وقتی علوم نوین با خطا همراه می شوند

از زمان کشف پنیسیلین تا ارایه نظریه نسبیت و مطرح شدن مکانیک کوانتومی، علوم نوین همواره در مسیر رشد و تکامل بوده است و این درحالی است که آغاز این روند به پیش از پیدایش رایانه باز می گردد.

رشد خیره کننده دستاوردهای علمی را می توان به سرعت بالای روشهای علمی مرتبط دانست که با تکیه بر آنها ارایه می شوند. در واقع استنتاج های علمی که در گوشه و کنار جهان حاصل می شود توسط دانشمندان متعددی آزمایش و به اثبات می رسد.

اما در گذر زمان همه چیز در حال تغییر است. به بیان دیگر آنچه که ما به عنوان فعالیتهای علمی مشغول انجام آن هستیم در حال دگردیسی است به طوریکه حالا به طرز بی سابقه و فزاینده ای بر مدلهای پیچیده رایانه ای متکی شده ایم تا درک بهتری از طبیعت پیدا کنیم.

گذشته از آن تصور می شود که امکان بازتولید این مدلسازی ها تقریبا غیرممکن است از این رو داشتن فاکتوری به نام «سنگ محک» در بسیاری از فرآیندهای تولید علم خود به یک چالش جدی تبدیل شده است. اکنون این پرسش مطرح می شود که درصورت بروز هرگونه اشتباهی آیا راهی برای بازگشت وجود دارد؟

علوم پیش از دوران مدرن که تحت عنوان «فلسفه طبیعی» شناخته می شود مبنای تجربی داشتند. در حقیقت در این علوم از مشاهدات قبلی برای پیش بینی های علمی در آینده استفاده می شود که همواره امکان آزمایش آن وجود دارد.

بخش قابل توجهی از علوم فعلی با فرآیندهای به مراتب پیچیده تری سر و کار دارد که در بسیاری از موارد نیز راه حل های دقیقی ارایه نمی شود.

اما علوم مدرن و به معنای دیگر امروزی مبنای نظری دارند. این دسته از علوم نیز پیش بینی هایی در خود دارند اما مبنای این پیش بینی ها نه از تجربیات و مشاهدات بلکه از مدلهای ریاضی نشأت می گیرد. به عنوان مثال می توان به معادله ای اشاره کرد که مدار زمین به دور خورشید را توصیف می کند. از این معادله می توان برای ارایه مدل رایانه ای استفاده کرد که در آن با قرار دادن متغیرهای خاص شاهد نتایج مختلفی بود. از این رو می توان تاریخی در آینده را در این فرمول قرار داده و موقعیت زمین در آن تاریخ خاص را تعیین کرد.

اما همیشه نیز اینگونه نیست. به عنوان مثال می دانیم که فرمول ساده ای برای حل «مسأله سه اجرام» وجود ندارد. این موضوع به مسأله سه جرم در حال چرخش و تأثیرگذاری نیروهای جاذبه ای آنها بر یکدگیر می پردازد که در این خصوص می توان زمین، ماه و خورشید را به عنوان یک مثال بارز بیان کرد.

بخش قابل توجهی از علوم فعلی با فرآیندهای به مراتب پیچیده تری سر و کار دارد که در بسیاری از موارد نیز راه حل های دقیقی ارایه نمی شود. اینجاست که بحث مدلهای محاسباتی مطرح می شود. اما اگر نتایج آنها اشتباه از کار درآید چه خواهد شد؟

مدارگرد جوی مریخ که در فضا ناپدید و در نهایت در اتمسفر این سیاره از هم فروپاشید نمونه ای بارز از این موضوع است.

برخی کارشناسان بر این باورند که بخشی از فرآیند توسعه علوم نوین باید بر نگرشی استوار باشد که در آن راهکارهایی جهت تعیین درستی این فرمولها و محاسبات ارایه شود. برنامه نویسی دقیق و پیچیده برای رایانه هایی که در واقع ابزار حیاتی دانشمندان به شمار می آیند اقدامی مؤثر در این زمینه به شمار می آید تا شکافهای موجود به حداقل برسد.

مترجم : مهدی پیرگزی

منبع

No tags for this post.