روش‌شناسی نیوتن (بخش اول)

سخنرانی که ارایه می‌کنم حاصل یک پروژه تحقیقاتی تقریباً دو ساله است که در دو بخش تهیه شده است. به دلیل ضیق وقت بخش اول آن را ارائه می‌دهم.

هدف من از اینکه نیوتن را مورد روش‌شناسی قرار دهم این بود که کاوش کنم و ببینم روش نیوتن در کاوش‌های طبیعت شناختانه‌اش چه بود. (در مجموع روش علمی نیوتن چه بود؟)

من با شناخت و مطالعاتی که از انقلاب علمی قرن هفدهم داشتم که بسیار هم مهم است، تصور می‌کردم بتوانم روش‌شناسی نیوتن را ظرف یک مقاله به اتمام برسانم. اما وقتی وارد منابع و آثار شدم و شروع کردم به نوشتن، این مقاله به 3 مقاله تبدیل شده و اصل ماجرا هم به یک کتاب تبدیل شده است. من امروز به یکی از بخش‌های مورد نظر می‌پردازم.

"نیوتن در اصول" (اصول ریاضی و فلسفه طبیعی) و "روش‌شناسی اصول نیوتن " عناوین دو مقاله‌ای است که درباره روش‌شناسی نیوتن به آن می‌پردازم.

اگر می‌خواهید چیزی از فیزیکدانان نظری درباره روش‌هایی که به کار می‌گیرند دریابید من به شما توصیه می‌کنم که محکم به یک اصل بچسبید؛ "به حرف‌های آنها گوش ندهید و توجه خود را به اعمال آنها معطوف کنید." نقل قول از آلبرت انیشتن.

تمام استادان و عالمان علوم طبیعی و فنی مهندسی، پزشکی و شاخه‌های آن، علوم اجتماعی و علوم انسانی اعم از دانشگاهی یا حوزوی بی‌هیچ تردیدی بر این باورند که فیزیکدانان آشناترین و داناترین عالمان نسبت به روشی هستند که غلط یا درست، مطلوب و ممدوح همگان است. لیکن انیشتن غیر از این فکر می‌کند.

سخن فوق نخستین جمله انیشتن در سخنرانی معروف هربرت اسپنسر اوست که تحت عنوان: درباره روش فیزیک نظری در سال 1933 ایراد شده است.

انیشتن یک فیزیکدان است. بنابراین امکان دارد به نظر برسد او چگونه می‌تواند چنین قضاوتی داشته باشد. اما باید از طرفی خاطر نشان کرد که او دانشمندی فیلسوف نیز بوده است. مروری بر جمیع آثارش آشکار می‌کند او به میزان قابل توجهی با فلسفه آشنا بوده است. پروفسور جرالد فورتون این فلاسفه و دانشمند فیلسوفان را چنین ذکر می‌کند: افلاطون، اسپینوزا، یونگ، جان استوارت میل، امپر، کیرشوف، هلم هوت، هرش، ماخ و کارل کرلسون.

به گفته صریح انیشتن، او تحت تأثیر برخی از آثار و مکتوبات فلاسفه بوده است. شاید قابل قبول باشد فیزیکدان برجسته‌ای بر فراز انیشتن بتواند خود را از اقلیم یا پارادایمی که در آن تعلیم و تربیت یافته خارج کند و سپس به آنچه که هم‌کسوتان خودش عامل و قائل هستند بصیرتمندانه نگریسته، میان اقوال و اعمال آنها به وضوح هیچ سازگاری و همخوانی نبیند، یا همسازی بسیار اندکی ببیند. گرچه این خروج از پارادایم کار سهل، ساده و متداولی نیست لیکن شدنی و ممکن است.

شایسته است قضاوت سنجیده انیشتن درباره همسازی قول و فعل فیزیک‌دانان و بلکه دانشمندان طبیعی را مورد تأمل و تحقیق قرار دهیم. این شایستگی از آن روست که به نظر می‌رسد این عدم سازگاری منحصر به فیزیک نظری و یا حتی علوم طبیعی نیست. به طوری که اگر در حوزه علوم اجتماعی یا انسانی و به ویژه در فلسفه به قدر کافی غور و تدقیق کنیم متحیر خواهیم شد که چقدر میان آنچه عالمان این حوزه‌ها می‌گویند با آنچه انجام می‌دهند تفاوت، بلکه تعارض وجود دارد.

داستان این تفحص و تحقیق و قصه حیات‌بخش و حیرت‌زای آن خصوصاً در باب فلسفه به پژوهش مستقل نیاز دارد. اما آنچه در این موضع بدان خواهیم پرداخت حوزه‌ای است که عموماً پنداشته می‌شود باید الگو و اسوه سایر معارف باشد: علوم طبیعی.

برای این منظور آثار علوم طبیعی نیوتن و به ویژه دو اثر بسیار معروف و مبنایی‌اش یعنی: "اصول ریاضی فلسفه طبیعی" و "علم الابصار" او را مورد کاوش قرار می‌دهیم.

سوال آغازین من در این مقاله این است: روش علمی نیوتن چیست؟

روشن است این سوال حاوی دو وجه و منظر است.

اول اینکه: نیوتن درباره روش کارش چه گفته است؟

دوم اینکه: روش علمی نیوتن در عمل چه بوده است؟

به عبارت دیگر برای پاسخ دادن به سوال روش علمی نیوتن چیست؟ باید به دو سوال بالا پاسخ داد. همانطور که در مقاله روش‌شناسی اصول نیوتن متذکر شدم، برای استخراج و بازسازی روش علمی نیوتن هر یک از دو اثر بزرگ او را جداگانه مورد طرح، بازسازی، ارزیابی و تحلیل قرار می‌دهم. سپس در مقاله سومی تحت عنوان: روش علمی نیوتن چیست؟ مجموعه نتایج حاصله را مورد بحث و بررسی تحلیل قرار می‌دهم.

همان‌طور که در طبع نخست اصول را (مقصود از اصول از اینجا به بعد اصول ریاضی فلسفه طبیعی است) مبنای ارائه چهارچوب کلی اصول قرار دادیم در مورد "علم‌الابصار" هم به همان نحو عمل خواهیم کرد. طبع نخست علم‌الابصار که به زبان انگلیسی در سال 1704 انتشار یافت حاوی سه دفتر و مجموعه معروفی از پرسش‌هاست. دفتر اول درباره انعکاس و انکسار نور، تشکیل تصویرها، تولید طیف‌ها توسط منشورها، خواص نور رنگی و ترکیب نور سفید بحث می‌کند. دفتر دوم عمدتاً مصروف تولید رنگ‌ها در آنچه ما پدیدار تداخل می‌نامیم شده است.

در دفتر سوم، نیوتن آزمایش‌هایی را درباره دفرکشن مورد طرح و بحث قرار می‌دهد. در آخرین بخش کتاب پرسش‌هایی مطرح می‌شود که نیوتن انواعی از فرضیه‌ها را نه فقط درباره نور بلکه درباره موضوعات بسیار زیادی در فیزیک و فلسفه طرح و بحث می‌کند.

نظر به اینکه کاوش ما روش شناختی و معطوف به بازیابی روش علمی نیوتن در علم‌الابصار است، به نظر می‌رسد بتوان به این مقدار درباره چهارچوب کلی اثر اکتفا کرد. بنابراین به اولین طبع علم‌الابصار می‌پردازیم (1704).

روش علمی در علم‌الابصار 1704

همانطور که قبلاً به اختصار توصیف شد، علم‌الابصار شامل سه بخش و مجموعه‌ای از پرسش‌هاست. نخستین طبع علم‌الابصار به انگلیسی در سال 1704 منتشر شد. مجموعه پرسش‌های آن شامل 16 پرسش در حوزه نور است. این پرسش‌ها نه تنها به هیچ‌وجه مستقیماً متعرض مباحث روش شناختی نمی‌شوند که هیچ دلالت روش شناختی خاصی هم ندارند. اما آنچه به دقت قابل توجه است، نخستین جمله متن کتاب (بخش 1 دفتر اول) است:

"هدف من در این کتاب تبیین خواص نور توسط فرضیه نیست بلکه طرح و اثبات آن خواص توسط استدلال و آزمایش است"

آنچه که این جمله کاملاً روش‌شناختی را به شدت قابل تأمل می‌کند این است که نه تنها نیوتن هیچ توصیفی درباره اهمیت و شأن صدور آن نمی‌دهد که درباره عبارت کلیدی آن از قبیل: "تبیین توسط فرضیه و اثبات توسط استدلال و آزمایش" به کمترین توضیح هم بسنده نمی‌کند.

روشن است که تبیین توسط فرضیه نه سبز بلکه سیاه است. یعنی هیچی معلوم نیست و از آن بیشتر سیاه‌تر و ظلمانی‌تر، اثبات توسط استدلال و آزمایش است. حال آنکه منتزع است که بلافاصله پس از طرح این قبیل اصول راهبردی و تأثیر‌گذار بر مطالب و مباحث یک اثر مفاهیم و عبارات محوری آنها اگر به مفهوم‌سازی و نظریه‌پردازی دست بدهند، تشریح و توضیح بشود.

