علم چيست و مؤلفه‌هايش كدام‌اند؟
سينا‌فلاح‌زاده‌راسته‌كناري
وقتي در مطالعات مربوط به تاريخ و فلسفه علم سخن از «انقلاب علمي» به ميان مي‌آيد بي‌اختيار ياد کتاب دوران‌ساز «ساختار انقلاب‌هاي علمي» اثر تامس کوهن مي‌افتيم. کوهن در اين کتاب با روشي بي‌سابقه تلاش مي‌کند تا پرده از نحوه به بن‌بست‌رسيدن يک رشته علمي خاص در توجيه شواهد جديد و سپس تلاش دانشمندان براي توسعه تئوري‌هاي جديد که توان توجيه يافته‌هاي جديد را داشته باشند، بردارد. کلمات و عبارت‌هايي مثل «پارادايم»، «قياس‌ناپذيري»، «حل معما»، «علم عادي»، «بحران» و «انقلاب علمي» از ميراث کار فکري تامس کوهن براي پژوهندگان تاريخ و فلسفه علم به يادگار مانده‌اند. در اين تلقي از انقلابات علمي استفاده از کلمه انقلاب با توجه به پيشينه تاريخي کلمه و همين‌طور با توجه به برخي از شباهت‌هاي ظاهري ساختار انقلاب‌هاي علمي به انقلاب‌هاي سياسي کاملا موجه به نظر مي‌رسد. چه آنکه انقلاب‌هاي سياسي هم در حالتي به وقوع مي‌پيوندند که مشروعيت نظام سياسي حاکم بر يک جامعه بر اثر حوادثي که نشان از ضعف عملکرد آن دستگاه است، دچار اختلال شده باشد و آن سيستم حکومتي ديگر توانايي توجيه هزينه‌هاي لازم براي ادامه خود را به‌طور کامل از دست داده باشد. در
چنين شرايطي ممکن است نظام سياسي توسط گروه‌هاي رقيبي که فکر مي‌کنند جايگزين‌هاي بهتري براي وضع موجود دارند، دچار چالش شود و نتواند در مبارزه با آنها بر قدرت روزافزون آنها فائق آيد و ايدئولوژي حاکم نيز کارکردهاي وحدت‌بخش خود را از دست بدهد و سرانجام سروکله وضعيت بحراني پيدا شود و پس از رفتن نظام سياسي به مرز فروپاشي رقباي نظام حاکم با هم به مبارزه برخيزند تا نظم جديد حاکم شود و روال انقلاب به سرانجام برسد و نظم جديد حاکم شود. البته آنچه اينجا در مورد شباهت ظاهري انقلابات علمي و سياسي گفته مي‌شود صرفا براي نزديک‌کردن ذهن به بحث ساختار انقلاب‌هاي علمي است و خود نحوه وقوع يک انقلاب سياسي و علمي خاص طبيعتا تابع متغير بي‌شماري است که به‌دست‌دادن يک تئوري کلي را اگر نه غيرممکن بلکه بسيار دشوار مي‌کند. اين تئوري کلي براي توصيف ساختار انقلاب‌ها امري است که تامس کوهن با واردکردن بحث تاريخ علم به جاي پرداختن بي‌امان به فلسفه علم (چنانکه مورد علاقه پوپر يا پوزيتويست‌هاي حلقه وين بود) براي يافتن آن در کتاب ساختار انقلاب‌هاي علمي خطر مي‌کند. روال وقوع آنچه انقلاب علمي مي‌ناميم البته چندان هم قابل مختصرسازي نيست که بتوان
آن را در اين فرصت محدود مورد واکاوي قرار داد و به همين دليل چندان قصد ورود به جزئيات آن را نداريم. فقط براي تقريب به ذهن براي خوانندگان ناآشنا به بيان ساده مي‌توان گفت که نظريات علمي اموري ثابت و هميشگي نيستند و چنانکه مي‌دانيم در معرض ابطال و جايگزيني توسط نظريات بهتر قرار دارند به اين ترتيب که وقتي شواهدي يافت شود که در يک حوزه خاص علمي توسط يک نظريه قابل توجيه نهايي نباشد دانشمندان به تکاپو مي‌افتند که با واردکردن برخي فرضيات اضافي يا تغيير برخي از مفروضات تئوري موجود را دوباره قابل استفاده کنند، اما گاهي اوقات زماني مي‌رسد که ديگر شواهد موجود به ضرر يک تئوري به حدي مي‌رسند که ديگر نمي‌توان آن را با واردکردن فرضيات جديد يا تغيير برخي فرضيات قبلي و از اين قبيل تغييرات غيربنيادي دوباره قابل استفاده كرد. در چنين زماني نظريه مزبور به بيان تامس کوهن دچار بحران شده است و دانشمندان و گروه‌هاي علمي مختلف از روش‌هاي گوناگون تلاش مي‌کنند تا جايگزين مناسبي براي آن پيدا کنند. اين تلاش‌ها از آنجا که توسط گروه‌هاي مختلف و با فاصله از هم صورت مي‌پذيرد به بروز نظريه‌هاي موازي در مورد يک پديده منجر مي‌شود که به نظر تامس
کوهن مؤلفه‌هاي مفهومي آنها با هم قابل قياس نيستند. (لازم به ذکر است که اين يک تبيين بسيار ساده از مفهوم قياس‌ناپذيري است. براي دست‌يافتن به يک تبيين درست از سير تکوين اين مفهوم نزد انديشمندان گوناگون نياز به مباحث گسترده‌تر و عميق‌تري خواهيم داشت.) بعد از اين مرحله به‌تدريج به دلايلي که به ساختارهاي اجتماعي و ارتباطي جامعه علمي برمي‌گردند يکي از اين نظريه‌ها که توان توجيه شواهد جديد را دارا است مورد پذيرش جامعه علمي قرار مي‌گيرد و شرايط دوباره به حالت علم عادي برمي‌گردد. در حالتي که يک علم (براي مثال فيزيک اتمي) دچار بحران نشده باشد دانشمندان آن حوزه خاص با پارادايم‌هاي خاص آن حوزه که از مجموعه مشخصي از رفرنس‌ها و کتاب‌هاي مشهور دريافت کرده و آموزش مي‌دهند به کار حل مسئله‌هاي عادي همان حوزه مشغول مي‌شوند تا دوباره بر اثر تحقيقات جديد شواهد ناسازگار جديدي پيدا شود. به عنوان يک مثال جامع از يک انقلاب علمي در تاريخ علم فيزيک مي‌توان از روال شکل‌گيري مکانيک کوانتومي ياد کرد که در طول حدود سه دهه به همت دانشمندان بزرگي چون ماکس پلانک، نيلز بوهر، اينشتين، هازنبرگ و شرودينگر تکامل پيدا کرد و به عنوان جايگزين
مکانيک نيوتني و الکترومغناطيس کلاسيک در توجيه پديده‌هاي مربوط به ذرات زيراتمي مطرح شد.
