الشكلية العلمية

الشكلية العلمية هي مجموعة من المناهج لعرض العلوم . وهي تُعتبر جزءًا مهمًا من المنهج العلمي ، وخاصة في العلوم الفيزيائية .

توجد مستويات متعددة ممكنة للصياغة العلمية. في أدنى مستوى، تتناول الصياغة العلمية الطريقة الرمزية التي تُعرض بها المعلومات. ولتحقيق الصياغة في نظرية علمية على هذا المستوى، يبدأ المرء بمجموعة محددة جيدًا من البديهيات ، ومنها ينبثق نظام رسمي .

مع ذلك، على مستوى أعلى، يتضمن المنهج العلمي الرسمي النظر في المسلّمات نفسها. ويمكن اعتبار هذه المسلّمات مسائل وجودية . فعلى سبيل المثال، يمكن تعريف خاصية تُسمى "الوجود" على المستوى الأدنى من المنهج الرسمي . أما على المستوى الأعلى، فلا يزال السؤال مطروحًا حول ما إذا كان الإلكترون موجودًا بنفس معنى وجود البكتيريا .

تم اقتراح بعض النظريات الرسمية الفعلية حول الحقائق . ^{[ 1 ]}

أعاد المناخ العلمي في القرن العشرين إحياء هذه التساؤلات. فمنذ عهد إسحاق نيوتن وحتى عهد جيمس كلارك ماكسويل، كانت هذه التساؤلات خاملة، بمعنى أن العلوم الفيزيائية كانت تعتمد على مكانة الأعداد الحقيقية كوصف للمتصل ، وعلى نظرة محايدة للذرات وبنيتها. أما ميكانيكا الكم ، النظرية الفيزيائية السائدة بعد عام 1925 تقريبًا، فقد صيغت بطريقة أثارت تساؤلات من كلا النوعين.

في إطار نيوتن، كان هناك بالفعل قدر من الارتياح في الإجابات التي يمكن تقديمها. لنأخذ على سبيل المثال سؤال ما إذا كانت الأرض تدور حول الشمس فعلاً . في إطار مرجعي مُكيَّف لحساب مدار الأرض، يُعد هذا السؤال رياضيًا، ولكنه أيضًا تحصيل حاصل. يمكن للميكانيكا النيوتونية الإجابة على السؤال، ما إذا كان دوران الشمس حول الأرض صحيحًا، كما يبدو بالفعل لعلماء الفلك على الأرض. في نظرية نيوتن، يوجد إطار مرجعي أساسي ثابت، وهو إطار قصوري . "الإجابة الصحيحة" هي أن وجهة نظر الراصد في إطار مرجعي قصوري لها الأولوية: يرى الراصدون الآخرون آثار تسارعهم بالنسبة إلى إطار قصوري ( قوى القصور الذاتي ). قبل نيوتن، استنتج غاليليو النتائج من النموذج الكوبرنيكي المركزي للشمس . ومع ذلك، فقد اضطر إلى تسمية عمله (في الواقع) بالصياغة العلمية الشكلية، وفقًا للوصف القديم الذي يحفظ الظواهر . ولتجنب مخالفة السلطة، يمكن اعتبار المدارات الإهليلجية للنموذج الشمسي المركزي أداة أكثر ملاءمة للحسابات، بدلاً من كونها وصفًا فعليًا للواقع.

في النسبية العامة ، لم تعد أطر نيوتن العطالية ذات أهمية. في ميكانيكا الكم، جادل بول ديراك بأن النماذج الفيزيائية لم تكن موجودة لتوفير بنى دلالية تسمح لنا بفهم الفيزياء المجهرية بلغة مماثلة لتلك التي نستخدمها على نطاق الأشياء اليومية المألوفة. ويتمثل موقفه، الذي تبناه العديد من الفيزيائيين النظريين ، في أن النموذج الجيد يُحكم عليه بقدرتنا على استخدامه لحساب الكميات الفيزيائية التي يمكن اختبارها تجريبياً. ويقترب رأي ديراك مما يسميه باس فان فراسن بالتجريبية البنّاءة . ^{[ 2 ]}

