כשהמדע מסתכל על
עצמו בראי

הפילוסופיה של המדע מבקרת שיטות מדעיות של תצפית, היסק וביקורת עצמית. היא לימדה את המדענים להודות בטעויתיהם ולזנוח תיאוריות כושלות. כך היא אפשרה לנו ללמוד על העולם יותר מכל שיטת מחשבה אחרת ונתנה לנו עוצמה גדולה יותר מכל כלי אחר בהיסטוריה. אבל כדי לשפר את המדע, הפילוסופיה של המדע נדרשת להחיל גם על עצמה קריטריונים של ביקורת עצמית והודאה בטעויות.

מהו מדע? איך נכון לעשות מחקר מדעי? האם המדע באמת מתאר את הטבע? עד כמה עלינו לסמוך על מסקנות של מדענים, ולמה? פילוסופים של המדע מנסים להבין את העקרונות המדעיים, כפי שפילוסופים אחרים מנסים להבין תחומים אחרים בקיומנו. במאות האחרונות פילוסופים הגו הסברים רבים לשאלות הללו. המטרה: להבין איך המדע מתקדם, איך מדענים יודעים אילו השערות לקבל ואילו לפסול?

הסיק שמהירות הנפילה של גוף איננה תלויה במשקל שלו. קריקטורה של גלילאו גליליי מפיל שני חפצים ממגדל | Gary Brown, Science Photo Library

ספקנות בריאה

התהליך המדעי נראה פשוט ביסודו: מדענים עורכים ניסוי, מודדים את התוצאות ומסיקים מהן חוק טבע. למשל בשלהי המאה ה-16 הפיל גלילאו גליליי עצמים כבדים במשקלים שונים מאותו גובה, וגילה שהם מגיעים לקרקע באותו זמן. הוא הסיק מהניסוי שמהירות הנפילה של גוף איננה תלויה במשקל שלו. כמאה שנה אחר כך ניסח אייזק ניוטון חוקים מתמטיים שהתבססו על הממצאים האלה. 

במאה ה-18 הפילוסופיה של המדע החלה לערער על השיטה הזאת. הפילוסוף הסקוטי דיוויד יוּם (Hume) השתייך לזרם האמפיריציסטי, שגרס כי כל הידע שלנו מגיע מהעולם שמחוץ לנו והחושים שלנו מתווכים לנו את הידע הזה. ביתר פשטות, אנחנו לא נולדים עם הידע מהם שולחן, ריבוע או מספרים, למשל, אלא לומדים את המושגים האלה דרך החושים. יוּם הלך עם הגישה הזאת עד הקצה, וסבר שהדבר הוודאי היחיד הוא המידע שאנחנו קולטים בחושים.

יוּם טען שכשאנחנו רואים שני אירועים מתרחשים זה אחרי זה, אנחנו בדרך כלל חושבים שיש ביניהם קשר סיבתי. למשל כשאנו מוחאים כפיים אנו שומעים קול חזק מגיע מכיוון כפות ידינו. אנו עשויים להסיק שמחיאת הכפיים היא הסיבה לקול החזק, ומכאן לגבש כלל שקובע כי בכל פעם שנמחא כפיים יישמע קול חזק. היסק כזה, שבו אנחנו גוזרים כלל מתוך דוגמאות, נקרא אינדוקציה. 

יוּם טען שהרשמים שמגיעים מהחושים שלנו לא מצדיקים אינדוקציה. המידע שאנחנו קולטים בחושים, אמר, נוגע לעבר, לא לעתיד, ולכן אי אפשר להסיק ממנו כללים לגבי אירועים עתידיים. הבעיה היא שזה בדיוק מה שהמדע מנסה לעשות: מדענים חוזרים על ניסוי שוב ושוב ומסיקים ממנו כלל שאמור לחול תמיד. מכיוון שאישוש של כלל מדעי דורש אינדוקציה, ואינדוקציה מתבססת על ידע שאינו מגיע מהחושים, אי אפשר לאשש השערה מדעית באופן תקף מבחינה לוגית. מדענים יכולים רק לנסות להפריך טענות שגויות.

בתחילת המאה ה-20 ניסח הפילוסוף קרל פופר (Popper) את עקרון ההפרכה: אם כל מה שהמדע יכול לעשות זה להפריך טענות, אזי השערה היא מדעית רק אם אפשר להפריך אותה במקרה שהיא שגויה. לפי אמת המידה הזו, השערתו של גלילאו היא מדעית כי אפשר להפריך אותה: אם נפיל גופים במשקלים שונים ומשך הנפילה של אחד מהם יהיה שונה, נבין שההשערה שגויה. לעומת זאת, ההשערה "יש בכדור הארץ חייזרים שאי אפשר לגלות" איננה השערה מדעית, כי שום ממצא שאנו יכולים לחשוף לא יוביל להפרכתה. 