اما مورخان علم در کنار مفهوم «انقلاب‌هاي علمي» (scientific revolution) که ناظر به جايگزيني نظريات جديد در يک رشته خاص علمي است، مفهوم «انقلاب علمي» (Scientific Revolution با حروف نخست بزرگ) را نيز به بحث مي‌گذارند که ناظر به تحولات گسترده و عميق کلي علم و ساختار و نحوه توليد آن در اروپاي قرن هفدهم است. انقلاب علمي بزرگ قرن هفدهم که با کارهاي دانشمنداني نظير گاليله و کپلر آغاز شده بود و در نهايت با سنتز بزرگ نيوتن در علم فيزيک به اوج تکامل خود رسيد، تحولات بسيار بزرگي در نحوه تقابل انسان با پديده‌هاي طبيعت به وجود آورد. در اين دوران، پايه‌هاي بسياري از علوم مدرن در اروپا گذاشته شد و اروپاي غربي فاصله بسیاری در زمينه توليد علم و پيشرفت‌هاي تکنولوژيکي مرتبط ميان خود و ساير نقاط دنيا ايجاد کرد. بررسي تاريخ انقلاب علمي قرن هفدهم تنها دل‌مشغولي مورخين علم نيست و تمام انديشمندان علوم انساني معاصر به نحوي با مسائل مربوط به اين حوزه روبه‌رو هستند. مهم‌ترين سؤالي که هميشه در آغاز مباحث مربوط به انقلاب علمي قرن هفدهم مطرح مي‌شود، يک سؤال به‌ظاهر ساده اما عميقا دشوار است: چرا اين انقلاب علمي بزرگ در اروپا به وقوع
پيوست و چرا اتفاقي شبيه به آن در حوزه تمدن اسلام يا هند يا چين رخ نداد؟ به‌دست‌دادن يک پاسخ فراگير به اين پرسش مهم، نيازمند تأملات درازآهنگ در تاريخ انديشه شرق و غرب است و البته ما قصد ورود به جوانب گوناگون آن را نداريم. آنچه مسلم است، در دوران وقوع انقلاب علمي قرن هفدهم و حتي پس از آن، علاقه وافري در ميان اروپایي‌ها براي استفاده از دستاوردهاي ناشي از کاربرد ابزارهاي مهم آشکارسازي نظير ميکروسکوپ و تلسکوپ به وجود آمد که در حوزه‌هاي تمدني ديگر به‌هيچ‌رو شاهد آن نبوديم. شايد به اعتباري بتوان تلسکوپ را مهم‌ترين ابزار مورد استفاده در اين دوره دانست که به‌کار‌بردن آن توانست به نحو عميقي در درک انسان از جهان تحول ايجاد کند. استفاده از تلسکوپ موجب شد انسان به درک واقع‌بينانه‌تري از جايگاه خود در نظام هستي دست پيدا کند و اين مسئله علاوه بر فوايد کاربردي بي‌شمار ديگر که استفاده از تلسکوپ و پيشرفت در علم نجوم و مکانيک براي تکنولوژي و دريانوردي داشت، موجب شد روحيه خاصي بر اروپاي اين قرن حاکم شود که به نحوي متمايز از تمام دوران‌هاي پيشين بود. اين تلسکوپ بود که استفاده از آن توانست دانشمندان را قادر به کشف قوانين حرکت
اجسام کند و يافتن همين قوانين و ساختارمند‌‌کردن آنها بود که به تولد سنتز بزرگ نيوتن منجر شد. از سويي، براي درک ساختار و نحوه کارکرد تلسکوپ نياز به شناخت رفتار نور در محيط‌هاي گوناگون بود و از سويي دیگر، وجود تلسکوپ بدون وجود عدسي‌هايي که با دقت و مهارت تراشيده شده باشند، غيرممکن بود. آيا اين صرفا بازي تقدير و از بخت خوش اروپايي‌ها بود که بهترين عدسي‌تراشان دنيا از ميان آنها بودند؟! شايد بله. اما وقتي اين ماشين اکتشاف عالم از طریق مسافران و تاجران اروپايي به ساير نقاط عالم برده شد، چرا مردان آن دياران علاقه‌اي شبيه اروپايي‌ها به آن نشان ندادند؟ صد البته پاي مؤلفه فرهنگي بسيار عميق‌تري در ميان است و با صرف توجه به تاريخ فراگيري استفاده از ابزارهاي آشکارسازي نمي‌توان دريافت که چرا علم در ميان چيني‌ها و مسلمانان مانند اروپايي‌ها شکوفا نشد. درباره هرکدام از اين سه تمدن بزرگ غير از اروپا، شواهد فراواني از پيشرفت‌هاي چشمگير قبل از اروپایي‌ها وجود دارد. براي مثال در تمدن اسلامي و ايراني، حکيم عمر خيام قرن‌ها پيش از اين، با نبوغ بي‌نظير خود موفق شده بود يکي از دقيق‌ترين تقويم‌هاي جهان را که هنوز هم مايه مباهات ما
ايرانيان است، ابداع کند. چرا علم نجوم در سرزمين حکيم خيام به پيشرفت‌هاي يادشده دست پيدا نکرد؟
به هر روي انقلاب علمي قرن هفدهم به روش کار علمي سر و شکل کاملا جديدي داد که با دوران‌هاي قبل در محورهاي گوناگون تفاوت‌هاي اساسي داشت. دو محور بسيار مهم که علم در اين دوران را از دانش پيش از آن و همين‌طور ساير انواع دانش‌هاي بشري متمايز مي‌کند، عبارت‌اند از رياضياتيشدن درک طبيعت و همين‌طور تکيه بر آزمايش‌های علمي کنترل‌شده. درک رياضياتي از طبيعت امري نبود که به سادگي و با تکيه بر نبوغ چند دانشمند در مدت کوتاهي به وجود بيايد. در واقع تولد رياضيات و درک رياضياتي از طبيعت، سابقه چندهزارساله در تمدن بشري دارد. سومريان و تمدن بين‌النهرين نخستين کساني هستند که به شناخت رياضياتي از طبيعت توجه کردند. در واقع آنچه بعدها به صورت نجوم بطلميوسي به مدت نزديک به يک‌ونيم‌هزاره به صورتي بي‌رقيب بر تمام قلمرو شناخت بشر از رفتار اجرام سماوي حکمفرما بود، ريشه در کارهاي اوليه‌اي دارد که در بين‌النهرين در اين زمينه انجام شده بود. امروزه پيشرفت‌هاي يونانيان باستان در هندسه و رياضيات بر کسي پوشيده نيست. مسلمانان نيز در اين زمينه کشفيات بزرگي داشته‌اند که آگاهي‌هاي به نسبت کمتري از آنها وجود دارد. اما اينکه درک ما از طبيعت و
رفتار اجسام از بزرگ‌ترين تا کوچک‌ترين‌شان به رياضيات گره بخورد و تلاش کنيم قوانين حاکم بر رفتار اجزای طبيعت را تا حد امکان به «زبان رياضي» بيان کنيم، محصول انقلاب علمي قرن هفدهم است. پيشرفت‌هاي بسيار مهمي که در اين دوران در شاخه‌هاي گوناگون رياضيات حاصل شد، در نهايت منجر به کشف (يا اختراع!) حساب ديفرانسيل و انتگرال توسط نيوتن (و مستقلا لايبنيتز) شد که به فيزيک‌دانان و دانشمندان ساير رشته‌ها ابزار بسيار کارآمدي براي توصيف پديده‌ها و فرايندها به زباني کمي و دقيق و قابل اندازه‌گيري مي‌داد. «زبان رياضي» به‌تدريج در سير تکامل خود به جايي رسيد که فيزيک‌دانان به کمک اصول رياضيات و هندسه مي‌توانستند سيستم‌هاي نسبتا پيچيده‌تر را با دقت قابل قبولی براي مقاصد کاربردي مدل‌سازي کرده و اعداد داراي معناي فيزيکي محسوس را از نتايج محاسبات خود استخراج كنند.
