วันศุกร์ที่ 30 มกราคม พ.ศ. 2552

ประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์

ประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์


กาลิเลโอ: บิดาแห่งวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ คำว่า science ในภาษาอังกฤษ ซึ่งแปลว่า วิทยาศาสตร์นั้น มาจากภาษาลาติน คำว่า scientia ซึ่งหมายความว่า ความรู้ ในคริสต์ศตวรรษที่ 17 ฟรานซิส เบคอนได้พยายามคิดค้นวิธีมาตรฐานในการอุปนัย เพื่อนำมาใช้สร้างทฤษฎีหรือกฎต่างๆ ทางวิทยาศาสตร์จากข้อมูลที่ทดลองหรือสังเกตได้จากธรรมชาติ
โดยทั่วไปเราถือกันว่า
วิทยาศาสตร์สมัยใหม่ เริ่มต้นในยุคฟื้นฟูศิลปะวิทยาการ โดยมี "บิดาแห่งวิทยาศาสตร์สมัยใหม่" คือ กาลิเลโอ กาลิเลอี เป็นผู้ถอนรื้อและปรับปรุงแนวความคิดเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์สมัยเก่า ที่ยึดกับแนวความคิดของอริสโตเติลทิ้งไป. ณ ขณะนั้น กาลิเลโอได้กำหนดลักษณะสำคัญของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ไว้ดังนี้
· ทำนายสิ่งที่เกิดขึ้นในปรากฏการณ์ธรรมชาติได้ โดยที่ไม่จำเป็นต้องอธิบายสาเหตุได้ เช่น ในขณะที่ยังไม่มีความรู้เรื่อง
แรงโน้มถ่วงนั้น กาลิเลโอไม่สนใจที่จะอธิบายว่า "ทำไมวัตถุถึงตกลงสู่พื้นดิน ?" แต่สนใจคำถามที่ว่า "เมื่อมันตกแล้ว มันจะถึงพื้นภายในเวลาเท่าใด ?"
· ใช้คณิตศาสตร์เพื่อเป็นภาษาหลักของวิทยาศาสตร์ (ดูหัวข้อ
คณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์)
ในเวลาต่อมา
ไอแซก นิวตันได้ต่อเติมรากฐานและระบบระเบียบของแนวคิดเหล่านี้ และเป็นต้นแบบสำหรับสาขาด้านอื่นๆ ของวิทยาศาสตร์
ก่อนหน้านั้น, ในปี
ค.ศ. 1619 เรอเน เดส์การตส์ ได้เริ่มเขียนความเรียงเรื่อง Rules for the Direction of the Mind (ซึ่งเขียนไม่เสร็จ). โดยความเรียงชิ้นนี้ถือเป็นความเรียงชิ้นแรกที่เสนอกระบวนการคิดเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์สมัยใหม่และปรัชญาสมัยใหม่. อย่างไรก็ตามเนื่องจากเดส์การตส์ได้ทราบเรื่องที่กาลิเลโอ ผู้มีความคิดคล้ายกับตนถูกเรียกสอบสวนโดยโป๊ปแห่งกรุงโรม ทำให้เดส์การตส์ไม่ได้ตีพิมพ์ผลงานชิ้นนี้ออกมาในเวลานั้น
การพยายามจะทำให้ระเบียบวิธีทางวิทยาศาสตร์เป็นระบบนั้น ต้องพบกับ
ปัญหาของการอุปนัย ที่ชี้ให้เห็นว่าการคิดแบบอุปนัย (ซึ่งเริ่มต้นโดยฟรานซิส เบคอน) นั้น ไม่ถูกต้องตามหลักตรรกศาสตร์. เดวิด ฮูมได้อธิบายปัญหาดังกล่าวออกมาอย่างละเอียด คาร์ล พอพเพอร์ในความคิดลักษณะเดียวกับคนอื่นๆ ได้พยายามอธิบายว่าสมมติฐานที่จะใช้ได้นั้นจะต้องทำให้เป็นเท็จได้ (falsifiable) นั่นคือจะต้องอยู่ในฐานะที่ถูกปฏิเสธได้ ความยุ่งยากนี้ทำให้เกิดการปฏิเสธความเชื่อพื้นฐานที่ว่ามีระเบียบวิธี 'หนึ่งเดียว' ที่ใช้ได้กับวิทยาศาสตร์ทุกแขนง และจะทำให้สามารถแยกแยะวิทยาศาสตร์ ออกจากสาขาอื่นที่ไม่เป็นวิทยาศาสตร์ได้
ปัญหาเกี่ยวกระบวนการปฏิบัติของวิทยาศาสตร์มีความสำคัญเกินขอบเขตของวงการวิทยาศาสตร์ หรือวงการวิชาการ ในระบบยุติธรรมและในการถกเถียงปัญหาเกี่ยวกับนโยบายสาธารณะ การศึกษาที่ใช้วิธีการนอกเหนือจาก แนวปฏิบัติทางวิทยาศาสตร์ที่เป็นที่ยอมรับ จะถูกปฏิเสธ และถูกจัดว่าเป็น "
วิทยาศาสตร์ขยะ" หรือศาสตร์ปลอม




โมเดลอะตอมของบอห์ร เป็นหนึ่งในโมเดลทางวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงมาก ได้ผ่านกระบวนการทางวิทยาศาสตร์เพื่อทดสอบความถูกต้องหลายต่อหลายครั้ง ดังจะเห็นได้จากการถูกเสนอขึ้นเป็นโมเดลที่แท้จริงของอะตอมเนื่องจากอธิบายปรากฏการณ์เส้นสเปกตรัมของไฮโดรเจนได้ และในเวลาต่อมาก็ถูกคัดค้านเนื่องจากอธิบายปรากฏการณ์อื่นๆ อีกหลายอย่างไม่ได้
คำว่า "
โมเดล", "สมมติฐาน", "ทฤษฎี", และ"กฎทางกายภาพ" มีความหมายในทางวิทยาศาสตร์ไม่เหมือนกับที่ใช้กันทั่วไป นักวิทยาศาสตร์ใช้คำว่า โมเดล เพื่อหมายถึงคำอธิบายปรากฏการณ์บางอย่าง ที่สามารถนำไปใช้สร้างคำทำนายซึ่งตรวจสอบความถูกต้องได้ด้วยการทดลองหรือการสังเกต ในขณะที่ สมมติฐาน คือความเชื่อที่ยังไม่ได้รับการสนับสนุนที่มากพอ และยังไม่ถูกพิสูจน์ว่าผิดพลาดด้วยการทดลอง ส่วน กฎทางกายภาพ หรือ กฎธรรมชาติ นั้น คือคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์ที่มีนัยทั่วไป ที่วางรากฐานอยู่บนผลของการสังเกตเชิงประจักษ์
ผู้คนทั่วไปมักเข้าใจว่า ทฤษฎี นั้นหมายถึงแนวคิดที่ยังไม่มีบทพิสูจน์หรือข้อสนับสนุนที่ชัดเจน อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์มักใช้คำว่าทฤษฎี เพื่อกล่าวถึงกลุ่มก้อนของแนวคิดที่ทำนายผลบางอย่าง การกล่าวว่า "ผลแอปเปิลหล่น" คือการระบุความจริง ในขณะที่
ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตันคือกลุ่มของแนวคิดที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถอธิบายได้ว่าทำไมผลแอปเปิลถึงหล่น และทำนายการหล่นของวัตถุอื่นๆ ได้
ทฤษฎีที่ผ่านการทดสอบอย่างละเอียดถี่ถ้วนเป็นเวลานาน พร้อมกับมีหลักฐานจำนวนมากรองรับ จะถูกพิจารณาว่า "พิสูจน์แล้ว" ในความหมายทางวิทยาศาสตร์ โมเดลที่ได้รับการยอมรับโดยทั่วไปเช่น
ทฤษฎีอาทิตย์เป็นศูนย์กลางและทฤษฎีอะตอมนั้น มีหลักฐานที่มั่นคงจนยากจะเชื่อได้ว่าจะทฤษฎีจะผิดได้อย่างไร ส่วนทฤษฎีอื่นๆ เช่น ทฤษฎีสัมพัทธภาพ, คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า หรือทฤษฎีวิวัฒนาการนั้น ผ่านการทดสอบที่เคร่งครัดอย่างมากมายโดยไม่พอข้อขัดแย้ง แต่ก็ยังเป็นไปได้ที่สักวันหนึ่งทฤษฎีเหล่านี้อาจถูกล้มล้างลง ทฤษฎีใหม่ๆ เช่นทฤษฎีสตริงอาจจะเป็นแนวคิดที่น่าเชื่อถือ แต่ก็ยังคงต้องผ่านกระบวนการตรวจสอบที่หนักหน่วงเช่นเดียวกัน
นักวิทยาศาสตร์ไม่เคยกล่าวอ้างถึงความรู้สัมบูรณ์ ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์แม้จะถูกพิสูจน์แล้ว แต่ก็ยังมีโอกาสที่จะ
ถูกปฏิเสธได้ถ้าพบหลักฐานเพิ่มเติม แม้กระทั่งทฤษฎีพื้นฐานเอง วันหนึ่งก็อาจกลายเป็นทฤษฎีที่ไม่สมบูรณ์ได้ ถ้ามีผลการสังเกตใหม่ๆ นั้นขัดแย้งกับทฤษฎีเหล่านั้น
กลศาสตร์นิวตันที่ค้นพบโดยไอแซก นิวตันเป็นตัวอย่างที่โด่งดัง ของกฎที่ถูกพบในภายหลังว่าอาจไม่ผิดพลาด ในกรณีที่การเคลื่อนที่นั้นมีความเร็วเข้าใกล้ความเร็วแสง หรือวัตถุอยู่ใกล้กับสนามแรงโน้มถ่วงที่แรงมากๆ ในกรณีที่นอกเหนือจากนี้ กฎของนิวตันยังคงเป็นโมเดลที่เยี่ยมยอดของเคลื่อนที่และแรงโน้มถ่วง เนื่องจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปนั้นครอบคลุมปรากฏการณ์ทั้งหมดที่กฎของนิวตันสามารถใช้ได้ และยังสามารถใช้ในกรณีอื่นๆ ได้อีก ทฤษฎีนี้จึงถูกจัดว่าเป็นทฤษฎีที่มีความถูกต้องมากกว่า
[แก้] ปรัชญาวิทยาศาสตร์
ความสำเร็จอันยิ่งใหญ่ของวิทยาศาสตร์ใน
ประวัติศาสตร์มนุษย์ ได้สร้างประเด็นคำถามทางปรัชญาไว้มากมาย. โดยนักปรัชญาวิทยาศาสตร์ได้ตั้งคำถามทางปรัชญาที่สำคัญดังนี้
· สิ่งใดเป็นตัวแบ่งแยกความรู้ทางวิทยาศาสตร์กับความรู้ประเภทอื่นๆ เช่น โหราศาสตร์
ปรัชญาวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์ในสังคมเสรี
โดย วีระ สมบูรณ์ป๋วยเสวนาคาร วันเสาร์ที่ ๓ พฤศจิกายน ๒๕๔๔

ในยุคปัจจุบัน เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่า องค์ความรู้สูงสุดซึ่งอยู่เหนือจารีตอื่นๆ ในสังคม ย่อมได้แก่องค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ ทุกวันนี้เราโดยมากอาศัยวิทยาศาสตร์เป็นเกณฑ์วัดตัดสินสิ่งต่าง ๆ ทั้งหมด โดยเมื่อพิจารณา (หรือไม่พิจารณา) แล้วเห็นว่าจารีตความรู้หรือวิธีการใดที่ไม่เป็นวิทยาศาสตร์ สิ่งนั้นๆ ย่อมไม่อาจยอมรับหรือใช้การไม่ได้ ยกตัวอย่างเช่นความรู้เรื่องการรักษาโรคโดยใช้ยาสมุนไพรหรือรหัสยนัยบางอย่าง เกณฑ์ทางวิทยาศาสตร์ย่อมไม่อาจรับรองได้ในทางประสิทธิภาพ โดยไม่ผ่านกระบวนการกรรมวิธีของตน ทั้งที่วิธีการเยียวยารักษาความป่วยไข้นั้นได้รับการยืนยันครั้งแล้วครั้งเล่าว่ามีผล
