1.0: מבוא

בו אנו שוקלים מה הופך את המדע לדרך מובחנת, פרודוקטיבית ומתקדמת להבין כיצד היקום פועל וכיצד המדע מאפשר לנו לזהות מה אפשרי ומתקבל על הדעת ממה שאי אפשר. אנו רואים את "הכללים" המבדילים גישה מדעית לבעיה מסוימת לבין גישה לא מדעית.

מאפיין מרכזי של המדע, ואחד המבדיל אותו מפעילויות אנושיות רבות אחרות, הוא ההסתמכות המהותית שלו על חוויות הניתנות לשיתוף ולא על גילויים אינדיבידואליים. ^{תומאס פיין (1737-1809), אחד ההורים האינטלקטואליים של המהפכה האמריקאית, הבהיר נקודה זו במפורש בספרו עידן התבונה 10.} במדע, איננו מקבלים שהתבוננות או מסקנה נכונים רק בגלל שאדם אחר טוען שזה נכון. איננו מקבלים את תוקף ההתגלות או את מה שאנו מכנים "אמפיריציזם אישי". מה שקריטי הוא שעל סמך התיאור שלנו של תופעה, תצפית או ניסוי, אחרים צריכים, בפועל או לכל הפחות בתיאוריה, להיות מסוגלים לחזור על התצפית או על הניסוי. המדע מבוסס על ידע חברתי (משותף) ולא על אמת נחשפת.

ההתגלות מוגבלת בהכרח לתקשורת הראשונה - לאחר מכן היא רק תיאור של משהו שאותו אדם אומר היה התגלות שנעשתה לו; ולמרות שהוא עשוי למצוא את עצמו מחויב להאמין בזה, לא יכול להיות מוטל עלי להאמין בזה באותו אופן; כי זו לא הייתה התגלות שנעשתה לי, ויש לי רק את המילה שלו לכך שהיא נעשתה לו. תומאס פיין, עידן התבונה

כדוגמה, שקול את אור השמש. במקור נקבע כי אור לבן היה "טהור" וכי איכשהו, כאשר הוא עבר דרך פריזמה, הצבעים השונים של הספקטרום, הצבעים שאנו רואים בקשת, נוצרו דה נובו. ^{בשנת 1665 ביצע אייזק ניוטון (1642—1727) סדרת ניסויים שפירש כמדגימים שאור לבן אינו טהור, אלא למעשה מורכב מאור בצבעים שונים 11.} מסקנה זו התבססה על מספר תצפיות ניסיוניות מובחנות. ראשית, הוא ציין כי אור השמש עבר דרך פריזמה יצר ספקטרום של אור בצבעים רבים ושונים. לאחר מכן הוא השתמש בעדשה כדי למקד את הספקטרום המגיח ממנסרה אחת כך שעבר דרך פריזמה שנייה; קרן אור לבן הגיחה מהפריזמה השנייה. אפשר להמשיך ולהראות שהאור המגיח משילוב פריזמה 1 של עדשת פריזמה 2 התנהג כמו קרן האור הלבנה המקורית על ידי העברתו דרך פריזמה שלישית, שהפיקה שוב ספקטרום. בסוג השני של הניסוי, ניוטון השתמש במסך עם חור בתוכו, צמצם, והראה שאור בצבע מסוים לא השתנה כאשר עבר דרך פריזמה שנייה - לא הופקו צבעים חדשים. בהתבסס על תצפיות אלה, ניוטון הגיע למסקנה שאור לבן אינו מה שהוא נראה - כלומר חומר טהור פשוט - אלא מורכב, באופן בלתי צפוי למדי מאור בצבעים "טהורים" רבים ומובחנים. הספקטרום הופק מכיוון שצבעי האור השונים "כופפו" או נשברו על ידי הפריזמה בהיקפים שונים. מדוע זה קרה לא היה ברור וגם לא היה ברור מהו אור. הניסויים של ניוטון הותירו את השאלות הללו לא פתורות. זה אופייני: תשובות מדעיות הן לרוב ספציפיות ביותר, ומבהירות תופעה מסוימת, במקום לספק הסבר אוניברסלי למציאות.

שני מאפיינים בסיסיים הופכים את התצפיות והמסקנות של ניוטון למדעיות. הראשון הוא שחזור. בהתבסס על תיאור הניסוי שלו אחרים יכלו לשחזר, לאשר ולהרחיב את תצפיותיו. אם יש לך גישה למנסרות ועדשות זכוכית, אתה יכול לחזור על הניסויים של ניוטון בעצמך, ותגיע לאותן מסקנות אמפיריות; כלומר, היית צופה באותן תופעות שניוטון עשה ¹². בשנת 1800, וויליאם הרשל (1738-1822) עשה בדיוק את זה. הוא השתמש בגישה הניסיונית של ניוטון וגילה אור אינפרא אדום (מעבר לאדום). אור אינפרא אדום הוא בלתי נראה לנו אבל נוכחותו יכולה להתגלות על ידי העובדה כי כאשר נספג על ידי אובייקט, למשל על ידי מדחום, זה מוביל לעלייה בטמפרטורה של האובייקט ¹³. ^{בשנת 1801, בהשראת תגליתו של הרשל, השתמש יוהן ריטר (1776—1810) ביכולת האור ליזום את התגובה הכימית: כסף כלוריד + אור → כסף+כלור כדי לחשוף את קיומו של סוג אחר של אור בלתי נראה, אותו כינה "אור כימי" ושאותו אנו מכנים כיום אור אולטרה סגול 14.} חוקרים עוקבים קבעו כי האור הנראה הוא רק חלק קטן מספקטרום רחב בהרבה של "קרינה אלקטרומגנטית" שנע בין צילומי רנטגן לגלי רדיו. מחקרים על האופן שבו אור מתקשר עם חומר הובילו למגוון רחב של טכנולוגיות, החל מהדמיית רנטגן וכלה בהבנת ההיסטוריה של היקום. כל הממצאים הללו נובעים, באופן בלתי צפוי למדי, מניסיונות להבין את הקשת.

ההיבט המדעי השני בעבודתו של ניוטון היה ניסוחו הברור של המשמעות וההשלכות של תצפיותיו, ההיגיון במסקנותיו. אלה הובילו לתחזיות מפורשות, כגון שצבע מסוים יתגלה כהומוגני, כלומר אינו מורכב מסוגי אור אחרים. השקפתו הייתה שסוגי האור השונים, שאנו רואים כצבעים שונים, נבדלים באופן שבו הם מתקשרים עם החומר. אחת הדרכים להתגלות הבדלים אלה היא המידה בה מכופפים צבעי האור השונים כאשר הם נכנסים לפריזמה. ניוטון השתמש בכמה מהרעיונות הללו כשבחר להשתמש במראות ולא בעדשות לבניית הטלסקופ המשקף (או הניוטוני) שלו. העיצוב שלו נמנע מעיוותי הצבע שהתעוררו כאשר האור עובר דרך עדשות פשוטות.

שני המאפיינים של גישתו של ניוטון הופכים את המדע, כמפעל חברתי ומתקדם, לאפשרי. אנו יכולים לשחזר תצפית או ניסוי מסוים, ולעקוב אחר החשיבה המפורשת של החוקר. אנו יכולים לזהות גורמים לא מוערכים שיכולים להשפיע על התוצאות שנצפו ולזהות חוסר עקביות בהיגיון או בהשלכות שניתן לבדוק. זה הופך להיות חשוב יותר ויותר כאשר אנו שוקלים כיצד דיסציפלינות מדעיות שונות מתקשרות זו עם זו.

הפניות

¹⁰ עידן התבונה: www.ushistory.org/כאב/סיבה/סיבה/סינגלהטמ.htm

¹¹ ניסויי פריזמה של ניוטון: http://micro.magnet.fsu.edu/primer/j...pticsu/newton/ & http://youtu.be/R8VL4xm_3wk

¹² אסטרונומיה אינפרא אדום: coolcosmos.ipac.caltech.edu/c... discovery.html

¹³ יש כמה בעלי חיים שיכולים לראות אור אינפרא אדום: https://sciencing.com/animals-can-se...t-6910261.html ו http://news.sciencemag.org/plants-an...infrared-light

¹⁴ ריטר מגלה אור אולטרה סגול: coolcosmos.ipac.caltech.edu/c... itter_bio.html

תורמים וייחוסים

• Template:ContribKlymkowsky