)، ربما تحبك الحقائق مع بعضها فتعطي ما حدث بالفعل في مسرح الجريمة. إنّ تصريح المشاهدة كالتالي رأيت ضوء خاطفًا الساعة 10 مساءً هي جملة حقيقية ليس لها دلالة حتى نحاول تفسيرها. فمن المحتمل أن يكون الضوء الخاطف الذي رأيته في العاشرة مساءًا، على سبيل المثال، إنارة أو انفجارًا أو مصباح سيارة أمامي على قمة تلّ أو حطام طائرة. تصبح الحقائق من أيّ نوع مهمة فقط عندما نحاول شرح ماذا تعني.

يستطيع العالِم الفذ جمع الملاحظات العلمية للعالَم الطبيعي وربطها معًا لشرح كيفية عمل العالم. فيمكن لأي هيكل من الحقائق أن يُرَتّب ويُفَسّر بطرق كثيرة جيدة. يقول كون إنّ العلم يوسم دوريًا بالثورة عندما يقدّم تفسيره للحقائق العلمية بطريقة جديدة ومختلفة جذريًا تمامًا. ولهذا فليس من الضروري أن تنمو المعرفة العلمية بنمط خطّي عبر تراكم بسيط لمزيد ومزيد من الحقائق العلمية. بل يُميّز تاريخ العلم دوريًا بـ"الثورات" وهو الوقت الذي تعطي فيه الحقائق العلمية تفسيرات مختلفة وجديدة كليًا. كما دوّن كون "هذا بالأحرى لو أنّ المجتمع المهني انتقل فجأة إلى كوكب آخر حيث يُنظر إلى الأشياء المألوفة بضوء مختلف وترتبط بأشياء غير مألوفة كذلك" [The Structure of Scientific Revolutions: 111]

في هذا الكتاب، ناقش كون أنّه أثناء فترات " العلم القياسي"، سيتشارك غالبية العلماء الفهم والتفسير نفسه  للحقائق العلمية، سيرون العالم ويفسرونه بالطريقة نفسها. أطلق على هذه النظرة العالمية المشتركة اسم "النموذج الإرشادي":

يستخدم مصطلح "النموذج الإرشادي" بطريقتين مختلفتين. ترمز الأولى إلى مجموعة المعتقدات والقيم والأساليب الكاملة المشتركة بين أبناء المجتمع الواحد. بينما تشير الثانية إلى عنصر واحد من هذه المجموعة و الحلول الملموسة للأحجيات، المستخدمة كنماذج أو كأمثلة، التي يمكن أن تحل محل القواعد الجليّة كأساس لحل باقي أحجيات العلم القياسي. [The Structure of Scientific Revolutions: 175]

لا يتألّف النموذج الإرشادي من نظرية واحدة، بل من مجموعة من النظريات المتّحدة مع بعضها لشرح العالم. إنّ المنظور الفريد للنموذج الإرشادي يُثير أنواعًا محدّدة من المشاكل التي تحتاج لحلّ، كما أنه يُحدّد أنماط الأساليب الممكن استخدامها لحل تلك المشاكل. يؤمّن النموذج الإرشادي الاتجاه حسب (1) أي من الأسئلة العلمية يجب أن تُسأل (2) أي من الحقائق العلمية تتعلق بإجابة تلك الأسئلة (3) أي من الأساليب يُمكن أن تُستخدم لدراسة تلك الحقائق (4) كيف ينبغي تفسير تلك الحقائق. ولهذا، يعدّ كل نموذج إرشادي نموذجًا ذاتي الاتجاه لتقصي الحقيقة وتحديدها [The Structure of Scientific Revolutions: 103] وفقاً لكون، يعمل كل علم ناضج ضمن نموذج إرشادي مُعرف جيّدًا. على سبيل المثال، تعدّ الصفائح التكتونية هي النموذج الإرشادي الحالي في الجيولوجيا الحديثة. يعتمد نموذج الصفائح التكتونية الإرشادي على فكرة أنّ قشرة الأرض تتكون من سلسلة من صفائح صلبة متحرّكة. طوّر الجيولوجيون عدد من النظريات الثانوية اعتمادًا على تركيب هذه الصفائح وحركتها المرتبطة ببعضها.

