الفرضيات والنظريات والقوانين العلمية

يعدّ العلم وسيلةً لفهم العالم بأساليب ومبادئ متسقة داخليًّا وموصوفة جيدًا. ولكن؛ قبل أن تؤسَّس مبادئ العلوم ونظرياتها عبر التجارب والملاحظات المتكررة، وتُحكَّم عبر مراجعة الأقران ليقبلها المجتمع العلمي عمومًا، خضع عديد من فرضياتها للاختبار، وأثبت قليل منها بوصفها نظريات وقوانين، ومع توفُّر بياناتٍ جديدة تُراجَعُ التفسيرات العلمية السابقة وتُحسَّن أو تُرفَض وتُستبدَل (1).  ومع تعدّد مصطلحات المنهج العلمي شابَ الالتباس استخدامَ بعضها، ليبدو تاريخها واستخداماتها أكثر تعقيدًا وتنوعًا عما هو متوقع (2)، فكيف حصل التقدم العلمي بدءًا بالفرضيات إلى القوانين مرورًا بالنظريات؟ 

الفرضية (Hypothesis): مصطلحٌ اشتقَّ من اليونانية القديمة (hypotithenai) ويعني "وضع تحت" أو "لنفترض" (2)، وتقدمُ شرحًا منطقيًّا مؤقتًا يقترح تفسيرًا محتملًا لظاهرة أو حدثٍ ما (3)، بُنِي اعتمادًا على ملاحظة سابقة تحتاجُ إثباتًا (4)، أو تقترح مسبِّبًا يشير إلى وجود علاقة محتملة بين ظواهر متعددة (5). وتتميز الفرضية بقابليتها للاختبار؛ إذ يمكن دعم معظم الفرضيات أو دحضها بالتجربة أو المراقبة المستمرة، وتصاغُ الفرضية وفقًا لمبدأ الاحتمال (3)، وإمكانية إثبات عدم صحتها (1)، واختبار كيفية الارتباط بين متغيرَين؛ فمثلًا: عند ملاحظة تغيرات لونية لأوراق عدد من الأشجار في شهر تشرين الثاني وملاحظة الانخفاض في متوسط الحرارة اليومية تصاغ الفرضية: قد تسبِّب درجةُ الحرارة تغيُّرَ لون الأوراق (3).

النظرية العلمية ( Scientific theory): هي فرضية واحدة أو أكثر ثبتت صحتها عدة مرات وقُبلت عبر مجموعات مختلفة من الباحثين، وهي شرحٌ لمجموعة من العناصر أَو الملاحظات أو الأحداث المستندة إلى فرضياتٍ مثبَتة (4)، وتفسيراتٌ عامة تستند إلى كمية كبيرة من البيانات (3) والأدلة العلمية والتجارب المستقلّة التي تهدف لحل المشكلات (1).

من أهم النظريات العلمية: النظرية النسبية، ونظرية الكم، ونظرية التطور.. وعلى الرغم من إثبات هذه النظريات يستمر العلماء في  إجراء تغييرات على فرضيات كل نظرية محاولين تعديلها وجعلها أكثر أناقة وإيجازًا أو أكثر شمولًا (4). 

القانون العلمي (Scientific Law): عرض لحقيقة، ووصفٌ موجزٌ لإجراءٍ أو مجموعة من الإجراءات (2)، ووصف لظاهرة طبيعية أو مبدأ يكون صحيحًا دائمًا في ظروف محددة وسيحدث في ظروف معينة (1)، ويمكن أن يُعبَّر عنه بمعادلةٍ رياضية واحدة، فالقوانين العلمية تشبه المسلَّماتِ الرياضية التي لا تحتاج براهين معقدة؛ وتُقبَل بناءً على ملاحظةٍ صحيحة. 

فيجب أن تكون القوانين العلمية بسيطة وصحيحة وعالمية ومطلقة، وتعدّ حجر الزاوية في الاكتشاف العلمي، من أمثلتها: قانون الجاذبية، وقوانين الديناميك الحراري، وقانون مصونية الكتلة والطاقة (2) وقوانين مندل في علم الوراثة (1).

ويقبَل عمومًا كلٌ من النظرية العلمية والقانون العلمي من قبل المجتمع العلمي بوصفها مراحل مهمة لتطويره.

↫ والفرق الأكبر بين القانون والنظرية هو أن النظرية أكثر تعقيدًا وديناميكية، وإذ يصف القانون فعلًا واحدًا، فإنّ النظرية تشرح مجموعةً كاملة من الظواهر ذات الصلة،  وفي حين أن القانون هو افتراض يشكل أساس المنهج العلمي في الإثبات والدحض، تعدّ النظرية النتيجة النهائية لتلك العملية نفسها (4).

↫ يتطلّب المنهج العلمي إمكانية اختبار المرء فرضيةً أو أكثر، وقد بنى العلماء قاعدةً من المعارف بدءًا بفرضيات لملاحظاتٍ سابقة ونظرياتٍ شكّلت امتدادات علمية إلى فرضيات أثبتت صحتها بالأدلة العلمية (5).

المصادر: