من المهم جداً لأي طالب علم أو إنسان مهتم في العلوم أن يفهم ويتكلم لغتها. بمعنى أن يعرف ماهي الحقيقة العلمية؟ ما الفرق بينها وبين القانون العلمي؟ وهل النظرية مجرد رأي شخص أو عدة أشخاص؟
في هذه التدوية سأعرّف العديد من المفاهيم والمصطلحات العلمية مثل الحقيقة العلمية، القانون العلمي، الفرضية، النموذج، النظرية العلمية.
نبدأ مع الحقيقة العلمية Scientific fact
هي ببساطة معلومات موضوعية يمكن التحقق منها .موضوعية يعني أنها مستقلة لا تتعلق باستدلال أو فهم شخصي. ذلك يعني أن أي شخص يطلع على هذه المعلومة ويتحقق منها سيصل لنفس النتيجة.
مثال: الأرض مستديرة وتدور حول نفسها. هذه حقيقة علمية لايمكن إنكارها.
القانون العلمي Scientific Law
هو صياغة صحيحة وثابتة لعلاقات سببية بين كميات فيزيائية. عادة تكون هذه الصياغة في شكل رياضي.
مثال: قانون نيوتن للحركة (الجسم الساكن يبقى ساكن والجسم المتحرك يبقى متحرك مالم تؤثر عليه أي قوة).
الفرضية Hypothesis
هي افتراض يقدمه العالم لاقتراح ملاحظة أو ظاهرة معينة. الفرضية قابلة للدحض أو الاثبات بعد اختبارها تحت منهجية علمية. لذلك الفرضية قابلة للصحة والخطأ. والبحوث العلمية جميعها تبنى على الفرضيات التي يتم اختبارها بمنهجية علمية. بالإمكان تعريف الفرضية ببساطة بأنها “توقع من شخص فاهم!“. وللفرضية أنواع كثيرة منها الفرضية البسيطة والمعقدة والتجريبية وأيضا الفرضيات الاحصائية.
مثال لفرضية مقبولة: السماء زرقاء لأنها تعكس لون المياه على سطح الأرض. (أي شخص يمكنه اختبار هذا الشيء ليثبت صحته من خطأه)
مثال لفرضية مرفوضة: البرق لايضرب في نفس المكان مرتين بسبب الشحنات المخزنة في المكان. (تم اثبات أن البرق ممكن يضرب في نفس المكان أكثر من مرة!)
النموذج Model
هو نسخة مصغرة يتصورها العالم لنظام فيزيائي بخصائصه، تكون مبسطة بشكل يكفي لدراسة أهم صفاته ولكن ليست مبسطة بشكل مبالغ فيه بحيث أنه لايمثل هوية النظام في الحقيقة.
مثال: الذرة بنموذجها الكوكبي القديم (تصميم ذرة Bohr) الذي درسناه جميعنا في المدرسة استبدل الآن بالنموذج الجديد الأدق وهو نموذج السحابة الكمية للذرة Electron cloud atomic model.
النظرية العلمية Scientific theory
هي تركيبة لمجموعة من الأدلة والحقائق لظاهرة معينة بمساعدة القوانين العلمية والعلاقات الرياضية التي تربط بعضها ببعض وتفسر الظاهرة أفضل تفسير. النظرية ممكن تطرح بشكل جمل أو معادلات أو تكون بشكل أكثر تعقيد بمجموعة كبيرة من القوانين والحقائق.
مثال: نظرية نيوتن للجاذبية ونظرية ماكسويل للكهرومغناطيسية بالإضافة للنظرية الأكثر جدلا في العالم وتحديدا في عالمنا الإسلامي وهي نظرية التطور.