تحاول هذه النظريات الثانوية الإجابة على مختلف الأسئلة الجيولوجية. بما فيها: (a) ما هو موقع القارات في الماضي؟ و(b) لماذا تتعرض بعض المناطق لهزات أرضية بشكل متكرر؟ و(c) لماذا تحدث البراكين غالباً في الأحزمة الخطية؟ و(d) كيف تكوّنت كتل الخامات الغنية بالمعادن؟ و(e) لماذا تظهر المناطق الجبلية عادةً على حواف القارات؟ و(f) كيف تكوّنت خنادق المحيطات العميقة؟ على الرغم من أنّ كل نظرية ثانوية سيكون لها الافتراضات الفريدة الخاصة بها، الفرضيات والأساليب التحليلية وأيضًا قواعد البيانات، إلا أنّها جميعًا تحاول الإجابة على الأسئلة عن الأرض بخصوص تركيب الصفائح الصلبة، المشكلة لقشرة الأرض، وحركتها.

إنّ الجيولوجي الحديث  الذي لا يؤمن بالصفائح التكتونية هو عالم خارج إطار التزامن مع فرع العلم الذي يمتهنه أو تمتهنها. يبحث مثل هذا الجيولوجي عن إجابات لأسئلة لا يسألها أحد غيره (أو حتى يهتم بها). على الرغم من أنّ استخدام نموذج الصفائح التكتونية الإرشادي لدراسة الأرض يَمُدّ الجيولوجيين بإجابات عن كثير من الأسئلة السابقة غير المُجابة، فإنّه أيضًا يُظهِر مشاكل جديدة تحتاج إلى بحث إضافي. ولذلك، بمرور الوقت، يستمرّ النموذج الإرشادي ونظرياته الثانوية في التطوّر. إنّ النموذج الإرشادي نوع من خطة اللعبة في البحث عن الحقيقة، لا يرسم فقط الخطوط لأي من الأسئلة ذات الصلة ولكنه يؤمّن أيضًا مبادئ توجيهية لكيفية الإجابة على تلك الأسئلة. وتبعًا لكون، لو أردت المشاركة في مسعى علمي، ينبغي عليك محاولة الإجابة على الأسئلة التي تشكلت بواسطة النموذج الإرشادي العلمي الحالي.

تطوّر النموذج الإرشادي

يقضي غالبية العلماء حياتهم ضمن ما سمّاه كون "العلم القياسي". مبدئيًا، إنّ التوافق بين النموذج الإرشادي الجديد والحقائق العلمية التي تحاول الشرح بعيد عن الاكتمال. يجب متابعة كثير من الآثار، ويجب حلّ مشاكل عديدة، وانتظار إجراء كثير من التطبيقات. يقدّم النموذج الإرشادي الجديد نهجًا مثيرًا وربما أكثر إثمارًا لفهم العالم، ولكننا نحتاج الكثير من التفاصيل للعمل بها. هذا ما أتى به العلم القياسي:

نجاح النموذج الإرشادي ... إنما يكون بداية واعدة بشكل كبير عند نجاح قابلية الاكتشاف في الأمثلة المختارة التي لا تزال غير مكتملة. ويتألّف العلم القياسي من تحقيق ذلك الوعد، ويتمّ الوصول إلى التحقق عن طريق توسيع نطاق معرفة الحقائق التي يكشف عنها النموذج الإرشادي باعتبار أنها حقائق ملهمة على نحو متميّز، وذلك عن طريق زيادة نطاق الربط بين تلك الحقائق و بين تنبؤات النموذج الإرشادي، و عن طريق مزيد من  ترابط النموذج الإرشادي نفسه. [The Structure of Scientific Revolutions: 23 - 24]