نیوتن موضع روش‌شناختی خود را با آن یک جمله آغاز و با همان جمله هم تمام می‌کند. در هیچ جای دیگر کتاب (حدود 400 صفحه) متعرض تحلیل و توضیح آن نمی‌شود.

اما آنچه اعلام موضع روش‌شناختی را به شدت قابل تأمل می‌کند این است که نیوتن در اواخر بخش سوم دفتر دوم علم‌الابصار فرضیه‌ایی را مطرح می‌کند:

"هر پرتو نوری که تحت تأثیر ارتعاشی قرار گیرد، میل دارد متعاقباً به راحتی منعکس یا منتقل شود."

نیوتن سپس اضافه می‌کند: "خواه این فرضیه صادق باشد یا کاذب من در اینجا بررسی نمی‌کنم."

برنارد کوهن(cohen) پس از موضع‌گیری روش‌شناختی نیوتن در دفتر اول، متوجه این دوگانگی شده و متذکر می‌شود که نیوتن نه تنها در دفتر دوم چنین اظهارات روش‌شناختی نمی‌کند که میل به انتقال و انعکاس راحت مفاهیم مربوطه که با استقراء و آزمایش اخذ نشده‌اند را مطرح می‌کند.

با توجه به اینکه این‌گونه دوگانگی‌های قول و فعل برای هر دانشمند و فیلسوفی امکان دارد، به گمان من می‌توان از یک مورد نقض اصول روش‌شناختی اعلام شده به سهولت اغماض کرد.

با این حال به نظر نمی‌رسد که این اغماض مشکلی را حل کند. زیرا "روبرت هول" از مورخان به نام انقلاب عملی قرن 17، متذکر امر فراگیر و ژرفی می‌شود که اگر چه یک مورد ناهمسازی میان قول و فعل نیوتن را مرتفع می‌کند، لیکن همزمان روش علمی نیوتن را دچار پیچیدگی ژرف‌تری می‌کند.

روبرت هول قائل است که نیوتن در علم‌الابصار از اثبات قضایا به مدد استدلال و آزمایش صحبت می‌کند، لیکن در سخنرانی‌های دانشگاهی‌اش در سال‌های 1670 تا 1672 همین مطالب را (در علم‌الابصار) جهت تحقق خواست خود برای ایجاد یک نظریه پیچیده ریاضی درباره پدیدارهای نوری و نه صرفاً توصیف آثار مشاهده شده به شیوه‌ای نسبتاً بسیار بسیار هندسی‌تر بیان کرده بود.

به عبارت ساده‌تر، آنچه امروزه نیوتن قائل است که می‌خواهد با آزمایش اثبات کند، حدود 30 سال پیش با شیوه‌ای هندسی اثبات کرده بود.

اما پیش از آنکه ارزیابی و قضاوت نهایی روبرت هول را طرح و ارزیابی کنیم، مناسب است مشخص شود که به جز استثنائات بسیار کوچک؛ علم‌الابصار 1704 هیچ مطلب جدیدی نسبت به آنچه که نیوتن بیش از 30 سال پیش‌تر کامل کرده بود نداشت. استثنائات قلیل هم مربوط به اوایل دهه 80 قرن 17 یعنی پیش از انتشار اصول در 1678 است.

به عبارت دیگر علم‌الابصار 1704 چیزی جز سخنرانی‌ها و رساله‌های کوتاهی که نیوتن عمدتاً در دهه 70 نوشته بود، نیست. با این تفاوت که در آن دوران، یعنی پیش از انتشار اصول 1687 (اولین انتشار اصول) و مواجهه با سیلی از انتقادات قابل توجه منتقدان نامدار و مؤثر، نیوتن به گواهی تمام آثارش شامل اصول 1687، اولاً: به هیچ‌وجه گریزان از فرضیه‌سازی نبود. ثانیاً: برای اقناع و یا اثبات آراء خود نه تنها به هیچ‌وجه نیازی به توسل به آزمایش نمی‌دید، بلکه به سهولت متوسل به ریاضیات می‌شد.

این سخن البته به این معنی نیست که نیوتن آزمایش‌های متعددی به ویژه در حوزه نور انجام نداده و یا در حوزه مکانیک و دینامیک (حوزه اصول) از شواهد تجربی سود نبرده که البته برده است. معروفترین آن؛ آثار "کیلر" است که مورد استفاده او واقع شد. خود نیز مشاهداتی ولو اندک نداشته است. اما ارزیابی تحلیلی قضاوت روبرت هول: وی تغییر شیوه ریاضی سابقاً اعمال شده در سخنرانی‌های دانشگاهی به شیوه آزمایشی اعلام شده در علم‌الابصار 1704 را این‌طور تعیین می‌کند:

"تغییر اسلوب از سخنرانی‌های نوری به علم‌الابصار همچون از دفتر سوم اصول به نظام جهانی نتیجه یک سیاست است، نه محصول تغییری در محتوا یا روش."

