روش‌شناسی علمی گالیله

گالیلئوگا لیلئی (۱۶۴۲ ـ ۱۵۶۴) معروف به گالیله، در شهر پیزا زاده شد. در ۱۵۸۱ در دانشگاه پیزا ثبت‌نام کرد تا در رشته پزشکی تحصیل کند اما به زودی این رشته را برای ادامه تحصیل در رشته‌های فیزیک و ریاضیات رها کرد. او در سال ۱۵۹۲ به سمت استاد کرسی ریاضی دانشگاه پادوا منصوب شد. او در ضمن تدریس در دانشگاه به شدت به نقادی نظریة کلی طبیعی ارسطو پرداخت و تحت تأثیر نظام خورشید مرکزی کپرنیک، اشکالات نجوم بطلمیوسی را برملا کرد.
گالیله در جوانی آثار ارشمیدس، افلاطون و فیثاغوریان را خوانده و به اشکالات فیزیک ارسطویی واقف گشته بود؛ از این رو، به نظریه‌های اصلی فیزیک ارسطویی، یعنی، تفاوت دنیای بالای ماه و زیر ماه، نظریة میل طبیعی عناصر چهارگانه (آب، خاک، هوا، آتش)، کلی طبیعی و نظریة ماده و صورت، پرداخت.
گالیله معتقد بود که کتاب عالم به زبان ریاضی نگاشته شده و به بیان دیگر، خداوند جهان را براساس قواعد ریاضی آفریده است. او در کتاب «عیارسنج» خویش بیان می‌کند: «فلسفه را در این کتاب بسیار بزرگ [جهان] که همواره در برابر دیدگانمان گشوده است نوشته‌اند. ولی فقط کسی به فهم آن نائل خواهد آمد که قبلاً زبان این کتاب و حروفی را که بدان نوشته شده است فرا گرفته باشد. این فلسفه به زبان ریاضیات نوشته شده و حروف آن عبارت است از مثلثها و دایره‌ها و دیگر اشکال هندسی که جز با واسطة آنها کلامی از این کتاب برای بشر مفهوم نیست، و بدون آنها نیز عاقبتی جز سرگردانی بیهوده در کوره راه‌های تاریک به نظر نمی‌رسد.»
اینکه در عالم روابط ریاضی برقرار است و ساختار آن را روابط عددی ـ هندسی تشکیل می‌دهد، ریشه در اندیشة فیثاغوریان دارد. ارشمیدس ـ که خود الهام‌بخش گالیله در مطالعات مربوط به حرکت بوده است ـ چنین اعتقادی داشت و مباحث اهرم و حرکت پرتابی‌ها را با همین نگرش مطرح کرد و مورد کاوش قرار داد. نجوم آشکارا با هندسه آمیخته بود و مکانیک نیز از ریاضیات بهره می‌گرفت. اما گالیله با این اعتقاد که اشیاء دارای دو گونه کیفیات هستند، یکی آنها که اساسی یا اولیه‌اند و دیگر آنها که حاصل بازنمایی ذهن آدمی هستند، عملاً تبیین ریاضی حرکات اشیاء عالم را در پرتو روشن‌تری ارائه نمود. کیفیات اولیة اشیاء، به اعتقاد گالیله، عمدتاً عبارت‌اند از شکل، اندازه، امتداد، مکان و حرکت. بنابراین روشن است که ریاضیات، شامل حساب (جبر) و هندسه، تا چه اندازه می‌تواند نمایشگر شکل‌ها باشد و مسافت‌ها را اندازه‌گیری کند.
جدل گالیله بر ضد ارسطو متوجه روش استقرایی ـ قیاسی ارسطو نبود، او خود نظر ارسطو را در خصوص تحقیق علمی به عنوان یک پیشرفت دو مرحله‌ای از مشاهدات به سوی اصول کلی و بازگشت دوباره به سوی مشاهدات، پذیرفته بود. همچنین گالیله در این مورد که اصول تبیین‌کنندة طبیعت باید از داده‌های تجربه و حسی استقرا شوند با ارسطو هم رأی بود. یک انتقاد گالیله به پیروان ارسطو (مشائیان) این بود که آنها به جای اینکه اصول خویش را از طبیعت بگیرند، تعالیم ارسطو را به عنوان اصول و مقدمات کار خویش مسلم می‌گیرند و به کار می‌برند.
● تفکر نظریه‌پرداز