در طول چند سده گذشته تحولات فراواني در زمينه‌هاي اقتصادي و سياسي و فرهنگي در شرق و غرب عالم شاهد بوده‌ايم، اما در اين مورد که زبان رياضيات مي‌تواند در توصيف يا حتي فهم عميق جهان به ما کمک کند هيچ‌کس شک عمده‌اي نکرده است. امروزه رياضي‌دانان و فيلسوفان رياضي از جهات گوناگوني اين وجه کاربردي‌بودن رياضيات را مورد بررسي قرار مي‌دهند و هنوز هم زمينه‌هاي جذابي براي پرسشگري در اين باب که واقعا چرا رياضيات اين‌قدر خوب کار مي‌کند و در فهم طبيعت به ما ياري مي‌رساند، فراهم است. از ديدگاهي که قدري عرفاني‌تر است، بسياري از دانشمندان دوران انقلاب علمي (نظير گاليله) و دوران‌هاي قبل از آن شکي نداشتند که خداوند جهان را به زبان رياضيات آفريده است. به طور خلاصه مي‌توان گفت که دوران انقلاب علمي از جهت رياضياتيشدن و کمي‌سازي درک ما از پديده‌ها تأثيرات بسيار شگرفي روي نحوه کنترل انسان بر طبيعت برجاي گذاشت. از جمله پديده‌هايي که در دوران‌هاي پيش از انقلاب علمي کمي‌سازي شده بودند، مي‌توان به زمان، مکان، وزن، حرکت و... اشاره کرد. اما دوران انقلاب علمي دوران اوج کمي‌سازي طبيعت از تمام جهات ممکن است و اين کمي‌سازي بود که توان
اندازه‌گيري دقيق را به دانشمندان مي‌داد و در پرتو اين اندازه‌گيري‌ها بود که نظريه‌پردازي درباره پديده‌ها ممکن مي‌شد. از سويي نوعي از وابستگي پيشرفت علم به پيشرفت تکنولوژي علاوه‌بر بحث ابزارهاي آشکارسازي در کمکي که ابزارهاي اندازه‌گيري کمي به پيشرفت علم کردند، مشهود است؛ براي مثال نظريه‌پردازي درباره حرکت اجسام بدون اختراع ساعت‌هاي دقيق مکانيکي (يا هر نوع ديگر از ابزار که پيوستاري مانند زمان را به صورت کمي‌شده قابل اندازه‌گيري کند) اساسا غيرقابل تصور بود. نکته مهم ديگر استفاده از آزمايش در فهم قوانين طبيعت است که در دوران انقلاب علمي قرن هفدهم شاهد تکامل پايه‌هاي آن هستيم. البته آزمايش و سعي و خطا (که ذاتا دو مقوله جدا هستند) در دوران پيش از انقلاب بزرگ علمي در رشته‌هايي نظير کيمياگري که درواقع نياي علم شيمي معاصر محسوب مي‌شود، سابقه داشتند. اما اين استفاده سيستماتيک از آزمايش و بخشيدن اين جايگاه مهم به معرفت ناشي از آزمايشات دقيق و کنترل‌شده علمي را در هر صورت بايد محصول دوران انقلاب علمي قرن هفدهم دانست. اين جايگاه بسيار مهم آزمايشات علمي به‌عنوان شاخص بسيار مهم افتراق‌دهنده معرفت علمي از غير از آن هنوز
هم وجود دارد. به اين اعتبار، آزمايشات کنترل‌شده و نحوه کنترل اين آزمايشات در آنچه که امروزه از آن به‌عنوان «متدلوژي علمي» ياد مي‌کنيم، جايگاه مرکزي دارد. در قرن بيستم هيچ بحثي از علم و متدلوژي علمي در قالب فلسفه علم بدون عطف نظر به اين جايگاه مرکزي آزمايشات کنترل‌شده امکان طرح‌شدن نمي‌يافت؛ به‌عنوان‌مثال در نظر پوپر آنچه که علم را از غيرعلم جدا مي‌کند، بطلان‌پذيري تئوري‌هاي علمي است و اين يعني اينکه يک تئوري زماني علمي محسوب مي‌شود که بتوان براي آن آزمايش مبطل متصور شد. البته بعدها علم‌شناسان و فيلسوفان ديگر بر اين اصل بطلان‌پذيري مناقشات بسياري کردند، ولي آنچه از منظر بحث ما اهميت دارد، جايگاه مرکزي آزمايش در فلسفه علم پوپر است. بحث شايان ذکر ديگري که به‌ويژه از ديدگاه جامعه‌شناختي در تحليل تاريخي انقلاب بزرگ علمي قابل طرح است، بحث شکل‌گرفتن شبکه نهادهاي علمي در اين دوران است. در اين دوران اروپا شاهد رشد چشمگيري در تعداد مؤسسات و نشريات علمي بود. علاوه‌بر افزايش تعداد دانشگاه‌ها، نشريات علمي فراواني در اين دوره به وجود آمدند که به کار انتشار آخرين يافته‌هاي علمي پس از داوري مطالب آنها مي‌پرداختند.