พอล ฟายเออราเบนด์ เป็นนักปรัชญาวิทยาศาสตร์ และเป็นนักอนาธิปัตย์ทางวิธีการแสวงหาความรู้ ได้ตั้งคำถามเกี่ยวกับมายาคติว่าด้วยความถูกต้องชอบธรรมของวิทยาศาสตร์ เขาคือผู้ประกาศว่าแท้จริงแล้วการแสวงหาความรู้ของมนุษย์ (แม้แต่ในวงการวิทยาศาสตร์) หาได้มีวิธีการหนึ่งเดียวอันเป็นวิธีวิทยาตายตัวไม่ ฟายเออราเบนด์ตั้งคำขวัญว่า "อะไรก็ได้" (Anything goes) ซึ่งเป็นการต่อต้านวิธี (Against Method) ซึ่งแนวคิดดังกล่าวของนักปรัชญาวิทยาศาสตร์ผู้นี้อาจสรุปได้ว่า (๑) วิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่ชัดเจนนั้น ไม่มี (๒) ที่มักกล่าวกันว่าวิธีการบางอย่างที่ไม่เป็นวิทยาศาสตร์ ขัดกับความก้าวหน้านั้นไม่เป็นความจริง
เขาเห็นว่าวิธีการแสวงหาความรู้ความเข้าใจใดๆ ย่อมขึ้นอยู่กับเนื้อหาและเรื่องที่จะทำการศึกษาด้วย ด้วยเหตุนี้เราจึงไม่สามารถหาข้อสรุปเกี่ยวกับวิธีการหรือวิธีวิทยาได้เลย โดยเขาได้ให้ตัวอย่างถึงกรณีที่แม้ในวงการวิทยาศาสตร์เอง นักวิทยาศาสตร์ก็ไม่ได้ใช้วิธีการมาตรฐานในการค้นคว้าหาความจริง ดังเช่น การค้นพบทฤษฎีสัมพันธภาพของไอน์สไตน์ ปรากฏว่านักฟิสิกส์ลือนามผู้นี้เริ่มจากการ "คิดสมมติ" ว่าหากเวลาไม่นิ่ง เราจะทำอย่างไร กล่าวคือเป็นการยอมรับว่า เมื่อปัญหานั้นเป็นเรื่องจริง จะมีสิ่งใดเกิดขึ้นติดตามมา ลำดับต่อจากนั้นเขาจึงใช้จิตนาการสร้างคำตอบขึ้น จนได้ข้อสรุปว่า หากนำเรื่องนี้มาทดลองในโลกเป็นจริงผลลัพธ์ที่ได้จะต้องมีลักษณะใด ท้ายที่สุดไอน์สไตน์จึงไปสืบค้นผลการทดลองในเงื่อนไขในจินตนาการดังกล่าว ที่มีผู้อื่นทำไว้ก่อนหน้านั้นแล้ว แต่ตัวเขาเองไม่ทราบมายืนยันทฤษฎีสัมพันธภาพ
จนถึงปัจจุบัน การทวนถามความถูกต้องของจารีตที่อ้างตัวว่า ประกอบขึ้นด้วยวิธีการพิสูจน์ผลทางวิทยาศาสตร์นั้นเริ่มปรากฏชัดเจมากขึ้นเรื่อย ดังเมื่อเร็วๆ นี้ บัณฑิตยสภาของสหรัฐอเมริกา ได้จัดประชุมทางวิชาการเพื่อหาคำจำกัดความของ วิทยาศาสตร์ ผลจากที่ประชุมทำให้ได้คำจำกัดความที่มีความยาวถึง ๓๐๐ หน้ากระดาษ จนต้องตั้งคณะกรรมการเพื่อย่นย่อคำจำกัดความนั้นลงในที่สุดเหลือคำนิยามสั้นที่สุด ๓๐ หน้ากระดาษ ในนัยะหนึ่งก็เท่ากับเป็นเครื่องชี้ให้เห็นว่า แม้วิทยาศาสตร์เองก็ไม่สามารถตอบคำถามได้ว่าในที่สุดแล้วตัวเองคืออะไร แล้วไยจึงเที่ยวไปประทับตราว่าจารีตอื่นนั้นไม่เป็นวิทยาศาสตร์
ที่กล่าวมาข้างต้นนี้คือคำถามท้าทายที่ว่าอะไรเป็นวิทยาศาสตร์
ฟายเออราเบนด์มิได้หยุดอยู่เพียงแค่นั้น แต่ยังตั้งคำถามต่อไปว่า แล้ววิทยาศาสตร์มีอะไรดี เขาได้นำเสนอข้อมูลที่น่าเชื่อถือเพื่อแสดงให้เห็นว่า แท้ที่จริงบรรดาสิ่งที่วิทยาศาสตร์อ้างว่าเป็นผลผลิตที่มาจากตน ก็หาใช่ผลงานของวิทยาศาสตร์ไม่ ไม่ว่าจะเป็นความรู้ทางการแพทย์ ซึ่งสืบเนื่องมาแต่สมัยกลางก่อนยุควิทยาศาสตร์ ความคิดเรื่องธาตุ สสาร โมเลกุล หรือปรมาณูก็เป็นความรู้ที่ก่อกำเนิดมาแต่ครั้งยุคกรีก ฯลฯ ดังนี้เป็นต้น หากสิ่งที่ทำให้จารีตวิทยาศาสตร์มีอำนาจครอบงำองค์ความรู้ส่วนใหญ่ได้ ก็เพราะวิทยาศาสตร์ได้กลายเป็นอันหนึ่งอันเดียวกับรัฐและระบบทุนในสมัยปัจจุบัน เฉกเช่นเดียวกับที่เทวศาสตร์เคยแนบชิดกับเจ้าศักดินาในยุคกลางนั่นเอง



ปรัชญาวิทยาศาสตร์จะดีสำหรับการศึกษาธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ (อ้างอิง : มูลนิธิเสฐียร โกเศศ นาคประธีป.2545. ปรัชญาวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์ในสังคมเสรี )
ปรัชญาวิทยาศาสตร์จะดีสำหรับการศึกษาธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ ซึ่งจะนำเข้าสู่การวิเคราะห์มโนทัศน์ และนำเข้าสู่การวิพากษ์วิจารณ์ทางวิทยาศาสตร์ จำเป็นจะต้องให้การสอนของครูวิทยาศาสตร์และหรือนักเรียนอยู่ในธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ ความไม่แน่นอนเป็นสภาพชั่วคราวขั้นต้นเป็นคุณลักษณะของวิทยาศาสตร์ทั้งหมด คุณลักษณะพื้นฐานของวิทยาศาสตร์คือความศัทธาในความเคลือบแคลงสงสัยที่จะสืบสวนในจักรวาลทางกายภาพที่มี ในแง่ของความเข้าใจและความเป็นระเบียบ ระบบ วิทยาศาสตร์เป็นกิจกรรมเคลื่อนไหว มากกว่าที่จะคงอยู่คงสภาพของการรวมรวม สารสนเทศแห่งความจริง ทุกๆ เรื่องในการหาเหตุผลทางวิทยาศาสตร์จะมีทั้งแบบอุปนัย และนิรนัย
ตั้งแต่ปี 1950 เป็นต้นมา ความก้าวหน้าของปรัชญาวิทยาศาสตร์ จิตวิทยาทางความคิด (cognitive psychology) และการศึกษาวิทยาศาสตร์ได้นำมาสู่การพัฒนาการปรากฏของโดเมน (emerging domain) ที่แสวงหาความเข้าใจความรู้ทางวิทยาศาสตร์ (Duschl.A,R; Hanmilton J.R,1992) โดยมีความเชื้อว่าความรู้ทางวิทยาศาสตร์ไม่ได้สมบูรณ์ ความรู้ที่ได้จากการศึกษายังมีจุดบกพร่อง ดังนั้นใครมีข้อมูลเหตุผลสนับสนุนที่ดีกว่า ก็พร้อมที่จะยอมรับความคิดเห็นหรือความรู้ที่ถูกต้องกว่า
งานของนักวิทยาศาสตร์ศึกษา
ผู้นำด้านวิทยาศาสตร์ศึกษาควรรู้ในเรื่องใด
ผู้ที่มีหน้าที่รับผิดชอบหรือผู้นำทางด้านวิทยาศาสตร์ศึกษา ควรมีความรู้ในเรื่องต่อไปนี้
1. ประวัติความเป็นมาของวิทยาศาสตร์2. ความเจริญก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์ในปัจจุบัน3. วิทยาศาสตร์แขนงต่างๆ4. มีเจตคติทางวิทยาศาสตร์หรือจิตวิทยาศาสตร์ และมีทักษะในการใช้เครื่องมือ5. มีความสามารถที่จะทำวิจัยในทางการศึกษาด้านวิทยาศาสตร์6. รู้จักคิดเป็นขั้น การคิดย้อนกลับอย่างมีเหตุผล (reflective thinking)7. รู้จักปรัชญาวิทยาศาสตร์ ตรรกศาสตร์ และปรัชญาที่เกี่ยวข้อง8. มีความรู้พื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ และรู้ถึงประโยชน์ในชีวิตประจำวัน9. รู้จักอาชีพที่ใช้วิทยาศาสตร์ และการแน่แนวอาชีพ10 รู้ถึงความสำคัญของวิทยาศาสตร์ต่อการพัฒนาเศรษฐกิจ11. รู้เรื่องการศึกษา รวมทั้งจิตวิทยา และวิธีการสอนแบบต่างๆ

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น