هنالك مقولة جميلة من العالم هنري بوينكر تقول “العلم هو حقائق. مثلما تبنى البيوت بالأحجار، يبنى العلم بالحقائق، ولكن كومة من الأحجار ليست بيتا، ومجموعة من الحقائق ليست بالضرورة علماً”
الدكتور نضال قسوم قدم “مثال البيت” في كتابه The Young Muslim’s Guide to Modern Science وهو تشبيه يجمع هذه المصطلحات ويربطها مع بضعها، قمت أنا بالتعديل عليه بشكل طفيف. التشبيه هو:
“البيت (المعرفة) يبنى من البلك (الحقائق) يربطه ببعض الاسمنت (المنطق والرياضيات). أعمدة البيت (القنوانين) هي التي تربط البلك (الحقائق) مع بعضها. عظم البيت بكامله بما يشمل السطح والنوافذ والأبواب هو (النظرية). تصميم البيت الذي يتصوره المعماري (العالم) هو (النموذج model) قبل أن يبنى البيت.”
سؤال مهم/ هل النظريات خاطئة وغير مثبتة حتى يتم اثباتها كحقائق؟
هذا سوء فهم لتعريف النظرية، فكما عرفت بالأعلى، النظرية لا تقوم إلا بناء على أدلة وحقائق تجمعهم لتفسير ظاهرة معينة. كلما زادت قوة الأدلة زادت قوة النظرية وثبوتيتها. مثلا، هنالك نظريات سابقة كانت ضعيفة فسقطت وتم استنساخها بنظريات أحدث تحل محلها تفسر الظاهرة العلمية بشكل أصح وأدق. هذه الصفحة من ويكيبيديا تسرد عدد من النظريات التي تم إثبات بطلانها. قد يكون أشهرها نظرية العناصر الأربعة للفيلسوف اليونايني إيمبيدوكليس والتي تقول بأن العالم يتكون كله من أربعة عناصر وهي النار، الهواء، الماء، والتراب ممزوجة ببعضها بنسب مختلفة. على النظير، يوجد نظريات قوية جدا ومثبتة مثل نظرية مركزية الشمس (Heliocentrism) لكابيرنكس.
هل القوانين العلمية حقيقة ثابثة أم هي مؤقتة من صنع البشر؟
الجواب هو أنها أقرب قوانين حالية تمثل فهمنا للطبيعة مقارنة بقوانين خالق الكون سبحانه وتعالى. في الحقيقة، بعض القوانين لاتكفي في بعض الأحيان لتفسير بعض الظواهر، لذلك تظهر لنا قوانين “مجددة”. مثلا، قانون نيوتن للجاذبية لا يكفي لتفسير جاذبية عطارد ومناطق الجاذبية القوية المكتشفة حديثاً في الكون. لهذا السبب تم تحديث نقصها بمعادلات آينشتاين للنسبية العامة. مثال آخر مشهور هو فشل قوانين الفيزياء الكلاسيكية في تفسير الظواهر الفيزيائية على مستوى الذرة والجسيمات. لذلك ظهرت لنا قوانين جديدة في ميكانيكا الكم لتفسيرها.
هل قوانين الطبيعة ثابتة في الزمان والمكان؟ أم تتغير؟
قال تعالى: ((سنة الله في الذين خلو من قبل ولن تجد لسنة الله تبديلا)). العالم بأكمله يعمل تحت قوانين إلهية وضعها الخالق ربنا جل في علاه. هذه القوانين يمكننا كبشر اكتشافها وتفسيرها عن طريق الملاحظة والتجارب.
هنا فيديو يشرح بشكل جميل الفرق بين بعض المصطلحات العلمية التي ذكرتها
إذا كنت تعتقد بأن لديك فهم جيد للمفاهيم العلمية التي ذكرتها، جرب هذا الاختبار السريع وشاركني نتائجك.
أضفت بالأسفل عدة مصادر استفدت منها في كتابة هذه التدوينة وأنصح بقراءتها.
The Young Muslim’s Guide to Modern Science. By Nidhal Guessoum
Scientific ‘Laws’, ‘Hypotheses’ and ‘Theories’ How are They Related? By J R Lakshmana Rao
