الأزمات في تاريخ العلم

الأزمات العلمية:
إذا كانت الأزمات هي شرط مسبق وضروري لظهور نظريات جديدة فيمكن القول في هذه الحالة بأن ظهور الأزمات في تاريخ العلم يؤدي بالضرورة بزوغ نظريات جديدة أو نماذج جديدة.
فالتأزم الحاصل في العلم يؤدي بالعلماء إلى مشكلات كثيرة حتى يصعب عليهم إيجاد الحلول المناسبة إزاءها، وذلك لمحاولتهم البحث من كل في ظل النموذج المعمول به.
فماذا تعني بالأزمة؟ وما مدى مرجعيتها في ظهور نظريات جديدة؟
في ظل كل المشاكل الذي عانت منها النظريات الكلاسيكية والمحاولات المتكررة لإيجاد حلول سليمة، إلا أن الأزمات تفاقمت وأصبح من الضروري البحث على حل بديل خارج النموذج المعمول به.
ويمكن اخذ ببعض أمثلة المعبرة عن حالات الأزمة وأحسن مثال على ذلك هو أزمة علم الفلك لـ"كوبرنيكوس" الذي أقام نقطة تحول تاريخية في علم الفلك يمكن بيانه كالتالي:

أ- أزمة علم الفلك:
لقد ظل التصور البطليمي للعالم سائدا للقرون قبل ظهور "نيكولا كوبرنيك"
(N. Copernic: 1473-1543)، ولقد ساد هذا النظام البطليمي أربعة قرون (من القرن الثاني ق. م إلى القرن الثاني م)؛ فكان العلم موفقا في التنبؤ بمواقع النجوم والكواكب.
كما أن نظام بطليمي قد هيمن على عقول الناس أكثر من ألف سنة؛ ولهذا احتاج "نيكولا كوبرنيكوس" لقدر عظيم من استقلال الفكر ومعرفة علمية واسعة كي يقوض الصرح الراسخ الذي شيده "بطليموس"".
لقد كانت تنبؤات بطليموس مثل تنبؤات كوبرنيكوس من حيث الجودة لكن النجاح المدهش للنظرية العلمية لا يعتبر أبدا نجاحا كاملا لها، فبالنسبة إلى مواضع الكواكب ومبادرة الاعتدالين الربيعي والخريفي لم تأت تنبؤات نظام بطليموس متطابقة مع أفضل المشاهدات التي أمكن الحصول عليها.
ومع هذا أصبح من الضروري حل مشكل التنبؤات أو حساب مواقع الكواكب بدقة، حتى أصبح من المشكلات الرئيسية للبحث لدى العديد من العلماء الذين جاءوا بعد بطليموس، فكلما واجهتهم مشكلة فلكية إلا وقاموا بحلها عن طريق إجراء تعديل ما في نظام بطليموس ذي الدوائر المتداخلة أو المتراكبة.
غير أن ما لوحظ مع مرور الوقت هو تعقد علم الفلك البطليمي كان آخذا في الازدياد بوتيرة أسرع من التعديلات والتنقيحات المدخلة عليه، وإدخال التصحيحات الضرورية لإصلاح الخلل الموجود في حساب مواقع الأفلاك لا يؤدي إلى فضاء عليه قضاء تاما لأنه ما يلبث أن يظهر ثانية في جانب آخر.
ولم يدرك هذه الصعوبات إلا ببطئ ومرد ذلك لا يعود إلى الانقطاعات الخارجية المتكررة أصابت التقليد الفلكي إلى قيود الاتصال بين الفلكيين في غياب الطباعة.
وهكذا لا يمكن أن يكون نظام بطليموس صحيحا في تصويره للطبيعة نظرا لتعقيده وعدم دقته؛ وهذا ما تناوله في مقدمة كتابه (دوران الأفلاك السماوية) بأن ما ورثه من التقليد البطليمي لم يخلق له في نهاية الأمر سوى صورة لا صلة لها بالواقع.
وفي مطلع القرن السادس عشر ازداد أفضل الفلكيين في أوروبا الذين راحوا يدركون إخفاق البراديغم الفلكي في تطبيقاته على مشكلاته التقليدية عينها، وكان ذلك الإدراك شرطا ضروريا لأن يرفض كوبرنيكوس البراديغم البطليمي ولأن يبحث عن آخر جديد.
إنها من بين العوامل التي اضطرت العلماء في تلك الظروف على الاتفاق حول كوبرنيكوس (ولم تضطرهم إلى الاتفاق حول بطليموس) هو حالة الأزمة التي كانت سببا في التجديدات التي اقترحها كوبرنيك، وهو ما لم يقوى عليه الفلك البطليمي الذي ظل عاجزا عن اتخاذ حل للمشاكل فكان لابد من ظهور نظرية فلكية جديدة تجرب حظها، فالفلك عند بطليموس كان فضيحة قبل إعلان الثورة الكوبرنيكية.

