تأملی در روش شناسی مؤلف كتاب «اصول ریاضی فلسفه طبیعی»: پرچم نیوتن را رها كن، به تیر و كمانش بنگر!
نویسنده: سعید زیباكلام
«اگر می خواهید چیزی از فیزیكدانان نظری درباره روش هایی كه به كار می گیرند در یابید، من به شما توصیه می كنم كه محكم به یك اصل بچسبید: به حرف های آنها گوش ندهید و توجه خود را معطوف به اعمال آنها كنید». آلبرت اینشتین- ۱۹۳۳
استادان و عالمان رشته های علوم طبیعی، فنی و مهندسی از یك سو و علوم اجتماعی و علوم انسانی از سوی دیگر اعم از دانشگاهی یا حوزوی بی هیچ تردید و درنگی بر این باورند كه فیزیكدانان ، آشنا ترین و داناترین عالمان نسبت به روش علمی هستند كه غلط یا درست ممدوح همگان است. اینشتین خود از جمله دانشمندان فیزیك است و بنابراین امكان دارد به نظر برسد كه وی چگونه می تواند چنین قضاوتی درباره دانشمندان بكند.
بنابراین شایسته است كه قضاوت سنجیده او را درباره عدم همسازی قول و فعل فیزیكدانان و بلكه همه دانشمندان طبیعی مورد تأمل و تحقیق قرار دهیم. این شایستگی از آن روست كه به نظر می رسد این عدم سازگاری منحصر به فیزیك نظری یا حتی علوم طبیعی نیست، به طوری كه اگر در رفتار متخصصان حوزه علوم اجتماعی یا علوم انسانی و بویژه در فلسفه به قدر كافی تأمل كنیم، متحیر خواهیم شد كه چقدر میان آنچه عالمان این حوزه ها می گویند و آنچه انجام می دهند، تفاوت و بلكه تعارض وجود دارد. داستان این تفحص و تحقیق خصوصاً در باب فلسفه به پژوهش مستقل و مفصل جداگانه ای نیاز دارد! اما آنچه در این مقال به آن خواهیم پرداخت، حوزه ای است كه عموماً پنداشته می شود كه باید الگو و اسوه سایر علوم و معارف باشد: علوم طبیعی. برای این منظور آثار علوم طبیعی نیوتن و بویژه اثر بزرگ، معروف ، مبنایی و پر مناقشه «اصول ریاضی فلسفه طبیعی» را مورد كاوش قرار می دهیم. سؤال آغازین ما در این مقاله این است كه روش علمی نیوتن چیست روشن است كه این سؤال حاوی دو وجه است یا می توان از دو منظر به آن نگریست و پاسخ داد. نخست این كه نیوتن درباره روش كارش چه گفته است و دوم این كه روش علمی نیوتن به واقع یا در عمل چه بوده است.
نخستین گام در پاسخ به این سؤالات این است كه در یابیم چارچوب كلی كتاب اصول نیوتن چیست در همین ابتدا باید ذكر شود كه نیوتن دو اثر در فلسفه طبیعی دارد؛ اثر دیگر وی علم الابصار نام دارد كه در حوزه فیزیك نور است. اگر چه این اثر نیز به نوبه خود نوآورانه و قابل توجه بوده است، اما به دو علت با مناقشات فراگیر و طبیعی مواجه نشد در حالی كه چنین مناقشاتی برای مدت های مدید دامنگیر «اصول» بود. نخست این كه علم الابصار همانگونه كه از نامش پیداست، به حوزه نسبتاً كوچكی در فلسفه طبیعی یعنی حوزه نور مربوط است و ثانیاً طبع نخست آن به زبان انگلیسی در سال ۱۷۰۴ ، ۱۷ سال پس از طبع نخست اصول (۱۶۸۷) انتشار یافت، زمانی كه مبانی و مصادرات مابعدالطبیعی و نیز تبعات بنیانی روش شناختی اصول تا حدودی مورد طرح و بحث و به مقدار زیادی مورد آشنایی و عادت قرار گرفته بود. طبع نخست اصول مشتمل بر ۳ دفتر بود. نیوتن در دفتر اول هیچ سخنی درباره نیروی گرانش عمومی نمی گوید. این دفتر درباره مكانیك است و نیوتن در آن تلاش می كند كه زمینه را برای تلفیق حركت مداری در یك نظام متحد مكانیكی فراهم كند كه شامل هر دو نوع پدیدار زمینی و سماوی باشد. این دفتر با ارائه تعریف مبانی بنیادی و سه قانون معروف حركت، آغاز می كند. او در این بخش دستاوردهای پیشین گالیله و دكارت را به كار گرفته و آنها را به سطح بالاتری از پیچیدگی ارتقا می دهد. در دفتر دوم می توان ایده های خامی را یافت و این بخش همچون هر كار پیشگام و نو آورانه ای دچار خطا هایی نیز هست، لیكن چشم گیری دستاوردهای آن به هیچ وجه كمتر از دفتر اول نیست. دفتر دوم در اوج خود به بررسی نظریه گشتارهای دكارتی می پردازد. نیوتن تلاش می كند نشان دهد كه یك گشتار هرگز نمی تواند مجموعه ای از سیاره ها را مطابق سه قانون كپلر به حركت درآورد، همچنین وی تلاش كرد نشان دهد یك گشتار نمی تواند خودكفا باشد.
در دفتر سوم، نیوتن دینامیك خودش را به نظام جهانی اطلاق می كند. در این دفتر وی نظام النجومی دومنظومه را ارائه می كند كه در هر یك اقماری كه از سه قانون كپلر پیروی می كنند، به دور كره مركزی می چرخند. نیوتن با توسل به اصل یكنواختی نتیجه گرفت كه نیروهای عكس مجذور باید ماهیتاً همانند باشند. او می خواست نشان دهد كه نه تنها نیروهایی كه قمرهای متعدد را در مداراتشان نگاه می دارد، ماهیتاً همانند هستند، بلكه آنها با نیروهایی كه انسان ها بر روی زمین می شناسند نیز همانند هست. در ادامه اصول روش نیوتن را در طبع های مختلف «اصول» استخراج و بازسازی كرده و مورد ارزیابی و تحلیل قرار می دهیم. برای این كار هر یك از طبع های اصول را به ترتیب ظهور تاریخی شان مورد ملاحظه قرار خواهیم داد.
روش علمی در اصول ۱۶۸۷ (طبع اول اصول) : همانطور كه پیش تر ذكر شد، طبع نخست اصول دارای ۳ دفتر است. در این مجموعه نسبتاً حجیم نه تنها عنوان هیچ فصل یا زیر فصل از كتاب به روش یا روش شناسی اختصاص نیافته است، بلكه در هیچ جای كتاب سخنی از روش یا روش شناسی نرفته است. آنچه ظاهراً نوید بخش به نظر می رسد، عنوان جالب توجهی است كه در آغاز دفتر سوم به چشم می خورد: «فرضیه ها» در این بخش مجموعاً ۹ فرضیه فهرست شده. با این حال، معروف است كه نیوتن مخالفت خاصی با فرضیه ها داشته است، به طوری كه در میان هر ۳ صنف علم شناسان معاصر یعنی علم شناسان تاریخی، علم شناسان فلسفی و علم شناسان اجتماعی عبارت معروف «من فرضیه جعل نمی كنم» نه فقط تنها عبارتی از نیوتن است كه همه با آن آشنا هستند، بلكه به نحوی بیانگر عصاره تمام روش شناسی وی دانسته می شود. فرضیه ها عبارتند از:
۱- ما باید برای امور طبیعی تنها علمی را بپذیریم كه هم صادق باشند و هم برای تعیین وقوع آنها كافی.
۲- بنابراین، علت های آثار طبیعی از یك نوع یكسان هستند.
۳- هر شیء می تواند به هر نوع شیء دیگر دگرگون شود و همه درجات كیفیات واسطه را می توان متناوباً در آن ایجاد كرد.
فرضیه ۴ ثبوت یا بی تحركی مركز نظام جهانی را اعلام می كرد و فرضیه های ۵ تا ۹ بیانگر برخی شواهد ستاره شناختی بود.
البته همانگونه كه «كوایره» متذكر شده است، این نوع دسته بندی فرضیه ها چندان منسجم نمی آید. نخستین و بزرگ ترین خصلت شگفت انگیز این ۹ قضیه این است كه آنها به حوزه ها و حیطه های كاملاً متفاوتی تعلق دارند. دو فرضیه اول و دوم روش شناختی هستند، در حالی كه فرضیه سوم مابعد الطبیعی است و حال آن كه ۶ فرضیه بعدی درباره ساختار منظومه شمسی بوده و اساساً كیهان شناختی هستند. از آنجا كه این ۹ قضیه به سه حوزه معرفتی كاملاً متفاوت تعلق دارند؛ گردآوردن آنها زیر یك عنوان و در یك مجموعه منطقاً ناهمگن و نامتجانس كاری است كه مطابق هر گونه نظام دسته بندی نامعقول و ناپسندبه نظر می رسد.
آنچه در اینجا مورد توجه قرار می دهیم این است كه آیا این ناسازگاری در طبع های بعدی اصول هم حس می شود و اساساً چه تغییرات مهمی در طبع های بعدی اصول به لحاظ روش شناختی، معرفت شناختی و مابعد الطبیعه روی داده است .
روش علمی در اصول ۱۷۱۳ (طبع دوم) : شایسته است مقدمتاً هدف یا مقصود از مجموعه تغییرات به عمل آمده در اصول ۱۶۸۷ مشخص شود. «ریچارد وستفال» مورخ علم شناس آمریكایی معتقد است كه مقدمه «راجر كوتس» ـ گردآورنده طبع دوم اصول ـ و تحشیه عمومی اصول كه در پایان كتاب آمده، به انتقادات مطرح شده پاسخ می دهد. این دو فقره كه در ابتدا و انتهای طبع جدید قرار گرفته اند، لحنی جدلی را هماهنگ با تغییرات اعمال شده به طبع جدید بخشیدند تغییراتی كه طراحی شده بود تا مقبولیت اثر را نزد فیلسوفان طبیعی تقویت كنند. گذشته از این در مجموع سه تغییر مهم در اصول ۱۷۱۳ نسبت به ۱۶۸۷ صورت می گیرد. مهم ترین و مشهورترین این تغییرات عبارتند از: الحاق بخشی به نام تحشیه عمومی به انتهای اصول؛ حذف عنوان فرضیه در آغاز دفتر سوم و جایگزینی بخشی به نام «قواعد فلسفه طبیعی» به آن . علاوه بر این، تغییر مهم و مرتبط با تغییر دوم كه كمتر طرح و بسط شده عبارت است از به كارگیری فرضیه به معنای متفاوتی از فرضیه در اصول ۱۶۸۷.
چگونگی تحول تدریجی مفهوم فرضیه در طی طبع های مختلف اصول و علم الابصار را در مقاله های دیگری طرح كرده و بسط داده ام. آنچه در اینجا به اختصار متذكر می شوم این است كه در طبع اول اصول در ۱۶۸۷ اصطلاح فرضیه به معنای كلاسیك یا سنتی اش یعنی قضیه اساسی یك نظریه به كار رفته است و برعكس در طبع دوم فرضیه به معنای یك امر ساختگی و اغلب امری كاذب یا دست كم به معنای قولی اثبات نشده مراد شده است. اما تغییر مهم تری كه اصول به خود می بیند، آن است كه بخشی كه در ابتدای دفتر سوم به نام فرضیه ها وجود داشت، در طبع دوم اصول به طور كامل حذف شده و به جای آن «قواعد فلسفه طبیعی» نشسته است. در فرضیه اول و دوم اصول ۱۶۸۷ اینك قاعده اول و دوم استدلال در فلسفه نامیده شده اند؛ فرضیه سوم كه در مورد دگرگونی یك شیء به شیء دیگر بود، كلاً از اصول حذف شده است و فرضیه های ۵ تا ۹ از فهرست سابق فرضیه ها خارج شده و تحت عنوان پدیدارها درج شده است. تنها فرضیه چهارم كه قائل به حركت ناپذیری مركز نظام جهان است، فرضیه باقی می ماند، اما در جای دیگری از كتاب به آن اشاره می شود.
كاملاً روشن است كه حذف عنوان فرضیه و درج عنوان قواعد فلسفی طبیعی به جای آن دیگر موارد مورد اشاره به هیچ وجه تغییرات جزیی و كم اهمیتی نیستند، آن هم برای فیلسوفی كه وسواس و احتیاط ویژه و خارق العاده ای در طرح و ارائه آرای خود دارد. نیوتن قاعده سومی را به فهرست نوظهور قواعد فلسفه طبیعی بدین شرح اضافه می كند: «در صورتی كه خصوصیاتی از اجسام نه افزایش پذیرند و نه كاهش و در تمام اجسامی كه بتوان مورد آزمایش قرار دارد، وجود داشته باشند، باید خصوصیات تمام اجسام محسوب گردند.» كوایره، این قاعده را دارای خصلت جدلی می داند و قائل است كه این نقل قول تجربه گرایی فلسفه آزمایشی را در مقابل پیشینی گرایی فیلسوفان قاره ای بویژه دكارت و لایبنیتس می نشاند.» ارزیابی كوایره درباره قاعده ای كه ظاهراً خنثی و بی طرف به نظر می آید، سؤال برانگیز است. اگر توضیحات مفصل نیوتن در زیر این قاعده را به دقت مطالعه كنید، به سرعت متوجه صائب بودن ارزیابی كوایره می شویم و درمی یابیم كه نیوتن كاملاً آگاهانه به تدارك دژی به نام قواعد استدلال یعنی همان چه ما امروز روش شناسی و معرفت شناسی می نامیم، همت گمارده است. دژی كه بتواند همزمان در آن از مواضع وی دفاع كند و از آنجا به مواضع دكارتی حمله نماید. نیوتن می گوید: «نظر به آن كه خصوصیات اجسام فقط به واسطه آزمایش برما معلوم می شود و ما باید هر آنچه كه به طور جهانشمولی با آزمایش ها توافق دارند، جهانشمول بدانیم، مسلماً ما نباید از شواهد و آزمایش ها به خاطر رؤیاها و جعلیات بیهوده ای كه ساخته ایم، صرفنظر كنیم. ما به هیچ شیوه دیگری جز با حواس خود از امتداد اجسام شناخت نداریم و این حواس به همه اجسام دسترسی ندارد. لیكن چون ما امتداد را در تمام اجسامی كه محسوب هستند، ادراك می كنیم، آن را به طور جهانشمول به تمام اجسام دیگر نیز نسبت می دهیم. این كه همه اجسام نفوذناپذیرند را ما از عقل نتیجه نمی گیریم، بلكه از حواس نتیجه می گیریم. اجسامی كه ما با آنها سر و كار داریم را نفوذناپذیر می یابیم و از آنجا نتیجه می گیریم كه نفوذناپذیری خاصیت جهانشمول همه اجسام است.
امتداد، سختی، نفوذناپذیری، تحرك و لختی كل نتیجه امتداد، سختی، نفوذناپذیری و تحرك و لختی اجزا است. بنابراین نتیجه می گیریم كه ذرات اجسام نیز همگی ممتد، سخت، نفوذناپذیر و قابل حركت هستند و به همه آنها لختی متناسب خود اعطا شده است و این شالوده تمام فلسفه است ... مطابق این قاعده ما باید همگی بپذیریم كه به همه اجسام از هر نوعی اصل گرانش متقابل اعطا شده است ؛ زیرا استدلال مبتنی بر ظواهر، گرانش عام همه اجسام را با قوت بیشتری نتیجه می دهد تا نفوذناپذیری اجسام را . این طور نیست كه من گرانش را ذاتی اجسام می دانم، بلكه مقصود من از نیروی درونی چیزی جز لختی شان نیست.» ملاحظه می شود كه با توضیحات مفصل زیر قاعده سوم، نیوتن همزمان هم نوعی آزمایش گرایی تمام عیار را مبنای روش شناسی اش می كند و هم نظریات دكارتیان را جعلیات خودساخته، اعلام می نماید. از سوی دیگر، هم حس گرایی بسیار بنیانی را به منزله معرفت شناسی اش مطرح می كند و همه استدلالات فلسفی دكارت درباره امتداد را مطابق همان حس گرایی كاملاً مردود اعلام می كند و بالاخره هم متافیزیكی برای حوزه فیزیك مهیا می كند تا عالمان آن حوزه بینشی كلی، نسبت به جهانی كه درآن به كاوش مشغولند داشته باشند (عالم از ذرات ساخته شده و باید در پی شناخت تعامل و فعل و انفعالات بین ذرات باشیم) و هم پذیرش گرانش متقابل میان اجسام را به استناد قاعده روش شناختی كه خود طرح و بسط كرده، موجه سازد.
آنچه لازم است مورد توجه تام قرار گیرد این است كه نیوتن تدریجاً با توجه به سیر تحول مواضع در طبع های مختلف اصول به طرح و اعلام قواعد و اصول روش شناسی و معرفت شناسی پرداخته تا آن را میزان داوری بیرونی و ظاهراً بی طرفی میان مواضع خود و دكارتی ها قرار دهد و البته همزمان مدعی است كه نتیجه گیری ها و مواضع او موافق آن قواعد اصول هستند، ولی آرای دكارتیان خیر.