היסק שבו אנחנו גוזרים כלל מתוך דוגמאות, נקרא אינדוקציה. אנשים מוחאים כפיים ומשמיעים קולות מחיאת כף | almazstock, Shutterstock

אריג של ידע

המדע, אם כן, מתקדם מהפרכה להפרכה: אנחנו מעלים השערות ומנסים לשלול אותן. האם כך נפריך את כל ההשערות השגויות ונשאר רק עם הנכונות? הפילוסופים של המדע הבינו עד מהרה שגם בתהליך הזה יש בעיות. הפיזיקאי וההיסטוריון של המדע פייר דוהם (Duhem) העלה בסוף המאה ה-19 את התהייה הבאה: אם ממצאיו של ניסוי סותרים השערה כלשהי, איך נוכל לדעת איזה חלק מהתיאוריה הופרך? 

נחזור לדוגמה של גלילאו: אם הזמן שנדרש לגוף אחד להגיע לקרקע שונה מהזמן הדרוש לגוף אחר ליפול מאותו גובה, האם תצפית כזו באמת תפריך את ההשערה של גלילאו? הרי ייתכן שההשערה, ביסודה, נכונה, אבל הניסוי שנועד לבחון אותה מבוסס על הנחה מוטעית. למשל ניסוי שיתעלם מהשפעת האוויר על מהירות הנפילה עלול להפריך לכאורה את ההשערה אם ישווה את זמן הנפילה של משקולת ושל מצנח מאותו גובה.

כחמישים שנה לאחר מכן ניסח הפילוסוף האמריקאי וילארד ון-אורמן קוויין (van Orman Quine) את עקרון דוהם-קוויין, הקובע כי אי אפשר לבדוק השערה מדעית בודדת, כי כל חלקי הידע המדעי שזורים זה בזה כמו חוטים באריג. 

הבה נשער, לצורך ההמחשה, שצורתם של כל התאים הביולוגיים היא קובייה. כדי לבחון את ההשערה, ניקח דגימה של תאים ונבחן אותה במיקרוסקופ. להפתעתנו נגלה שהם אינם קובייתיים כלל! נראה שזו הפרכה של השערת תאי הקובייה שלנו. אבל המסקנה שלנו מבוססת בין השאר על השימוש במיקרוסקופ, והשימוש הזה מבוסס על הידע שלנו באופטיקה, שמבוסס על הבנת האלקטרומגנטיות, וכן הלאה. איך נוכל לדעת אם ההשערה שלנו שגויה, או שהטעות נעוצה בהשערות קודמות שלנו על אופן הפעולה של המיקרוסקופ?

קוויין ודוהם הציבו, אם כן, אתגר בפני רעיון ההפרכה המדעית: אי אפשר להפריך השערה מדעית בודדת, אלא רק אוסף של השערות שלא יכול להיות שכולן ביחד נכונות. בדוגמה שלנו, לא ייתכן שגם המיקרוסקופ עובד כפי שאנחנו חושבים, וגם תאים הם בצורת קובייה. יכול להיות שהתאים הם בצורת קובייה, אבל הידע שלנו לגבי שימוש במיקרוסקופ שגוי, או להפך.

לא ייתכן שגם המיקרוסקופ עובד כפי שאנו חושבים וגם תאים הם בצורת קובייה. כאילו-תאים בצורת קובייה מבעד למיקרוסקופ | art4stock, Shutterstock

המדע דורש מהפכה

יוּם ופופר טענו, לפיכך, שאי אפשר לאשש השערות מדעיות אלא רק להפריך אותן. קוויין ודוהם טענו שאפשר להפריך רק קבוצות של השערות מדעיות, ולא השערה בודדת. אם אי אפשר להפריך או לאשש השערה מדעית, איך נוכל לשער השערות מדעיות ולחקור אותן? זה האתגר של הפילוסופיה של המדע במאה ה-20. גישות רבות ניסו להסביר איך פועל המדע ואיך הוא מתקדם. רובן מציירות את המדע בדרך שונה מהדרך הרציונלית וההגיונית שבה אנחנו נוטים לחשוב עליו.

עד המאה ה-16 רווח באירופה המודל הגיאוצנטרי של היקום, שגרס כי כל גרמי השמיים חגים סביב כדור הארץ. אסטרונומים שצפו בכוכבים ראו שהם חוזרים על עקבותיהם במרווחי זמן סדירים, ואז ממשיכים במסלולם הרגיל – תופעה שכונתה "תנועה אחורית". הם יכלו לטעון שזו ראיה שמפריכה את המודל, אבל במקום זה טענו שהכוכבים נעים במסלול אֶפִּיצִיקְלי – מסלול מעגלי שמורכב ממעגלים קטנים יותר. עם השנים נצפו יותר ויותר כוכבי לכת שנעו במסלולים אפיציקליים יותר ויותר מסובכים. רק בתחילת המאה ה-17 ננטש המודל הגיאוצנטרי והוחלף במודל ההליוצנטרי, שלפיו גרמי השמיים במערכת השמש חגים סביב השמש. 