بحث از انقلاب بزرگ علمي بايد براي تمدن‌هاي غيراروپايي از اهميت خاصي برخوردار باشد؛ اهميتي به مراتب بيشتر از اهميت آن در نظر اروپايي‌ها، چراکه آنچه موجب شد مغرب‌زمين به مدت چند سده زودتر از ساير تمدن‌هاي مطرح به برتري غيرقابل انکار علمي و تکنولوژيکي دست پيدا کند ريشه در همين انقلاب بزرگ دارد. انقلاب صنعتي که سده‌اي پس از انقلاب علمي به وقوع پيوست، بدون‌شک بدون سابقه انقلاب علمي در اروپا ممکن نمي‌شد و از دوران پس از انقلاب صنعتي بود كه فاصله ساير تمدن‌هاي بزرگ با اروپايي‌ها، به‌ويژه در تکنولوژي و امور اقتصادي و نظامي به روشني معلوم شد. سؤالات مهمي در اين زمينه هنوز بي‌جواب مانده‌اند و پرسش از ريشه‌ها و پيامدهاي انقلاب بزرگ علمي هنوز هم ادامه دارد. تلاش براي پاسخ به اين سؤالات مي‌تواند راهگشاي بسياري از معضلات فکري ما، به‌ويژه در مباحث مربوط به پيشرفت علمي باشد. ما بايد بدانيم آنچه علم مي‌نامندش از کجا آمده و مؤلفه‌هايش چيست. نحوه گسترش و پيشرفت آن چگونه بوده و چگونه مي‌تواند باشد؟ ما بر کدام خاک ايستاده‌ايم و آنچه به کار ما مي‌آيد، چيست؟
وقتي در مطالعات مربوط به تاريخ و فلسفه علم سخن از «انقلاب علمي» به ميان مي‌آيد بي‌اختيار ياد کتاب دوران‌ساز «ساختار انقلاب‌هاي علمي» اثر تامس کوهن مي‌افتيم. کوهن در اين کتاب با روشي بي‌سابقه تلاش مي‌کند تا پرده از نحوه به بن‌بست‌رسيدن يک رشته علمي خاص در توجيه شواهد جديد و سپس تلاش دانشمندان براي توسعه تئوري‌هاي جديد که توان توجيه يافته‌هاي جديد را داشته باشند، بردارد. کلمات و عبارت‌هايي مثل «پارادايم»، «قياس‌ناپذيري»، «حل معما»، «علم عادي»، «بحران» و «انقلاب علمي» از ميراث کار فکري تامس کوهن براي پژوهندگان تاريخ و فلسفه علم به يادگار مانده‌اند. در اين تلقي از انقلابات علمي استفاده از کلمه انقلاب با توجه به پيشينه تاريخي کلمه و همين‌طور با توجه به برخي از شباهت‌هاي ظاهري ساختار انقلاب‌هاي علمي به انقلاب‌هاي سياسي کاملا موجه به نظر مي‌رسد. چه آنکه انقلاب‌هاي سياسي هم در حالتي به وقوع مي‌پيوندند که مشروعيت نظام سياسي حاکم بر يک جامعه بر اثر حوادثي که نشان از ضعف عملکرد آن دستگاه است، دچار اختلال شده باشد و آن سيستم حکومتي ديگر توانايي توجيه هزينه‌هاي لازم براي ادامه خود را به‌طور کامل از دست داده باشد. در
چنين شرايطي ممکن است نظام سياسي توسط گروه‌هاي رقيبي که فکر مي‌کنند جايگزين‌هاي بهتري براي وضع موجود دارند، دچار چالش شود و نتواند در مبارزه با آنها بر قدرت روزافزون آنها فائق آيد و ايدئولوژي حاکم نيز کارکردهاي وحدت‌بخش خود را از دست بدهد و سرانجام سروکله وضعيت بحراني پيدا شود و پس از رفتن نظام سياسي به مرز فروپاشي رقباي نظام حاکم با هم به مبارزه برخيزند تا نظم جديد حاکم شود و روال انقلاب به سرانجام برسد و نظم جديد حاکم شود. البته آنچه اينجا در مورد شباهت ظاهري انقلابات علمي و سياسي گفته مي‌شود صرفا براي نزديک‌کردن ذهن به بحث ساختار انقلاب‌هاي علمي است و خود نحوه وقوع يک انقلاب سياسي