ب- أزمة الكيمياء:
لقد تجمعت عوامل عدة لتولد بذلك أزمة في علم الكيمياء؛ التي كانت سائدة قبل نظرية "لافوازييه(Lavoisier: 1743- 1794) المتمثلة في الاحتراق الأكسجين، وتخص بالذكر عاملين هما: تطور كيمياء الغازات ومسالة العلاقات بين الأوزان.
وهذا كله بدأ في القرن السابع عشر مع تطوير المضخة الهوائية وانتشار استعمالها في التجارب الكيميائية، وفي القرن الثامن عشر أدرك الكيميائيون أكثر وبفعل استخدام المضخة الهوائية وعدد من أجهزة، فتوصلوا إلى أن الهواء عامل نشيط في التفاعل الكيميائي واستمروا في اعتقادهم أن الهواء هو الغاز الوحيد الموجود.
وظل هذا الاعتقاد سائدا بأن التمييز بين عينتين من الغاز لا يكون إلا بالنظر في التلوث أو عدمه، وقد حصل ذلك في عام 1716 عندما بين "جوزيف بلاك"(Joseph Black) أن الهواء الثابت Co2 (ثاني أكسيد الكربون) يمكن تمييزه دون خطأ من الهواء العادي.
لقد كانت هناك أبحاث حول الغازات عقب عمل "بلاك" على يد كل من "كافيندش" و"بريستلي" و"سكيل؛ الذين جاؤوا بآليات جديدة متطورة قادرة على التمييز بين عينات الغاز، وقد كان جميعهم من أنصار نظرية (الفلوجستون) التي كانوا يقومون بتجاربهم عليها.
ومع ذلك كانت النتيجة النهائية لتجاربهم عبارة عن عينات مختلفة من الغاز ومن صفات الغاز، وكانت معقدة لدرجة عجزت عندها نظرية (الفلوجستون) عن التعامل مع تجارب المختبر.
إلى أن بدأ "لافوازييه" تجاربه على الهواء فكثرت التأويلات والصيغ المختلفة لنظرية (الفلوجستيك) التي شكلت أزمة ومؤشرا قويا لها في ظل نقائص النظرية وعدم منفعتها بالنسبة لكيمياء الغازات.
كما أن "لافوازييه" حاول إيجاد شرح وافي فيما يخص زيادة الوزن التي تحصل لمعظم الأجسام عند حرقها، أو تسخينها، وهذه المشكلة زادت من تعقيد نظرية (الفلوجستون).
وفي القرن الثامن عشر أصبح النموذج السائد يتراجع ويفقد قيمته، ومن هنا تتبين بوادر ظهور الأزمة.

ج- أزمة الفيزياء:
لقد ظهرت أزمة علم الفيزياء في القرن التاسع عشر التي فتحت المجال أمام ظهور النظرية النسبية.
ولقد كان امتداد جذور هذه الأزمة من أواخر القرن السابع عشر؛ فلقد دخل العلم العادي مع قبول العلماء للنظرية الموجية في الضوء، بدأت المشكلات التقنية التي كان على فلسفة المكان النسبية أن تربط بها في نهاية المطابق بالدخول إلى العلم العادي مع قبول النظرية الموجية للضوء بعد عام 1815 تقريبا مع أنها لم تثر أزمة في القرن التاسع عشر، ذلك أن الضوء حركة موجبة منتشرة في أثير ميكانيكي محكوم بقوانين نيوتن.
ففي خلال عدة عقود في أواسط القرن تقدم "فرنيل" (Frenel) وغيره بتفاسير مختلفة لنظرية الأثير بشرح استحالة ملاحظة حركة ما، وكان كل واحد منهم يفترض أن الجسم المتحرك يسحب معه جزء من الأثير ويجره فنجحت بما فيه الكفاية في إلقاء الضوء على النتائج السلبية التي انتهت إليها من خلال ملاحظات الفلكية والتجارب الفيزيائية، بما في ذلك تجربة "ميكسلون" و"مورلي" الشهيرة، فظل الصراع بين مختلف التأويلات والصيغ الذي يفتقد لتقنيات ووسائل تجريبية للجسم فيه.
ولم يتغير الوضع إلا مع ظهور نظرية "ماكسويل" الكهرومغناطيسية وذلك في أواخر القرن التاسع عشر الذي كان من أتباع "نيوتن"، فاعتقد أن الضوء والظواهر الكهرومغناطيسية تعود بصورة عامة إلى إزاحات متغيرة لجسيمات أثير ميكانيكي.
وينتهي الأمر بنظرية "ماكسويل" ورغم أصلها النيوتيني إلى وضع نموذج تتفرع منه الأزمة وتكون البؤرة التي تزيد من حدها وهي المشاكل المتعلقة بالحركة وعلاقتها بالأثير. لقد بدأت الأزمة مع الاعتقاد بأن الأرض تدور في محيط من أثير؛ فكانت محاولات العديد من العلماء الفيزيائيين لإثبات أن الأرض تسبح في وسط أثيري، وكانت من بينهم تجربة "ميكسلون" و"مورلي" الذي أرادوا أن يثبتوا أن هناك تيار يدور عكس اتجاه الأرض، فأعد سباقا بين شعاعين ضوئيين متعامدين وتبادل الشعاعين وبحثا عن الانحراف في الوضع النهائي لكلا الشعاعين، وهذا الانحراف دليل على وجود ريح أثير فكانت نتيجة سلبية ومعنى هذا فهم لم يستدلا على وجود أثير فأعادوا هذه التجربة عدة مرات وبأشكال مختلفة لكن دون أية نتيجة. لقد أحدثت هذه التجربة الشهيرة في تاريخ العلم أزمة أدت إلى تمديد الأزمة وتسليم معظم العلماء بأن الأرض والأثير موجودة عوض أن يتخلص من هذه الفكرة؛ أي عدم وجود أي أثير.
لقد تضمنت نظرية النسبية الخاصة الذي انطلق منها "أينشتين ( 1879-1955) أعظم انجاز في علم الطبيعة الحديث، وأقام عدة تجارب فيزيائية للبحث بهدف تحديد حركة ذلك الأثير الضوئي الذي يعتقد أنه يملأ غالبية الفضاء الكوني وتسبح الأرض فيه، وكان هدف هذه التجارب قياس حركة الأرض بالنسبة للأثير.
ومن هذا حاول "أينشتين" أن يبين وجهة نظره حول هذه المشكلة التي كان يؤمن بان لا وجود لما يسمى بالأثير. كانت نقطة البداية هي تجربة "ميكسلون" و"مورلي" التي انتهت إلى سقوط الأثير لثبات سرعة الضوء؛ فأصبحت النظرية النسبية بالتسليم بهاتين الفرضيتين أساسيتين وهما استبعاد الأثير ثم ثبات سرعة الضوء بصورة مطلقة، وهذا هو الشيء الثابت المطلق في الكون النسبي وليس الضوء فقط، بل مقصود السرعة الكونية لجميع الظواهر الكهرومغناطيسية.
لقد زاد اعتقاد "أينشتين" بأنه لا وجود لما يسمى بالأثير بوصفه وسطا حاملا للضوء وأن سرعة الضوء تظل ثابتة في كل الاتجاهات، وكانت هذه بمثابة الإجابة أو رد على إشكالية الأثير وثبات سرعة الضوء تضمنها النظرية الخاصة سنة 1905 لـ"أينشتين"، ولقد شكلت نجاحا وثورة على مفاهيم الكلاسيكية في الفيزياء.
وفي الأخير يمكن القول بأن هذه الأمثلة الثلاثة (الفلك والكيمياء والفيزياء) هي نماذج كاملة إذا رأينا كيف أن الأزمات تلعب دورا مهما في ظهور نظريات جديدة، لتكون حافزا قويا في دفع حركة العلم بعدما تخلله إخفاقات فتصيب العلم السوي، فيكون البحث عن البديل لحل المشاكل التي تصيبهم فبذلك تحل النظرية جديدة محل النظرية القديمة.
فمن هذه الأزمات التي أشرنا إليها سلفا يتبادر إلى أذهاننا سؤال يدفع بنا إلى القول: كيف للعلماء أن يستجيبوا للأزمة في حال وجودها؟ كيف تكون ردود أفعالهم إزاءها؟
عندما يواجه العلماء بظاهرة عدم توقع يبدؤون بفقدان الأمل وينطلقون في البحث عن البدائل في ظل النموذج (Paradigme) الذي قادهم إلى الأزمة، فرفض نموذج قائم يعني قبول نموذج آخر بمقارنة معه.
إن ما يفعله العلماء عندما يواجهون بظاهرة عدم توقع، فهم يبتكرون صيغا عديدة ويجرون تعديلات خصوصية في نظريتهم لكي يزول أي تناقض ظاهري.
ولنعود إلى السؤال الأول والمتعلق بالكيفية التي يستجيب لها العلماء لهذه الأزمة "في الواقع لا يواجه العلماء الأزمة بكيفية واحدة ومحددة بل تختلف ردود أفعالهم كثيرا، فقد يصيبهم جو من الغموض والتذمر أحيانا يسيطرون على الوسط العلمي"؛ معنى ذلك أن الشذوذ يثير أزمة فإنه يكون عادة أكثر من مجرد شذوذ وأحيانا يستدعي الشذوذ بشكل واضح تساؤلا حول التخلي عن النموذج، كما فعلت نظرية الأثير بالنسبة لهؤلاء الذين قبلوا نظرية ماكسويل أو كما في الدوران عند كوبرنيكوس فإن الشذوذ قد يثير أزمة بالنسبة للتطبيقات التي تعوقه.
فتطور العلم السوي (العادي) قد ينقل شذوذا ما (خروجا عن القياس) مجرد إزعاج من مصدر الأزمة؛ فعندما يبدوا الشذوذ أكثر من مجرد خلل (معضلة أخرى) من العلم السوي فإن الانتقال إلى الأزمة وإلى العلم الشاذ يكون قد بدا فعلا.
وللتدليل أكثر عن هذا الخلل الذي يصيب العلم؛ هناك أمثل كثيرة تحضرنا للقول لكي نعرف مدى المعاناة التي أصابت أصحاب النظريات التي تعرضت إلى هذه الأزمات، لقد كتب اينشتين قائلا:" كان الحال كما لو أن الأرض سحبت تحت قدمي الإنسان ولم يعد يرى أساس ثابت في أي مكان يمكن المرء أن يشيد عليه".
ومن جهة ثانية عبر "باولي" (Pauli)عن الوضع السائد في مجال الفيزياء قائلا:" إن علم الفيزياء في هذه اللحظة مشوش بصورة مرعبة، وفي أي حال لقد كان الأمر صعبا علي إلى حد كبير جدا حتى أنني تمنيت لو أنني كنت ممثلا سينمائيا هزليا أو ما هو من هذا القبيل، ولم أسمع في حياتي عن علم الفيزياء".
لكن هذا الرأي لم يدم طويلا فبعد خمسة أشهر عاد وصرح باولي قائلا:" لقد أرجع الأمل إلي والبهجة في الحياة نوع الميكانيكا التي اهتم بهتا هايزنبرغ (Heisenberg) وبالتأكيد لم تقدم تلك الميكانيكا حلا للمشكلة لكنني اعتقد أنه أصبح من الممكن أن تتقدم من جديد".
تنتهي كل الأزمات إلى أحد الطرق الثلاث: فأحيانا قد يثبت العلم العادي في نهاية المطاف قدرته على معالجة المشكلة التي أثارت الأزمة بالرغم من يأس أولئك الذين رأوا فيها نهاية براديغم قائم. وأحيانا أخرى تفاقم المشكلة حتى المقاربات الجذرية الجديدة وعندئذ قد يخلص العلماء إلى استنتاج بعدم إمكانية وجود حل في الحالة الراهنة لمجال عملهم، فيلصق بالمشكلة ما يدل على نوعها وتزاح جانبا لينظر فيها جيل آخر في المستقبل، يكون مزودا بأدوات أكثر تطورا. وأخيرا تنتهي الأزمة بنشوء مرشح جديد لأحد البراديغمات وما يتبعه من معركة حول قبوله، وهذه الحالة هي التي سوف تحظى باهتمامنا.
يجد العالم نفسه أمام هذه الخيارات وعليه أن يختار واحد منها، وما يهمنا هو الحل الأخير الذي بمقتضاه ينتقل العالِم من نموذج في حالة أزمة إلى نموذج جديد، وفي هذه الحالة تكون الأزمة شرط ضروري ومسبق لانبثاق وظهور نظريات جديدة، بمعنى آخر الخروج من نطاق التقاليد السائد بإحلال تقليد آخر محله قائم على قواعد ومعطيات جديدة مختلفة تماما عن سابقتها، ومن هنا يعيد النظر العالم في القضايا المطوحة من جديد بأساليب وقواعد جديدة.
إن عملية الانتقال من نموذج في حالة أزمة (مأزوم) إلى نموذج جديد يكون عن طريق إدخال بعض التعديلات على نموذج قديم بتوسيعه، بل أكثر من ذلك تكون بإعادة بناء أسس جديدة في مجال عملهم، وهذا الانتقال من نموذج قديم إلى نموذج جديد يعطي رؤية جديدة للعالِم سواء في مجال اختصاصه أومن ناحية أهدافه، وحتى في المنهج المعمول به.
كما أنه وصف أحد المؤرخين مؤخرا أثناء تناوله لحالة من الحالات التي يعيد فيها العلم ترتيب نفسه بسبب التغير الطارئ على النموذج تلك الرؤية بأنها "كالتقاط العصا من طرفها الآخر".