كان بيير دوهيم ، الذي كتب في مطلع القرن العشرين، من الفيزيائيين الذين تعاملوا مع القضايا المطروحة بجدية . فقد كتب تحليلاً مطولاً للنهج الذي اعتبره بريطانياً بامتياز، والذي يشترط أن يكون لنظريات الحقول في الفيزياء النظرية تفسير ميكانيكي-فيزيائي. وكان هذا وصفاً دقيقاً لما سيجادل ديراك (وهو بريطاني أيضاً) ضده لاحقاً. ولا داعي لأخذ الخصائص الوطنية التي حددها دوهيم على محمل الجد، إذ زعم أيضاً أن استخدام الجبر المجرد ، وتحديداً الرباعيات ، كان أيضاً من الخصائص البريطانية المميزة (على عكس الفرنسية أو الألمانية)؛ وكأن استخدام أساليب التحليل الكلاسيكية وحدها هو المهم في أي من الاتجاهين.

كتب دوهيم أيضًا عن إنقاذ الظواهر. بالإضافة إلى نقاش الثورة الكوبرنيكية حول "إنقاذ الظواهر" ( باليونانية : σῴζειν τὰ φαινόμενα، sozein ta phainomena ^{[ 3 ]} ) ^{[ 4 ] [ 5 ]} مقابل تقديم تفسيرات ^{[ 6 ]} ، كان توما الأكويني ، الذي كتب، فيما يتعلق بالأجرام السماوية الغريبة والأفلاك التدويرية ، أن

يمكن استخدام العقل بطريقتين لإثبات وجهة نظر ما: أولاً، لغرض تقديم دليل كافٍ على مبدأ ما [...]. ويُستخدم العقل بطريقة أخرى، ليس لتقديم دليل كافٍ على مبدأ ما، بل لتأكيد مبدأ قائم بالفعل، من خلال إظهار توافق نتائجه، كما هو الحال في علم الفلك حيث تُعتبر نظرية المدارات اللامركزية والدوائر التدويرية راسخة، لأنها تُفسر المظاهر المحسوسة للحركات السماوية ( possunt salvari appeartia sensibilia )؛ ولكن ليس كما لو كان هذا الدليل كافيًا، إذ قد تُفسرها نظرية أخرى. [...] ^{[ 7 ]}

إن فكرة أن التفسير الفيزيائي - سواء باللغة الدارجة أو الأفكار الكلاسيكية والكيانات الفيزيائية، وإن تم فحصه بمعنى وجودي أو شبه وجودي - لظاهرة ما في الفيزياء ليس شرطاً نهائياً أو ضرورياً لفهمها أو صحتها، تظهر أيضاً في وجهات النظر الواقعية البنيوية الحديثة حول العلم. ^{[ 8 ]}

كتب روبرت بيلارمين إلى عالم مركزية الشمس باولو أنطونيو فوسكاريني : ^{[ 9 ]}

ولا يُعدّ من الصحيح إثبات أنه بافتراض أن الشمس في المركز والأرض في السماء يمكن إنقاذ المظاهر، وإثبات أن الشمس في المركز والأرض في السماء في الحقيقة؛ لأني أعتقد أن البرهان الأول قد يكون ممكناً، ولكن لديّ شكوك كبيرة حول الثاني...

يقترح الفيزيائي الحديث بيير دوهيم أنه من ناحية واحدة على الأقل، أظهر بيلارمين نفسه عالماً أفضل من غاليليو من خلال رفضه إمكانية وجود "برهان قاطع على حركة الأرض"، على أساس أن النظرية الفلكية "تحفظ المظاهر" فقط دون أن تكشف بالضرورة عما "يحدث بالفعل". ^{[ 10 ]}

• أندرياس أوسياندر
• استعارة المجتمع العلمي