הפילוסוף תומס קוּן (Kuhn), מחבר הספר "המבנה של מהפכות מדעיות", סבר שהסיפור הזה ממחיש את האופן שבו המדע מתפתח. אם האסטרונומים טענו במשך אלפיים שנה שאין סתירה בין מסלולי הגופים השמימיים ובין המודל הגיאוצנטרי, מדוע המדע זנח אותו, לטובת המודל ההליוצנטרי, דווקא בתחילת המאה ה-17? למה זה לא קרה קודם, כבר בפעם הראשונה שזיהו את התנועה האחורית בפעם הראשונה? הוא תהה.

קוּן טען שהקהילה המדעית מחויבת לפרדיגמות – מערכות של טענות, הנחות וידע שעליהם מתבסס כל תחום מדעי. קפיצות הדרך הגדולות במדע מתרחשות כשהוא עובר מפרדיגמה אחת לאחרת. התהליך הזה מושפע בעיקר מתהליכים חברתיים ופוליטיים שאינם חלק מתהליך החקר המדעי עצמו, ולא בהכרח מראיה חותכת שמפריכה או מאששת השערה מדעית. 

לפי ההסבר של קוּן, המדע זנח את המודל הגיאוצנטרי, ואימץ את המודל ההליוצנטרי במקומו דווקא בתחילת המאה ה-17 בגלל סיבות רבות, שרק חלקן מדעיות. למשל, הייתה כנראה חשיבות לכך שגלילאו פרסם את הראיות התומכות במודל ההליוצנטרי באיטלקית, שהייתה נגישה לציבור הרחב, ולא בלטינית כמקובל, ושבמקביל חלה ירידה ניכרת בכוחה הפוליטי של הכנסייה, שתמכה במודל הגיאוצנטרי.

המודל הגיאוצנטרי (שמאל למעלה) ומודלים הליוצנטריים (ימין למעלה ולמטה). דיאגרמה מהמאה ה-18 המציגה מודלים למסלולי הגופים השמימיים | Rijksmuseum, Science Photo Library

מדע תלוי חברה

קוּן הבין שבהיעדר היכולת לאשש או להפריך השערות בצורה חותכת, המדע מושפע מתהליכים חברתיים לא פחות מכפי שהוא מושפע מהיסקים מדעיים. בשנים שאחריו, פילוסופים של המדע הציעו גישות שהרחיקו את המפעל המדעי אף יותר מהתדמית הקרה והמחושבת שנהוג לייחס לו, והציגו אותו כעוד מפעל חברתי ואנושי.

אם מדענים אינם יכולים לקדם את המדע בעזרת היסקים לוגיים, וההתקדמות המדעית מושפעת במידה רבה מתופעות חברתיות, איך יכול להיות שהמדע בכל זאת פועל? איך זה שאנחנו מצליחים לשגר לוויינים לחלל וחלליות לירח, לייצר תרופות יעילות למחלות קשות ולחזות הוריקנים? קשה לדמיין שכל זה קורה בדרך אגב, או רק בזכות צירופי מקרים חברתיים או פוליטיים. 

לא ברור איך השיטה המדעית מצליחה לעקוף את המכשולים הלוגיים שעליהם הצביעו הפילוסופים של המדע. פול פייראבנד (Feyerabend), פילוסוף של המדע בן המאה ה-20, סיכם זאת ב-1975 בספרו "נגד השיטה" (Against Method). לדבריו, במדע הכול הולך. מדענים משתמשים בכל כלי לוגי, מדעי ופוליטי זמין כדי לקדם את המדע ואת עמדותיהם, וטוב שכך, כי המדע עומד במבחן התוצאה ומקדם את החברה כולה.

אם כן, הפילוסופיה של המדע מעמידה בספק את היכולת של המדע לאשש או להפריך השערות, ומציגה את המדע כתופעה פחות רציונלית מכפי שאנו רוצים לחשוב. אף על פי כן, הלקח אינו שעלינו להשליך את המדע לכל הרוחות, אלא עלינו להבין שהמדע, מוצלח ככל שיהיה, אינו חסר פניות ואובייקטיבי לחלוטין, ובוודאי אינו מושלם. די בכך שהוא הכלי הטוב ביותר שיש בידינו כדי להבין את המציאות.