گالیله بر اهمیت انتزاع و ایده‌آل سازی مفهومی در فیزیک تأکید می‌کرد و بدین وسیله موفق شد دامنة روش‌های استقرایی را بسط دهد. او در مطالعات خود، روش ایده‌آل‌سازی مفهومی را در مفاهیمی نظیر «سقوط آزاد در خلأ» و «آونگ ایده‌آل» به کار برد. این گونه مفاهیم ایده‌آل به طور مستقیم در خود پدیده‌ها مصداق ندارند. این مفاهیم به وسیلة استنتاج استقرایی از یک سلسله پدیده‌ها، صورتبندی شده‌اند. مثلاً مفهوم سقوط آزاد در خلأ، از بررسی رفتار مشهود اجسام مختلف در یک سلسله مایعات با چگالی‌های متفاوت به دست آمده است.
گالیله در عین حال، به تأیید تجربی نظریه‌پردازی‌های خود پایبند است؛ اما گویی از آنجا که روش ریاضی خود را در تبیین و پیش‌بینی پدیده‌های فیزیکی بسیار کارا یافته است، گاهی نیز در برابر نقض‌های تجربی و نه‌گویی‌های آزمایش‌ها لجوجانه همچنان بر نظریه‌های خویش پافشاری می‌کند. نمونه‌های این موضع‌ها را می‌توان در خصوص سرعت سقوط دو کرة هم حجم یا تبیین او در خصوص جزر و مد ملاحظه کرد.
با وجود این، باید پذیرفت که هر چند گالیله بر نقش نظریه‌پردازی و مفهوم‌آفرینی، و به طور خلاصه درک نظری ریاضی عالم تأکید می‌کند، در مقایسه با دکارت، فروتنی بیشتری در خصوص تبیین‌های علمی نشان می‌دهد. گالیله می‌کوشد نظریه‌ها را بر تارک ریاضیات بنشاند و بستر آزمون‌پذیری و دقت و قابلیت پیش‌بینی آنها را فراهم آورد؛ بیهوده نیست که او را یکی از پیشگامان علم جدید خوانده‌اند چرا که این سه ویژگی‌ مذکور از جمله خصلت‌های اساسی علم جدید به شمار می‌آیند.
● نظام‌پردازی قیاسی
گالیله الگوی ایده‌آل ارشمیدسی را در مورد نظام قیاسی مورد تأیید قرار داد. او همچنین بر تمایز افلاطونی میان بود و نمود (حقیقت و پدیدار) که این الگوی ایده‌آل معمولاً با آن همراه است، صحه گذاشت. جنبة بسیار با اهمیت گرایش ارشمیدسی ـ افلاطونی گالیله همانا تأکید او بر ارزش ایده‌آل‌سازی مفهومی در علم است. شاید بخش مهمی از موفقیت گالیله در فیزیک را بتوان ناشی از قابلیت و مهارت او در چشم‌پوشی از مسائل بغرنج تجربی، به منظور کار کردن با مفاهیم ایده‌آل شده‌ای نظیر «سقوط آزاد در خلأ»، «آونگ ایده‌آل» و «حرکت بدون اصطکاک کشتی در اقیانوس» دانست. این یکی از ویژگی‌های مثبت چهرة نظام‌پردازی قیاسی است.
گالیله خود نظر عمیقی دربارة نقش انتزاع و تجرید در علم داشت. او در کتاب دو نظام جهان خویش می‌نویسد: درست همان طور که اگر تاجری بخواهد به موجودی شکر، ابریشم و پشم خود رسیدگی کند می‌باید وزن جعبه‌ها، عدل ها و سایر بسته‌بندی‌ها را کم کند، به همین قیاس یک دانشمند ریاضیدان وقتی می‌خواهد آثاری را که در فکر خود و به طور انتزاعی اثبات کرده، در عمل و به طور انضمامی مورد بررسی قرار دهد، می‌باید موانع را کنار بزند؛ و اگر او قادر به انجام چنین کاری باشد، در آن صورت به شما اطمینان می‌دهم که امور، در توافق و مطابقت، دست‌کمی از محاسبات ریاضی ندارند. در این حال، خطاها نه ناشی از انتزاعی بودن یا انضمامی بودن هستند و نه ناشی از هندسه یا فیزیک؛ بلکه مسئولیت‌شان به گردن محاسبی است که نمی‌داند چگونه حسابرسی راستین را به انجام برساند.

کامران قره‌گزلی

منابع:
۱ـ جمعی از نویسندگان، «گالیله؛ گوشه‌هایی از زندگی و آثار او»، مرکز بین‌المللی سنتز، بخش تاریخ علم، مترجم دکتر ناصر موفقیان، انتشارات علمی و فرهنگی (۱۳۷۴)، فصل چهارم.
۲ـ جان لازی، «درآمدی تاریخی به فلسفه علم»، ترجمه علی پایا، انتشارات سمت (۱۳۸۵)، فصل هفتم.

منبع : روزنامه اطلاعات