كما في مثال تحقيق الوعد، أثناء 200 عام الماضية، اعتقد معظم الجيولوجيين أنّ الأرض تشكّلت بعمليات بطيئة وتدريجية، وليست حدثًا سريعًا وكارثيًا. ويطلق على هذا النموذج الإرشادي مذهب انتظام الكون. طرح في أوائل 1980 نموذج إرشادي جديد (الكارثية) في الجيولوجيا. اعتمد هذا النموذج الإرشادي على فكرة أنّ الأحداث الكارثية أحيانًا يمكن أن تُولد تغيّرات سريعة تبدل الأرض بشكل ملحوظ. مبدئيًا كانت المعلومات الأساسية الداعمة للنموذج الإرشادي الكارثي ارتباطًا بين اختفاء الديناصورات في نهاية العصر الطباشيري والصخور في نفس العمر التي احتوت على كمية مفرطة من معدن (الإيريديوم) الذي وجد في النيازك بشكل شائع. ووجد العلماء منذ أوائل عام 1980 فعلًا الحفرة التي نتجت من تأثير الكويكب في نهاية العصر الطباشيري. وحدّدوا أيضًا بضع عشرات من الخطوط الأخرى للأدلة الداعمة لهذه الأحداث الكارثية. بالإضافة لذلك حدّد الجيولوجيين الآن تأثير أكثر من 200 حفرة بأحجام وأعمار مختلفة في جميع أنحاء الأرض. ترتبط بعض من هذه الحفر الكبيرة بحالات الانقراض الجماعي - بعضها أكبر حجمًا من تلك التي أدت إلى اختفاء الديناصورات. لهذا، فإنّ الكارثية تقدم مثالًا كلاسيكيًا للنموذج الإرشادي المجسد إمكانياته بوساطة (1) البدء من جديد بكمية محدودة من الأحداث الداعمة، (2) وبعد ذلك توسيع قاعدة بياناته ثم (3) إيجاد مساحات جديدة من التطبيق.

على الرغم من التأثير المهيمن للنموذج الإرشادي على المجتمع العلمي، إلا أنه لا يستطيع الإجابة على جميع الأسئلة التي تظهر خلال سياق البحث العلمي القياسي. مبدئيًا، يمكن أن يمتدّ النموذج الإرشادي ليغطي ملاحظات جديدة أو يُعدّل من أجل أفضل توافق للبيانات. وهكذا، يستمر النموذج الإرشادي بالنموّ والتطوّر– فيصبح النموذج أكثر دقة. ولكن حتمًا، سيتمّ اكتشاف الشذوذات التي لا يمكن شرحها ببساطة بنظريات النموذج الإرشادي الحالي. ومع استمرار الشذوذات بالظهور، تصبح عدم ملائمة النموذج الإرشادي واضحة على مهل.

يمكن أن يمثّل شراء زوجين صغيرين لمنزلهما الأول المثال اليومي لهذه العملية. في البداية يلبّي المنزل كافة احتياجاتهم. وما إن يشتريان أثاثًا جديدًا ويأتي أوّل مولود، يتوسّعان بالغرف التي استخدماها سابقاً للتخزين، ومع اقتناء أثاث أكثر وولادة طفل آخر، فسيقومان بتعديل الغرف الحالية أو ربما يضيفان عليها، فإذا استمرّت عائلتهم بالتزايد، سيصبح واضحًا بالنهاية أنّ المنزل أصبح صغيرًا جدًّا، ولن يحل أي تعديل إضافي المشكلة – بل أصبحوا بحاجة إلى منزل جديد وكبير. بنفس الطريقة، يمكن للنموذج الإرشادي أن يعمل لفترة من الزمن جديرة بالاعتبار كمفسّر لمختلف الظواهر الطبيعية. في النهاية، لا يمكن توسعة مبانيه أكثر ولا يمكن الاستمرار بتأمين أعذارًا لعيوبه. فعندها من الواجب أن يستبدل بنموذج إرشادي جديد يحدد بشكل أفضل الاحتياجات الحالية والمشاكل. كان نموذج مركزية الأرض لبطليموس عن الكون، على سبيل المثال، صالحاً لأكثر من أربعمائة عام، ولكنّه في النهاية أُزيل بعيدًا من قبل نموذج مركزية الشمس لكوبرنيكوس. اليوم، كلما تسارعت خطوات البحث العلمي، ظهرت الشذوذات بشكل أسرع، ووجب استبدال النماذج الإرشادية بعد وقت أقصر بكثير. هذا هو السبب الحقيقي الذى جعل علماء مثل كون يشرعون في تعريف الطبيعة الانتقالية للمعرفة العلمية. إذا استطاع النموذج الإرشادي الإجابة على كل سؤال يُطرح، عندئذ سيتم الوصول إلى الحقيقة المطلقة في النهاية، و سيصل العمل بفرع ما من العلوم ببطء إلى نهايته بمجرد إجابة جميع الأسئلة. في العالم الحقيقي، لم يثبت إلى الآن أي نموذج إرشادي علمي عصمته.

فناء النموذج الإرشادي

ليس من السهل الانتقال من نموذج إرشادي قديم إلى آخر جديد. يفضّل العلماء وصف أنفسهم بالباحث الشغوف عن الحقيقة، ولكن تؤكد الطبيعة الشاملة للنموذج الإرشادي أنّ المجتمع العلمي سيحمل قدرًا كبيرًا من المقاومة عند احتمالية اكتساح النظريات القديمة. لن يرغب العلماء الأقدم، الذين قضوا حياتهم المهنية في تطوير النموذج الإرشادي في مجالهم، تجاهل عمل حياتهم من أجل مجموعة من النظريات. فعلى سبيل المثال قضى عالم الآثار الأوروبي البارز فيري جوردن شايلد، الكثير من حياته المهنية يطور نموذج التسلسل الزمنى لعصور ما قبل التاريخ بأوروبا الذي اعتمد على التغيّرات الأسلوبية لأنماط القطع الأثرية. عندما بدأت تقنية التأريخ بالكربون المشع عام 1950 في إحداث تغيير جذري لمفهومنا عن عصور ما قبل التاريخ الأوربية، اختار شايلد الانتحار بدلاً من الوقوف في طريق الإنجاز العلمي- أو ليرى عمل حياته يضيع أمام عينيه.

ذهب عديد من العلماء الآخرين إلى قبورهم ساخطين لأنّ نظرياتهم وأبحاثهم  أهملت في النهاية مع ظهور نظريات ونماذج إرشادية جديدة. حتى العلماء البارزين في مجال ما من المحتمل أن يجدوا أنفسهم كالحرس الخلفي وأخيرًا كالمتحجرات القديمة في مجالهم العلمي. ليس العلم بالمُجازي الجيد للذين يخدمونه بِجِد. ومن ثم وفقًا لكون، يملك كل نموذج إرشادي قدرًا كبيرًا من الجمود المدمج على شكل مهن علمية وغرور شخصي يجب التغلّب عليهما قبل حدوث ثورة علمية. ليس هناك غالبًا أقل من الموت أو التقاعد ليسكت أخيراً أنصار النموذج الإرشادي القديم.

النموذج الإرشادي الجديد

ناقش توماس كون أنّ الشذوذ الذي نشأ أثناء مسار البحث العلمي القياسي يؤدّي في نهاية المطاف إلى "ثورة علمية". بعبارة أخرى، تتعطل الفترات الثابتة والطويلة للعلوم القياسية دوريا بحلقات الفوضى التي سببها النموذج الإرشادي القديم من أجل إعطاء شرح كافٍ للعديد من الحقائق العلمية المعروفة. ثم يتبعها فترة من الارتباك الفكري، والتي من خلالها يمكن أن تقدّم عدد من النماذج الإرشادية المتنافسة في المجال. وفي النهاية يفوز إحدى هذه النماذج المتنافسة، وتُرفض النماذج الإرشادية الأخرى. عادةً ما يكون النموذج الإرشادي الفائز هو ما يقدم أفضل شرح للشذوذات التي فشل النموذج الإرشادي القديم في تفسيرها (كون 1970، 153). يوجّه النموذج الإرشادي الجديد لحل تلك الشذوذات المحددة، ويمكن أن يقدم نظرة مختلفة تمامًا للعالم عن التي قدّمها النموذج الإرشادي القديم. ويوجّه النموذج الإرشادي الجديد لحلّ مجموعة مختلفة من المشاكل وبالتالي يولّد مجموعة مختلفة من النظريات من أجل تحقيق هذه الغاية. أعيد تشكيل النظرة العلمية عن العالم، ومرة أخرى يستقر العلم على فترة أخرى مستقرة في حل المشاكل، تكون خلالها الآثار المترتبة على النموذج الإرشادي الجديد تحت الفحص والاختبار والتطبيق.

(The Limitations of Scientific Knowledge: 37 - 43 )

للدكتور نيجل بروش – عالم الجيولوجيا الأمريكي -.