و علمي خاص طبيعتا تابع متغير بي‌شماري است که به‌دست‌دادن يک تئوري کلي را اگر نه غيرممکن بلکه بسيار دشوار مي‌کند. اين تئوري کلي براي توصيف ساختار انقلاب‌ها امري است که تامس کوهن با واردکردن بحث تاريخ علم به جاي پرداختن بي‌امان به فلسفه علم (چنانکه مورد علاقه پوپر يا پوزيتويست‌هاي حلقه وين بود) براي يافتن آن در کتاب ساختار انقلاب‌هاي علمي خطر مي‌کند. روال وقوع آنچه انقلاب علمي مي‌ناميم البته چندان هم قابل مختصرسازي نيست که بتوان
آن را در اين فرصت محدود مورد واکاوي قرار داد و به همين دليل چندان قصد ورود به جزئيات آن را نداريم. فقط براي تقريب به ذهن براي خوانندگان ناآشنا به بيان ساده مي‌توان گفت که نظريات علمي اموري ثابت و هميشگي نيستند و چنانکه مي‌دانيم در معرض ابطال و جايگزيني توسط نظريات بهتر قرار دارند به اين ترتيب که وقتي شواهدي يافت شود که در يک حوزه خاص علمي توسط يک نظريه قابل توجيه نهايي نباشد دانشمندان به تکاپو مي‌افتند که با واردکردن برخي فرضيات اضافي يا تغيير برخي از مفروضات تئوري موجود را دوباره قابل استفاده کنند، اما گاهي اوقات زماني مي‌رسد که ديگر شواهد موجود به ضرر يک تئوري به حدي مي‌رسند که ديگر نمي‌توان آن را با واردکردن فرضيات جديد يا تغيير برخي فرضيات قبلي و از اين قبيل تغييرات غيربنيادي دوباره قابل استفاده كرد. در چنين زماني نظريه مزبور به بيان تامس کوهن دچار بحران شده است و دانشمندان و گروه‌هاي علمي مختلف از روش‌هاي گوناگون تلاش مي‌کنند تا جايگزين مناسبي براي آن پيدا کنند. اين تلاش‌ها از آنجا که توسط گروه‌هاي مختلف و با فاصله از هم صورت مي‌پذيرد به بروز نظريه‌هاي موازي در مورد يک پديده منجر مي‌شود که به نظر تامس
کوهن مؤلفه‌هاي مفهومي آنها با هم قابل قياس نيستند. (لازم به ذکر است که اين يک تبيين بسيار ساده از مفهوم قياس‌ناپذيري است. براي دست‌يافتن به يک تبيين درست از سير تکوين اين مفهوم نزد انديشمندان گوناگون نياز به مباحث گسترده‌تر و عميق‌تري خواهيم داشت.) بعد از اين مرحله به‌تدريج به دلايلي که به ساختارهاي اجتماعي و ارتباطي جامعه علمي برمي‌گردند يکي از اين نظريه‌ها که توان توجيه شواهد جديد را دارا است مورد پذيرش جامعه علمي قرار مي‌گيرد و شرايط دوباره به حالت علم عادي برمي‌گردد. در حالتي که يک علم (براي مثال فيزيک اتمي) دچار بحران نشده باشد دانشمندان آن حوزه خاص با پارادايم‌هاي خاص آن حوزه که از مجموعه مشخصي از رفرنس‌ها و کتاب‌هاي مشهور دريافت کرده و آموزش مي‌دهند به کار حل مسئله‌هاي عادي همان حوزه مشغول مي‌شوند تا دوباره بر اثر تحقيقات جديد شواهد ناسازگار جديدي پيدا شود. به عنوان يک مثال جامع از يک انقلاب علمي در تاريخ علم فيزيک مي‌توان از روال شکل‌گيري مکانيک کوانتومي ياد کرد که در طول حدود سه دهه به همت دانشمندان بزرگي چون ماکس پلانک، نيلز بوهر، اينشتين، هازنبرگ و شرودينگر تکامل پيدا کرد و به عنوان جايگزين
مکانيک نيوتني و الکترومغناطيس کلاسيک در توجيه پديده‌هاي مربوط به ذرات زيراتمي مطرح شد.
اما مورخان علم در کنار مفهوم «انقلاب‌هاي علمي» (scientific revolution) که ناظر به جايگزيني نظريات جديد در يک رشته خاص علمي است، مفهوم «انقلاب علمي» (Scientific Revolution با حروف نخست بزرگ) را نيز به بحث مي‌گذارند که ناظر به تحولات گسترده و عميق کلي علم و ساختار و نحوه توليد آن در اروپاي قرن هفدهم است. انقلاب علمي بزرگ قرن هفدهم که با کارهاي دانشمنداني نظير گاليله و کپلر آغاز شده بود و در نهايت با سنتز بزرگ نيوتن در علم فيزيک به اوج تکامل خود رسيد، تحولات بسيار بزرگي در نحوه تقابل انسان با پديده‌هاي طبيعت به وجود آورد. در اين دوران، پايه‌هاي بسياري از علوم مدرن در اروپا گذاشته شد و اروپاي غربي فاصله بسیاری در زمينه توليد علم و پيشرفت‌هاي تکنولوژيکي مرتبط ميان خود و ساير نقاط دنيا ايجاد کرد. بررسي تاريخ انقلاب علمي قرن هفدهم تنها دل‌مشغولي مورخين علم نيست و تمام انديشمندان علوم انساني معاصر به نحوي با مسائل مربوط به اين حوزه روبه‌رو هستند. مهم‌ترين سؤالي که هميشه در آغاز مباحث مربوط به انقلاب علمي قرن هفدهم مطرح مي‌شود، يک سؤال به‌ظاهر ساده اما عميقا دشوار است: چرا اين انقلاب علمي بزرگ در اروپا به وقوع
پيوست و چرا اتفاقي شبيه به آن در حوزه تمدن اسلام يا هند يا چين رخ نداد؟ به‌دست‌دادن يک پاسخ فراگير به اين پرسش مهم، نيازمند تأملات درازآهنگ در تاريخ انديشه شرق و غرب است و البته ما قصد ورود به جوانب گوناگون آن را نداريم. آنچه مسلم است، در دوران وقوع انقلاب علمي قرن هفدهم و حتي پس از آن، علاقه وافري در ميان اروپایي‌ها براي استفاده از دستاوردهاي ناشي از کاربرد ابزارهاي مهم آشکارسازي نظير ميکروسکوپ و تلسکوپ به وجود آمد که در حوزه‌هاي تمدني ديگر به‌هيچ‌رو شاهد آن نبوديم. شايد به اعتباري بتوان تلسکوپ را مهم‌ترين ابزار مورد استفاده در اين دوره دانست که به‌کار‌بردن آن توانست به نحو عميقي در درک انسان از جهان تحول ايجاد کند. استفاده از تلسکوپ موجب شد انسان به درک واقع‌بينانه‌تري از جايگاه خود در نظام هستي دست پيدا کند و اين مسئله علاوه بر فوايد کاربردي بي‌شمار ديگر که استفاده از تلسکوپ و پيشرفت در علم نجوم و مکانيک براي تکنولوژي و دريانوردي داشت، موجب شد روحيه خاصي بر اروپاي اين قرن حاکم شود که به نحوي متمايز از تمام دوران‌هاي پيشين بود. اين تلسکوپ بود که استفاده از آن توانست دانشمندان را قادر به کشف قوانين حرکت
اجسام کند و يافتن همين قوانين و ساختارمند‌‌کردن آنها بود که به تولد سنتز بزرگ نيوتن منجر شد. از سويي، براي درک ساختار و نحوه کارکرد تلسکوپ نياز به شناخت رفتار نور در محيط‌هاي گوناگون بود و از سويي دیگر، وجود تلسکوپ بدون وجود عدسي‌هايي که با دقت و مهارت تراشيده شده باشند، غيرممکن بود. آيا اين صرفا بازي تقدير و از بخت خوش اروپايي‌ها بود که بهترين عدسي‌تراشان دنيا از ميان آنها بودند؟! شايد بله. اما وقتي اين ماشين اکتشاف عالم از طریق مسافران و تاجران اروپايي به ساير نقاط عالم برده شد، چرا مردان آن دياران علاقه‌اي شبيه اروپايي‌ها به آن نشان ندادند؟ صد البته پاي مؤلفه فرهنگي بسيار عميق‌تري در ميان است و با صرف توجه به تاريخ فراگيري استفاده از ابزارهاي آشکارسازي نمي‌توان دريافت که چرا علم در ميان چيني‌ها و مسلمانان مانند اروپايي‌ها شکوفا نشد. درباره هرکدام از اين سه تمدن بزرگ غير از اروپا، شواهد فراواني از پيشرفت‌هاي چشمگير قبل از اروپایي‌ها وجود دارد. براي مثال در تمدن اسلامي و ايراني، حکيم عمر خيام قرن‌ها پيش از اين، با نبوغ بي‌نظير خود موفق شده بود يکي از دقيق‌ترين تقويم‌هاي جهان را که هنوز هم مايه مباهات ما
ايرانيان است، ابداع کند. چرا علم نجوم در سرزمين حکيم خيام به پيشرفت‌هاي يادشده دست پيدا نکرد؟
به هر روي انقلاب علمي قرن هفدهم به روش کار علمي سر و شکل کاملا جديدي داد که با دوران‌هاي قبل در محورهاي گوناگون تفاوت‌هاي اساسي داشت. دو محور بسيار مهم که علم در اين دوران را از دانش پيش از آن و همين‌طور ساير انواع دانش‌هاي بشري متمايز مي‌کند، عبارت‌اند از رياضياتيشدن درک طبيعت و همين‌طور تکيه بر آزمايش‌های علمي کنترل‌شده. درک رياضياتي از طبيعت امري نبود که به سادگي و با تکيه بر نبوغ چند دانشمند در مدت کوتاهي به وجود بيايد. در واقع تولد رياضيات و درک رياضياتي از طبيعت، سابقه چندهزارساله در تمدن بشري دارد. سومريان و تمدن بين‌النهرين نخستين کساني هستند که به شناخت رياضياتي از طبيعت توجه کردند. در واقع آنچه بعدها به صورت نجوم بطلميوسي به مدت نزديک به يک‌ونيم‌هزاره به صورتي بي‌رقيب بر تمام قلمرو شناخت بشر از رفتار اجرام سماوي حکمفرما بود، ريشه در کارهاي اوليه‌اي دارد که در بين‌النهرين در اين زمينه انجام شده بود. امروزه پيشرفت‌هاي يونانيان باستان در هندسه و رياضيات بر کسي پوشيده نيست. مسلمانان نيز در اين زمينه کشفيات بزرگي داشته‌اند که آگاهي‌هاي به نسبت کمتري از آنها وجود دارد. اما اينکه درک ما از طبيعت و
رفتار اجسام از بزرگ‌ترين تا کوچک‌ترين‌شان به رياضيات گره بخورد و تلاش کنيم قوانين حاکم بر رفتار اجزای طبيعت را تا حد امکان به «زبان رياضي» بيان کنيم، محصول انقلاب علمي قرن هفدهم است. پيشرفت‌هاي بسيار مهمي که در اين دوران در شاخه‌هاي گوناگون رياضيات حاصل شد، در نهايت منجر به کشف (يا اختراع!) حساب ديفرانسيل و انتگرال توسط نيوتن (و مستقلا لايبنيتز) شد که به فيزيک‌دانان و دانشمندان ساير رشته‌ها ابزار بسيار کارآمدي براي توصيف پديده‌ها و فرايندها به زباني کمي و دقيق و قابل اندازه‌گيري مي‌داد. «زبان رياضي» به‌تدريج در سير تکامل خود به جايي رسيد که فيزيک‌دانان به کمک اصول رياضيات و هندسه مي‌توانستند سيستم‌هاي نسبتا پيچيده‌تر را با دقت قابل قبولی براي مقاصد کاربردي مدل‌سازي کرده و اعداد داراي معناي فيزيکي محسوس را از نتايج محاسبات خود استخراج كنند.
در طول چند سده گذشته تحولات فراواني در زمينه‌هاي اقتصادي و سياسي و فرهنگي در شرق و غرب عالم شاهد بوده‌ايم، اما در اين مورد که زبان رياضيات مي‌تواند در توصيف يا حتي فهم عميق جهان به ما کمک کند هيچ‌کس شک عمده‌اي نکرده است. امروزه رياضي‌دانان و فيلسوفان رياضي از جهات گوناگوني اين وجه کاربردي‌بودن رياضيات را مورد بررسي قرار مي‌دهند و هنوز هم زمينه‌هاي جذابي براي پرسشگري در اين باب که واقعا چرا رياضيات اين‌قدر خوب کار مي‌کند و در فهم طبيعت به ما ياري مي‌رساند، فراهم است. از ديدگاهي که قدري عرفاني‌تر است، بسياري از دانشمندان دوران انقلاب علمي (نظير گاليله) و دوران‌هاي قبل از آن شکي نداشتند که خداوند جهان را به زبان رياضيات آفريده است. به طور خلاصه مي‌توان گفت که دوران انقلاب علمي از جهت رياضياتيشدن و کمي‌سازي درک ما از پديده‌ها تأثيرات بسيار شگرفي روي نحوه کنترل انسان بر طبيعت برجاي گذاشت. از جمله پديده‌هايي که در دوران‌هاي پيش از انقلاب علمي کمي‌سازي شده بودند، مي‌توان به زمان، مکان، وزن، حرکت و... اشاره کرد. اما دوران انقلاب علمي دوران اوج کمي‌سازي طبيعت از تمام جهات ممکن است و اين کمي‌سازي بود که توان
اندازه‌گيري دقيق را به دانشمندان مي‌داد و در پرتو اين اندازه‌گيري‌ها بود که نظريه‌پردازي درباره پديده‌ها ممکن مي‌شد. از سويي نوعي از وابستگي پيشرفت علم به پيشرفت تکنولوژي علاوه‌بر بحث ابزارهاي آشکارسازي در کمکي که ابزارهاي اندازه‌گيري کمي به پيشرفت علم کردند، مشهود است؛ براي مثال نظريه‌پردازي درباره حرکت اجسام بدون اختراع ساعت‌هاي دقيق مکانيکي (يا هر نوع ديگر از ابزار که پيوستاري مانند زمان را به صورت کمي‌شده قابل اندازه‌گيري کند) اساسا غيرقابل تصور بود. نکته مهم ديگر استفاده از آزمايش در فهم قوانين طبيعت است که در دوران انقلاب علمي قرن هفدهم شاهد تکامل پايه‌هاي آن هستيم. البته آزمايش و سعي و خطا (که ذاتا دو مقوله جدا هستند) در دوران پيش از انقلاب بزرگ علمي در رشته‌هايي نظير کيمياگري که درواقع نياي علم شيمي معاصر محسوب مي‌شود، سابقه داشتند. اما اين استفاده سيستماتيک از آزمايش و بخشيدن اين جايگاه مهم به معرفت ناشي از آزمايشات دقيق و کنترل‌شده علمي را در هر صورت بايد محصول دوران انقلاب علمي قرن هفدهم دانست. اين جايگاه بسيار مهم آزمايشات علمي به‌عنوان شاخص بسيار مهم افتراق‌دهنده معرفت علمي از غير از آن هنوز
هم وجود دارد. به اين اعتبار، آزمايشات کنترل‌شده و نحوه کنترل اين آزمايشات در آنچه که امروزه از آن به‌عنوان «متدلوژي علمي» ياد مي‌کنيم، جايگاه مرکزي دارد. در قرن بيستم هيچ بحثي از علم و متدلوژي علمي در قالب فلسفه علم بدون عطف نظر به اين جايگاه مرکزي آزمايشات کنترل‌شده امکان طرح‌شدن نمي‌يافت؛ به‌عنوان‌مثال در نظر پوپر آنچه که علم را از غيرعلم جدا مي‌کند، بطلان‌پذيري تئوري‌هاي علمي است و اين يعني اينکه يک تئوري زماني علمي محسوب مي‌شود که بتوان براي آن آزمايش مبطل متصور شد. البته بعدها علم‌شناسان و فيلسوفان ديگر بر اين اصل بطلان‌پذيري مناقشات بسياري کردند، ولي آنچه از منظر بحث ما اهميت دارد، جايگاه مرکزي آزمايش در فلسفه علم پوپر است. بحث شايان ذکر ديگري که به‌ويژه از ديدگاه جامعه‌شناختي در تحليل تاريخي انقلاب بزرگ علمي قابل طرح است، بحث شکل‌گرفتن شبکه نهادهاي علمي در اين دوران است. در اين دوران اروپا شاهد رشد چشمگيري در تعداد مؤسسات و نشريات علمي بود. علاوه‌بر افزايش تعداد دانشگاه‌ها، نشريات علمي فراواني در اين دوره به وجود آمدند که به کار انتشار آخرين يافته‌هاي علمي پس از داوري مطالب آنها مي‌پرداختند.
بحث از انقلاب بزرگ علمي بايد براي تمدن‌هاي غيراروپايي از اهميت خاصي برخوردار باشد؛ اهميتي به مراتب بيشتر از اهميت آن در نظر اروپايي‌ها، چراکه آنچه موجب شد مغرب‌زمين به مدت چند سده زودتر از ساير تمدن‌هاي مطرح به برتري غيرقابل انکار علمي و تکنولوژيکي دست پيدا کند ريشه در همين انقلاب بزرگ دارد. انقلاب صنعتي که سده‌اي پس از انقلاب علمي به وقوع پيوست، بدون‌شک بدون سابقه انقلاب علمي در اروپا ممکن نمي‌شد و از دوران پس از انقلاب صنعتي بود كه فاصله ساير تمدن‌هاي بزرگ با اروپايي‌ها، به‌ويژه در تکنولوژي و امور اقتصادي و نظامي به روشني معلوم شد. سؤالات مهمي در اين زمينه هنوز بي‌جواب مانده‌اند و پرسش از ريشه‌ها و پيامدهاي انقلاب بزرگ علمي هنوز هم ادامه دارد. تلاش براي پاسخ به اين سؤالات مي‌تواند راهگشاي بسياري از معضلات فکري ما، به‌ويژه در مباحث مربوط به پيشرفت علمي باشد. ما بايد بدانيم آنچه علم مي‌نامندش از کجا آمده و مؤلفه‌هايش چيست. نحوه گسترش و پيشرفت آن چگونه بوده و چگونه مي‌تواند باشد؟ ما بر کدام خاک ايستاده‌ايم و آنچه به کار ما مي‌آيد، چيست؟