Skip to main content
Global

2.1: ما هو العلم؟

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    169323

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    مثل العلوم الطبيعية الأخرى، تجمع العلوم البيئية المعرفة حول العالم الطبيعي. العلم هو أكثر من مجرد مجموعة من المعرفة، يوفر العلم وسيلة لتقييم وخلق معرفة جديدة. تشمل أساليب العلم الملاحظة الدقيقة، وحفظ السجلات، والتفكير المنطقي والرياضي، والتجريب، وتقديم الاستنتاجات لتدقيق الآخرين. يتطلب العلم أيضًا قدرًا كبيرًا من الخيال والإبداع؛ عادة ما توصف التجربة المصممة جيدًا بأنها أنيقة أو جميلة. للعلم آثار عملية كبيرة وبعض العلوم مخصصة للتطبيقات العملية، مثل الوقاية من الأمراض (الشكل\(\PageIndex{a}\)). تعود العلوم الأخرى إلى حد كبير بدافع الفضول. مهما كان هدفها، فلا شك أن العلم قد غير الوجود البشري وسيستمر في القيام بذلك.

    عرض المجهر للبكتيريا على شكل قضيب
    الشكل\(\PageIndex{a}\): قد يختار علماء الأحياء دراسة الإشريكية القولونية (E. coli)، وهي بكتيريا تعيش بشكل طبيعي في الجهاز الهضمي ولكنها أيضًا مسؤولة أحيانًا عن تفشي الأمراض. في هذه الصورة المجهرية، يتم تصور البكتيريا باستخدام مجهر المسح الإلكتروني والتلوين الرقمي. (تصوير: إريك إيربي؛ تلوين رقمي من كريستوفر بولي، USDA-ARS)

    ومع ذلك، هناك مجالات المعرفة التي لا يمكن تطبيق أساليب العلوم عليها. وتشمل هذه الأشياء مثل الأخلاق أو الجماليات أو الروحانية. لا يمكن للعلم التحقيق في هذه المجالات لأنها خارج نطاق الظواهر المادية وظواهر المادة والطاقة، ولا يمكن ملاحظتها وقياسها.

    الأدلة والقياسات والملاحظات

    يستخدم العلماء الأدلة الموضوعية بدلاً من الأدلة الذاتية للوصول إلى استنتاجات سليمة ومنطقية. الملاحظة الموضوعية هي بدون تحيز شخصي ونفس الشيء من قبل جميع الأفراد. يشير التحيز إلى تفضيل شيء على آخر، ويمكن أن يؤدي إلى نتائج غير دقيقة. البشر متحيزون بطبيعتهم، لذلك لا يمكن أن يكونوا موضوعيين تمامًا؛ الهدف هو أن نكون غير متحيزين قدر الإمكان. تعتمد الملاحظة الذاتية على مشاعر الشخص ومعتقداته وهي فريدة لذلك الفرد (الشكل\(\PageIndex{b}\)).

    الشلال في الوادي
    الشكل\(\PageIndex{b}\): هذا هو جراند كانيون في يلوستون في حديقة يلوستون الوطنية. سيكون البيان الموضوعي حول هذا هو «الصورة لشلال». سيكون البيان الشخصي هو «الصورة جميلة».

    هناك طريقة أخرى يتجنب بها العلماء التحيز وهي استخدام القياسات الكمية أكثر من القياسات النوعية كلما أمكن ذلك. يتم التعبير عن القياس الكمي بقيمة عددية محددة. الملاحظات النوعية هي أوصاف عامة أو نسبية. على سبيل المثال، وصف الصخرة بأنها حمراء أو ثقيلة هو ملاحظة نوعية. يعد تحديد لون الصخور عن طريق قياس الأطوال الموجية للضوء المنعكس أو كثافتها عن طريق قياس نسب المعادن التي تحتويها أمرًا كميًا. تعتبر القيم العددية أكثر دقة من الأوصاف العامة، ويمكن تحليلها باستخدام الحسابات الإحصائية. هذا هو السبب في أن القياسات الكمية أكثر فائدة للعلماء من الملاحظات النوعية.

    الاستدلال الاستقرائي والاستنتاجي

    هناك شيء واحد مشترك بين جميع أشكال العلوم: الهدف النهائي الذي يجب معرفته. الفضول والاستعلام هما القوى الدافعة لتطوير العلوم. يسعى العلماء إلى فهم العالم والطريقة التي يعمل بها. يتم استخدام طريقتين للتفكير المنطقي: التفكير الاستقرائي والتفكير الاستنتاجي.

    الاستدلال الاستقرائي هو شكل من أشكال التفكير المنطقي الذي يستخدم الملاحظات ذات الصلة للوصول إلى استنتاج عام. هذا النوع من التفكير شائع في العلوم الوصفية. يقوم عالم الحياة مثل عالم الأحياء بعمل الملاحظات وتسجيلها. يمكن استكمال البيانات الأولية بالرسومات أو الصور أو الصور أو مقاطع الفيديو. من خلال العديد من الملاحظات، يمكن للعالم أن يستنتج الاستنتاجات (الاستقراء) بناءً على الأدلة. يتضمن الاستدلال الاستقرائي صياغة التعميمات المستنبطة من الملاحظة الدقيقة وتحليل كمية كبيرة من البيانات. يعد مسح استخدام الأراضي (أي المناطق الحرجية والزراعية والحضرية وما إلى ذلك) في جميع أنحاء الولايات المتحدة ثم استنتاج أن مناطق الغابات تتركز في الغرب مثالاً على العلوم الوصفية.

    في التفكير الاستنتاجي، يتحرك نمط التفكير في الاتجاه المعاكس مقارنة بالاستدلال الاستقرائي. التفكير الاستنتاجي هو شكل من أشكال التفكير المنطقي الذي يستخدم مبدأ عامًا أو قانونًا للتنبؤ بنتائج محددة. من هذه المبادئ العامة، يمكن للعالم أن يستنبط ويتوقع النتائج المحددة التي ستكون صالحة طالما أن المبادئ العامة صالحة. على سبيل المثال، قد يكون التنبؤ هو أنه إذا أصبح المناخ أكثر دفئًا في منطقة ما، فيجب أن يتغير توزيع النباتات والحيوانات. تم إجراء مقارنات بين التوزيعات في الماضي والحاضر، وتتوافق التغييرات العديدة التي تم العثور عليها مع المناخ الدافئ. إن العثور على التغيير في التوزيع هو دليل على أن استنتاج تغير المناخ صحيح. الاستدلال الاستنتاجي، أو الاستنتاج، هو نوع المنطق المستخدم في العلوم القائمة على الفرضيات (انظر أدناه).

    للتلخيص، ينتقل التفكير الاستقرائي من المحدد (الملاحظة) إلى العام (الاستنتاج)، وينتقل التفكير الاستنتاجي من العام (الفرضية أو المبدأ) إلى المحدد (النتائج).

    يرتبط كلا النوعين من التفكير المنطقي بالمسارين الرئيسيين للدراسة العلمية: العلوم الوصفية والعلوم القائمة على الفرضيات. يهدف العلم الوصفي (أو الاكتشاف) إلى الملاحظة والاستكشاف والاكتشاف، بينما يبدأ العلم القائم على الفرضية بسؤال أو مشكلة محددة وإجابة أو حل محتمل يمكن اختباره. غالبًا ما تكون الحدود بين هذين الشكلين من الدراسة غير واضحة، لأن معظم المساعي العلمية تجمع بين كلا النهجين. تؤدي الملاحظات إلى طرح أسئلة، وتؤدي الأسئلة إلى تكوين فرضية كإجابة محتملة على هذه الأسئلة، ثم يتم اختبار الفرضية. وبالتالي، فإن العلوم الوصفية والعلوم القائمة على الفرضيات في حوار مستمر.

    العلم هو أيضًا عملية اجتماعية

    يشارك العلماء أفكارهم مع أقرانهم في المؤتمرات، ويسعون للحصول على التوجيه والتغذية الراجعة (الشكل\(\PageIndex{c}\)). تتم مراجعة الأوراق البحثية والبيانات المقدمة للنشر بدقة من قبل الأقران المؤهلين والعلماء الخبراء في نفس المجال. تهدف عملية المراجعة العلمية إلى التخلص من المعلومات الخاطئة ونتائج الأبحاث غير الصالحة والتكهنات الجامحة. وبالتالي، فهي بطيئة وحذرة ومحافظة. يميل العلماء إلى الانتظار حتى يتم دعم الفرضية بكمية هائلة من الأدلة من العديد من الباحثين المستقلين قبل قبولها كنظرية علمية.

    رجل يرفع يده في مؤتمر. يجلس على طاولة طويلة محاطة بالحاضرين الآخرين.
    الشكل\(\PageIndex{c}\): يتبادل العلماء المعلومات من خلال النشر وحضور المؤتمرات. يركز المؤتمر الموضح هنا على أبحاث الفول السوداني والسموم الفطرية (المواد الكيميائية الضارة التي تنتجها الفطريات). الصورة من قبل شارون داودي (CC-BY-NC).

    خصائص العلماء

    لا يوجد شيء غامض أو حتى غير عادي بشكل خاص في الأشياء التي يقوم بها العلماء. هناك العديد من الطرق للعمل على المشكلات العلمية. كلها تتطلب الحس السليم. علاوة على ذلك، تعرض جميعها ميزات معينة تتميز بشكل خاص - ولكن ليس بشكل فريد - بالعلم.

    • الشك - يستخدم العلماء الجيدون معايير بالغة الأهمية في الحكم على الأدلة. إنهم يتعاملون مع البيانات والمطالبات والنظريات (من الناحية المثالية، حتى تلك الخاصة بهم!) بجرعات صحية من الشك.
    • تحمل عدم اليقين - غالبًا ما يعمل العلماء لسنوات - أحيانًا طوال حياتهم المهنية - في محاولة لفهم مشكلة علمية واحدة. غالبًا ما يتضمن ذلك العثور على حقائق تفشل لبعض الوقت في التوافق مع أي نمط متماسك والتي قد تدعم التفسيرات المتناقضة بشكل متبادل. في بعض الأحيان، عندما يستمع المرء للعلماء الذين يدافعون بقوة عن آرائهم، تبدو ثقتهم مطلقة. لكن في أعماق قلوبهم، يعرفون أن وجهات نظرهم تستند إلى الاحتمالات وأن دليلًا جديدًا قد يظهر في أي وقت ويفرض تحولًا كبيرًا في وجهات نظرهم.
    • على الرغم من أنهم بالتأكيد لا يحتكرون العمل الجاد، إلا أن استعدادهم للعمل لساعات وسنوات طويلة لمتابعة المشكلة هو علامة جميع العلماء الجيدين. لأن العلم هو عمل شاق.

    الإسناد

    تم تعديله بواسطة Melissa Ha من المصادر التالية: