محتويات
القاعدة التي تصف نمطاً أو سلوكًا معيناً في الطبيعة
القانون العلمي .
هناك العديد من المصطلحات العلمية الأساسية الواجب على الباحث العلمي معرفتها، وتشمل هذه المصطلحات القانون العلمي، والنظرية العلمية، وكذلك الفرضية العلمية، وأخيرًا كلًا من الحقيقة والإعتقاد.
ويُعرّف القانون العلمي ( scientific law ) على أنه مبدأ أو نص يتم وضعه ليصف حدثًا قد لُوحظ تكراره في الطبيعة بشكل دائم طبيعي دون تدخل بشري ومُؤكد الصحة في سياق أُمكن اختباره، وعادةً يتم صياغته على شكل معادلة رياضية قابلة للتطبيق، ويُستخدم القانون العلمي في جميع العلوم الطبيعة القائمة على الملاحظة والإستنتاج مثل علم الفلك، والأحياء، والفيزياء لوصف الحدث المُلاحظ أو التنبؤ به، ولكن لايقدم تفسيرًا لسبب الحدوث.
خطوات تحقيق القانون العلمي
القانون العلمي جزء من طريقة التفكير الممنهجة التي تعتمد على الملاحظة والإستنتاج، والتي تتحقق بعدد من الخطوات:
- تبدأ عملية التفكير الممنهج بوضع الفرضية والتي تعتمد على ملاحظة شئ ما متكرر تلقائيًا.
- اختبار الفرضية عدة مرات حتى الوصول إلى نظرية ثابتة وواضحة يمكن صياغتها.
- اختبار النظرية العلمية من خلال البحث الدؤوب والتجارب المتكررة للتأكد من صحة الفرضية أو عدم صحتها، وعند ثبوت صحتها تصبح نظرية علمية صحيحة قابلة للتمثيل الرياضي لتُعرف بالقانون العلمي.
فيمكننا القول مما سبق أن القانون العلمي يرتبط بعدد من المصطلحات المترابطة التي تُفضي فى نهاية المطاف إلى تحقيق طريقة تفكير علمية ممنهجة، وهما النظرية العلمية والفرضية العلمية.
مفهوم النظرية والفرضية العلمية
- تخمين منهجي.
- تنبؤ.
- تفسير مبدأي.
تُعرف الفرضية العلمية بـ ( scientific Hypothesi)، وهو جزء من التفكير العلمي المُمنهج، ويتشعب مفهوم الفرضية العلمية وفقًا لسياق استخدامها بها، فللفرضية العلمية عدد من المفاهيم التي توضع بالاعتبار، وهي أنها:
تخمين منهجي: لإعتماد الفرضية على الملاحظة والتفسير فإنها في بعض الأحيان تستطيع الفرضية تخمين ماسيحدث تاليًا بناءً على المعطيات الداخلة عليها، ويحتمل ذلك الصواب والخطأ على السواء.
التنبؤ: عند قيام العلماء بالتجارب العلمية، يتم وضع عدد من النتائج بالحسبان، تنبؤًا بما قد يحدث وتسمي هذه التنبؤات فرضيات.
تفسير مبدأي: تقديم اقتراحات أو تفسيرات عقب ملاحظة شئ ما بشكل علمي، يُعتبر فرضية، ويجب اختبار التفسير لمعرفة صحة الفرضية من عدمها، فإن كانت الفرضية صحيحة ستأتي النتيجة المُتوقعة، فالفرضية أمر مؤقت للغاية ويمكن أن يتغير عند اكتشاف الخطأ بالتجربة.
أما عن النظرية العلمية، فتعرف بـ (scientific theory)، والتي تم وصفها من قبل الأكاديمية الوطنية االأمريكية للعلوم على أنها تفسير علمي مُثبت الصحة ولا يوجد أي دليل قد يغير أو يُنفي صحته، فتُشير كلمة النظرية بالعلوم إلى شرح دقيق وكامل لأحد الظواهر أو السمات الطبيعية، وتكون مدعومة بحقائق وتجارب كثيرة مُكررة، كما يمكنها التنبؤ بما سيحدث مسبقًا في الظاهرة القادمة اعتمادًا على النظرية الموضوعة.
- النظرية العلمية هى تفسير علمي لأحد الظواهر الطبيعة، وتحمل الإجابة عن لماذا قد يحدث ذلك، فهي لست تنبؤ وإنما حقيقة ثابتة بالتجربة.
- النظرية غير قابلة للتغيير، لأنها تكون عادةً مدعومة بتأييد الكثير من العلماء، وبالتالي تعني شيئًا ومعنى، وتكون في أغلب الحالات تحمل تفسيرًا منطقيًا.
- حدوث تغيير بأحد النظريات يُعتبر أمرًا مستحيلًا، ولكي يحدث ذلك لابد أن تفشل النظرية في تفسير عدد كبير من الملاحظات، مما يدجضها كليًا.[2]
ما الفرق بين النظرية والفرضية العلمية
يمكننا استنتاج الفارق بين كلًا من النظرية العلمية والفرضية العلمية من حيث:
- مقدار الثبات العلمي بهما.
- قابلية التنبؤ بهما.
- إحداث تغيير بإحدى أركانهما.
مقدار الثبات العلمي لهما: النظرية حقيقة ثابنة علميًا لايمكن دحضها بسهولة، ولكن الفرضية تنبؤ يحتمل الصواب والخطأ.
قابلية التنبؤ بهما: يُمكن التنبؤ بواسطة كلًا منهما، فالفرضية في حد ذاتها تخمين وتنبؤ، بينما النظرية تلقي الضوء على المزيد من التخمينات المستقبلية.
إحداث تغيير بهما: الفرضية قابلة للتغير فهي مؤقتة وقابلة للدحض بالتجربة، أما عن النظرية فهي ثابتة بالتجربة المتكررة ولا يُمكن تغييرها بسهولة إلا عند عجزها عن تفسير الكثير من النقاط العلمية. [2]
ماهي أوجه الشبه والإختلاف بين القانون العلمي والنظرية العلمية
تشمل أوجه التشابه بين كلًا من القانون العلمي والنظرية عدد من النقاط:
- كلاهما مبادئ تم وضعها للتنبؤ بسلوك ما في الطبيعة.
- يتم دعمهما بالملاحظات والأدلة العلمية.
- كلاهما مُرتبط بالآخر بشكل ما.
أما عن أوجه الإختلاف من حيث:
- التمثيل الرياضي.
- إيضاح التفسير.
التمثيل الرياضي: يمكن تمثيل القانون بشكل رياضي يوضح العلاقة بين المتغيرات وفق مجموعة من البيانات، بينما لايمكن تمثيل النظرية رياضيًا وإنما يتم تمثيلها نصًا لتصف وتشرح سبب إقامة العلاقة بين تلك المتغيرات والأنماط بالشكل الرياضي.
فعلى سبيل المثال، في عام 1800 عمل جاك تشارلز وعدد من العلماء على تحسين تصميم منطاد الهواء الساخن اعتمادًا على دراسة الغازات وملاحظة سلوكها والوصول إلى نمط محدد يوضح سبب هذا السلوك، فتم دراسة الغاز فى درجات حرارة مختلفة للوصول إلي تفسير أكيد يوضح سلوك الغازات وعلاقته بالحرارة والذي ينص على أنه كلما زادت درجة حرارة الغاز كلما ازداد حجمه، ومن ثم تم وضع قانون ليصف هذا التفسير وسُمي باسم القانون الطبيعي.
إيضاح التفسير: لا يوضح القانون العلمي التفسير وإنما يوضح العلاقة بين متغيرات، بينما توضح النظرية العلمية التفسير لسلوك المواد، فلا يمكن أن تكون النظرية قانونًا ولا يُمكن أن يكون القانون نظرية. [2]
مثال على القانون العلمي
يعتبر قانون نيوتن للحركة أحد الأمثلة على القوانين العلمية، فلقد تم وضع قوانين الحركة الثلاثة على يد السير إسحاق نيوتن والتي أحدثت جللًا في العديد من مجالات الرياضية والفيزيائية، وعرفت هذه القوانين الثلاث بإسم قوانين الحركة لنيوتن.
وتُعتبر قوانين الحركة لنيوتن إحد القوانين الهامة والتي يمكن من خلالها ايضاح الفروق بين النظرية العلمية والقانون ولنأخذ على سبيل المثال القانون الأول للحركة لنيوتن والذي ينص على ” يظل الجسم الساكن ساكن، والمُتحرك مُتحرك في خط مستقيم وبسرعة منتظمة مالم تؤثر عليه قوة خارجية”.
وهذا القانون لايفسر سبب ميل الأجسام لمقاومة أي تغير خارجي عند الحركة وإنما يوضع علاقة حركة جسم ما بمجموع القوي من حوله، بينما تستطيع نظرية القصور الذاتي تفسير القانون، ويشمل القصور الذاتي هنا، تلاشي القوة المواجهة لبعضها البعض ليحافظ الجسم على وضعه ثابتًا مع استمرار حركته، وتُعتبر حركة كرة تسقط في الغلاف الجوي مثال على القصور الذاتي الذي يشمل الديناميكا الهوائية.
فعند سقوط كرة بفعل السقوط الحركة تنجذب نحو الأرض بقوة الجذب، وتجذب لأعلى بقوة الهواء وكلاهما يضاد الأخر ف الإتجاه لتستمر الكرة فى الحركة بإتجاه الأكبر بينهما، وبقوة تساوي الفرق بين القوتين لتحافظ على نفس الحركة حتى تمام السقوط. [3]