به گمان من این سخن روبروت هول که تغییر اسلوب محصول تغییر در محتوا نیست، سخنی سنجیده است. زیرا به نظر می‌رسد درباره اینکه محتوای علم‌الابصار تفاوت عمده‌ای با سخنرانی‌های نوری ندارد، میان علم‌شناسان اتفاق‌نظر وجود دارد. هیچ علم‌شناسی در این زمینه حتی به یک مورد اختلاف نظر هم اشاره نکرده است.

به عبارت ساده‌تر تغییری در محتوی علم‌الابصار نسبت به سخنرانی‌های نوری روی نداده است که تغییر اسلوب را بتوان اساساً به آن نسبت داد.(یعنی محتوای این دو مکتوب تغییری نکرده است) اما در مورد روش، بحث قدری پیچیده‌تر است.

زیرا به رغم سیاست اعلام شده اجتناب از تبیین به مدد فرضیه در علم‌الابصار، نیوتن در این اثر رسماً و علناً هم فرضیه‌سازی کرده و هم از فرضیه در تبیین بهره جسته است.

بنابراین به نظر می‌رسد در مورد فرضیه‌سازی و تبیین به مدد فرضیه، تغییر روشی بر خلاف سیاست اعلام شده جدید رخ نداده است.

یعنی قبلاً در سخنرانی‌های نوری و اصول 1687 فرضیه‌سازی می‌شده و از فرضیات برای تبیین پدیدارها استفاده می‌شده است. حال گفته شده که این کار را نمی‌کنم، اما در عمل تغییری حاصل نشده است. برای توضیح بیشتر این بحث ظاهراً متعارف، ابتدا لازم است تمایزی ایجاد شود. برای این کار لازم است مقصود از مفهوم اسلوب را توضیح دهیم.

کارهای تاریخ‌نگاری، چه فلسفی و چه علم، فوق‌العاده ظریف و پیچیده‌اند. یعنی معنای مفهومی مثل اسلوب در قرن 17 و 18 و یا 16 دقیقاً معنای مورد نظر اسلوب در قرن کنونی نیست. به نظر می‌رسد منظور روبرت هول از اسلوب باید شیوه صورت‌بندی و ارائه و اعلام آراء و اندیشه‌ها باشد. اما درباره مفهوم تمایز هم باید این‌گونه توضیح دهم. اینکه تغییر اسلوب مولود چه علل و عواملی است یک سوال است و اینکه آیا روش اعمال شدن نیوتن تغییر کرده است یا نه سوالی دیگر.

روبرت هول ابداً متعرض سوال دوم نمی‌شود. زیرا اساساً متفتن آن نشده و خودش را تنها پاسخگوی سوال اول می‌داند.

سوال اول این است که تغییر اسلوب مولود چه علل و عواملی است؟ روبرت هول می‌گوید: مولود تغییر سیاست است نه تغییر در محتوا و روش.

لیکن به نظر من پاسخ به سوال دوم اولاً به خودی خود مهم است. ثانیاً روشن کننده مسیر پاسخ به سوال اول است. به نظر من همه شواهد و قرائن بر این موضوع دلالت دارند که شیوه و روش کاری نیوتن هرگونه که هست، تغییری نکرده است.

نیوتن هوشمندانه و از سر مصلحت‌اندیشی‌های مقتضی و متناسب با موضوع و موضع و موقع، هم فرضیه‌سازی می‌کرده و هم به مدد آنها پدیدارها را تبیین می‌کرده و هم در مواردی همچون علت گرانش و آن هم تا مدتی بر فرضیه‌سازی استناد می‌کرده است. نیوتن هم به مدد ریاضیات قضیه‌ای را اثبات می‌کرده و هم آنجا که به مدد شواهد تجربی اثبات قضیه‌ای را ممکن می‌دانسته، متوسل به نتایج آزمایشگاهی هم می‌شده است.

آنجا که می‌توانست ثقل قضیه یا فرضیه‌ای را احراز و اثبات کند این کار را می‌کرد و آنجا که نمی‌توانست، یا عجالتاً شیوه‌ای برای اثبات به نظرش نمی‌آمد خیلی راحت آن را به همان صورت رها می‌کرد.

به عبارتی بسیار موجز، نیوتن با توجه به شرایط و اقتضاء موضوع و امکانات موجود مفهومی ـ نظری، ریاضی و آزمایشی هر آنچه را که مناسب تشخیص می‌داد انجام داده است.

اما روبرت هول کاملاً محق است سوال کند: پس سخن صدر (اول) علم‌الابصار به چه معناست: "هدف من در این کتاب تدوین خواص نور توسط فرضیه نیست، بلکه طرح و اثبات آن خواص توسط استدلال و آزمایش است." مقصود از این جمله چیست و چرا پیش‌تر مثلاً در سخنرانی‌های نوری دهه 70 و یا در اصول 1687 از این قبیل اعلام مواضع روش‌شناختی بسیار صریح و راهبردی هیچ خبری نمی‌توان یافت؟ و این تغییر در اسلوب صورت‌بندی و اعلام آراء نیوتن معلول چه عواملی است؟

به این سوال دقت کنید: نه روش تغییر کرده و نه محتوا. پس چه اتفاقی ظرف این 30 سال (ظرف طبع اول علم‌الابصار) افتاده که نیوتن می‌گوید: آزمایش؛ اثبات. فرضیه‌سازی هم نمی‌کنم؟

پاسخ خیلی ساده این است که؛ شیوه و روش کاری که نیوتن درباره پدیدارهای طبیعی به کار می‌بسته تغییری نکرده است. در نتیجه نه فقط محتوا که روبرت هول متذکرش شده است؛ که روش نیوتن هم تغییر نکرده تا بتوان تغییر اسلوب صورت‌بندی و اعلام آراء نیوتن را معلول آن دانست.

پس چه چیزی تغییر کرده است؟ باید گفت که اسلوب بیان تغییر کرده است. حال چه اتفاقی افتاده که نحوه بیان عوض شده است؟ آنچه تغییر کرده زمینه اجتماعی بسیار پیچیده فکری یا نظری است که پس از انتشار اصول در سال 1687 به وجود آمده است. آنچه باید مورد توجه تام قرار گیرد این است که میان انتشار اصول 1687 و علم‌الابصار 1704، 17 سال فاصله وجود دارد. به علاوه اصول در یک خلاء کامل ارزشی ـ مفهومی ـ نظری متولد نشد. نیوتن نه یک ماشین فوق‌العاده پیچیده یا یک ابر رایانه فوق مدرن بلکه یک انسان بود. به تمام معنایی که از انسان در همه جا می‌شناسیم یا باید بشناسیم. اما اکثراً نمی‌شناسیم.

اصول 1687 (چاپ اول) در زمینه و زمانه‌ای مملو از عالمانی متولد شد که معتقد به آراء و اندیشه‌ و جهان‌بینی به نام "فلسفه مکانیکی" بودند. عالمانی که گرانبار از تعلقات ذو مراتب پنهان و آشکار ارزشی ـ مفهومی ـ نظری بوده، لاجرم به نقد و جرح و تعدیل و تقبیح و تحسین اصول 1687 پرداختند.

نیوتن هم نه ماشینی عالم، بلکه انسانی عالم است. بنابراین بیشتر به مجموعه این واکنش‌ها به رغم اکراه شدید و معروفش از تعامل، مناقشه و معارضه؛ حساس و تأثیر‌پذیر بود. او فوق‌العاده از مناقشه و مباحثه پرهیز می‌کرد.

با توجه به این زمینه محتوم و گریز‌ناپذیر اجتماعی، فکری و فلسفی بسیار پیچیده فکری و اندیشه‌ای است که می‌توان و باید تغییرات علم‌الابصار 1704 نسبت به سخنرانی‌های نوری و اعلان تأمل‌انگیز صدر این کتاب (که چند بار قرائت شد) که بعداً در هیچ جای دیگر تکرار نمی‌کند، مورد بررسی و دقت نظر قرار داد. تا جایی که بعد از آن همان کارهای سابق را انجام می‌دهد.

به این صورت که می‌گوید: هدف من در این کتاب ارائه فرضیه نیست، بلکه اثبات و... موافق این تبیین می‌توان نتیجه گرفت که تغییر عمده و جدی نه در محتوا و نه در روش صورت نگرفته، بلکه نیوتن سیاست یا شیوه جدیدی را در صورت‌بندی، بیان و ابلاغ نظراتش اخذ کرده تا از بیشترین میزان مقبولیت و کمترین مقدار مناقشه و معارضه برخوردار باشد. اینک با هم ملاحظه خواهیم کرد طبع‌بعدی  علم‌الابصار چه تغییرات افزون‌تری به خودش دیده است.          ادامه دارد...