رمز اکتشافات علمی چیست؟ اشتباه کردن

امروزه مردم سوء برداشت‌هایزیادی درباره‌ی علم دارند -- درباره اینکه چطور کارمی‌کند و چیست. یکی از بزرگترین سوء برداشت‌هااین است که علم فقط انبوهی از حقایق است. اما این درست نیست --حتی هدف علم هم این نیست. علم پیشرفت است. علم روش اندیشیدن است. جمع‌آوری اطلاعات فقط بخشیاز آن است اما هدف آن نیست. هدف نهایی علم، درک واقعیت عینی به بهترین روشی کهمی‌دانیم و بر پایه‌ی شواهد است.
مشکل اینجاست که انسان‌ها کامل نیستند. ما فریب می‌خوریم -- ما واقعا درفریب دادن خودمان استاد هستیم. به همین خاطر در این روند باید تعصبات خود را به حداقل برسانیم. اگر بخواهم آن را ساده‌تر بیان کنم،توضیح شایدم زیادی ساده شده‌ی آن می‌شود این: اگر می‌خواهید کارعلمی انجام دهید. پس نیاز به مشاهده چیزی دارید ... مثلا می‌گویید، «آسمان آبی است. خوب چرا؟» شما سوال را مطرح می‌کنید. در مرحله بعد، ایده‌ای که ممکن استآن را توجیه کند را مطرح می‌کنید: یک فرضیه. خب، می‌دانید چیست؟ اقیانوس‌ها آبی هستند. شاید آسمان انعکاسی از رنگ اقیانوس است. عالی است، اما حالا باید آن را امتحان کنید پس حدس می‌زنید که اینچه معنایی می‌تواند داشته باشد. شاید پیش‌بینی شما این خواهد بود، «خب، اگر آسمان انعکاس رنگ اقیانوس است. پس در سواحل باید آبی‌تر باشد تا وسط دشت و صحرا.» بله، به اندازه کافی منطقی است، اما شما باید آنپیش‌بینی را امتحان کنید پس سوار هواپیما می‌شوید، و در یکروز خوب دلگیر دنور را به مقصد لس‌آنجلس ترک می‌کنید ومی‌بینید که آسمان آبی‌تر است. هورا، فرضیه‌تان اثبات شد. اما واقعا همین طور است؟ خیر. فقط یک مشاهده انجام دادید. باید درباره‌ی فرضیه‌تان،و نحوه‌ی آزمایش آن فکر کنید. و بیش از یک بار آن را امتحان کنید. شاید می‌توانید به نقاط مختلف کشور بروید یا در فصل‌های مختلف سال و ببینید که آن موقع هوا چگونه است. فکر خوب دیگر این است که با دیگران صحبت کنیم. آنها عقاید، و دیدگاه‌های متفاوتی دارند، و می‌توانند به شما کمک کنند. ما این کار را بازبینی دقیق می‌نامیم. در حقیقت این کار باعث صرفه‌جویی درهزینه و زمانی می‌شود که باید صرف کنید، تا با پرواز ازجایی‌ به‌ جای دیگرهوا را بررسی کنید.
حالا، اگر فرضیه شما مناسب اماکافی نباشد، تکلیف چیست؟ خب، مشکلی نیست، چون شما می‌توانید کمی آن را تغییر دهید و سپس دوباره وارد جریان شوید -- یعنی دوباره حدس بزنید،آن‌ها را تست کنید -- و با تکرار دوباره و دوباره آن،در آن آزموده می‌شوید. و اگربه اندازه کافی خوب باشد. ممکن است مورد قبول سایر دانشمندان قرار گیرد، حداقل به طور موقتی، به عنوان توضیح آنچه که اتفاق می‌افتد، حداقل تا زمانیکه ایده‌ی بهتر یا شواهدی بر ضد آن ارائه شود.
بخشی از روند آن، این است کهبپذیریم گاهی اشتباه می‌کنید. که می‌تواند خیلی خیلی، سخت باشد. علم هم محاسن و معایب خود را دارد که به آن وابسته است. یکی از محسنات علم این استکه توسط افراد انجام می‌شود، و ثابت شده کار خود را به خوبی انجام می‌دهد. ما به واسطه علم درک خوبی از هستی داریم. یکی از معایب علم این استکه توسط انسان انجام می‌شود، وقتی مشغول بررسی پدیده‌ای هستیم کوله بار سنگینی را با خود حمل می‌کنیم ما خودخواه هستیم، لجباز و خرافاتی هستیم، ما قبیله‌ای هستیم، انسان هستیم -- که همه اینها از ویژگی‌های انسانیاست و دانشمندان هم انسان هستند. پس ما باید هنگام مطالعه علم و هنگامی‌ که سعی در بسط فرضیاتمانداریم به آن آگاه باشیم. اما بخشی از همه این چیزها، بخشی از این فرآیند علمی، بخشی از روش علمی این است که وقتی اشتباهی کردیم، آن را بپذیریم. من چنین تجربه‌ای دارم.
چندین سال پیش که درتلسکوپفضایی هابل کار می‌کردم، دانشمندی که با من کار می‌کردبا اطلاعاتی پیش من آمد، و گفت، «فکر می‌کنم که ممکن است تصویر سیاره‌ای باشد که به دورستاره‌ی دیگری در حال گردش است.» ما هیچ تصویری از سیاره‌ای که به دورستاره‌ای درحال گردش باشد نداشتیم، و اگر این درست می‌بود، پس این برای اولین‌ بار بود و ما هم اولین افرادیمی‌بودیم که آن را یافتند. اتفاق مهمی بود. خیلی هیجان‌ زده شده بودم، پس شروع کردم به بررسی این داده‌ها. زمان زیادی صرف کردم تابفهمم که آن یک سیاره است یا نه؟ مشکل اینجاست که سیاره‌ها مات هستند و ستاره‌ها روشن هستند، پس تلاش برای یافتن نشانه‌ای در آن داده‌ها مانند تلاش برای شنیدن زمزمه‌ایدر کنسرت هوی متال بود -- واقعا سخت بود. تمام تلاشم را بکار بردم، اما بعد از ماه‌ها کار روی آن، فهمیدم که ....توان انجام آن را ندارم. باید دست از کار می‌کشیدم. و باید این را به دانشمند دیگر هم می‌گفتم، «داده‌ها خیلی نامرتب است. نمی‌توانیم بگوییم که سیاره است یا نه.» و این سخت بود. بعدها با هابل مشاهدات دیگری انجام دادیم، که نشان داد سیاره نبوده است. شاید دورنمایی از یک ستاره،یا کهکشان، چیزی شبیه به آن بود.
خب، نمی‌خواهم زیاد تخصصی شوم،اما افتضاح بود.
(خنده حضار)
خیلی از آن بابت ناراحت شده بودم. اما بخشی از کار بود. شما باید بگویید، «ببین، تو می‌دانی که باداده‌هایی که داریم نمی‌توانیم کاری بکنیم» پس باید با این حقیقت روبرو می‌شدم که حتی داده‌های بعدی همنشان دادند که اشتباه می‌کردیم. به لحاظ عاطفی خیلی غمگین بودم. اما اگر یک دانشمند کارش را به درستی انجام دهد، اشتباه کردن زیاد هم بد نیست چون به این معناست که هنوزهمآن بیرون چیزهای دیگری است -- چیزهای بیشتری برای فهمیدن.
دانشمندان دوست ندارند اشتباه کننداما ما عاشق پازل هستیم. و جهان بزرگترین پازل آنها است. حالا با وجود این، اگر شما قطعه‌ای دارید که با آن قسمت جور درنمی‌آید مهم نیست چطور آن را جور کنید با زور چپاندن آن کمکی نمی‌کند. زمان‌هایی وجود دارد کهباید از ایده‌تان دست بکشید اگر که می‌خواهید تصویر بزرگتر را دریابید. هزینه‌ی تحقیق کردن، پذیرفتن خطا است، اما پاداش بهتری هم در انتظار است: دانش و دانستن. و می‌توانم در علم نمونه‌هایزیادی برایتان مثال بزنم، اما فقط یکی را خیلی دوست دارم. که در حوزه نجوم است، سوالی که ستاره‌ شناسان را برای قرن‌ها به خود مشغول کرده بود.
وقتی به خورشید نگاه می‌کنید،خاص به نظرمی‌رسد. خورشید نورانی‌ترین شیء آسمانی است، اما قرن‌ها مطالعه‌ در زمینه نجوم،فیزیک، شیمی، ترمودینامیک، چیز مهمی را درباره‌ی آن به ما آموخته است. خورشید آنقدرها هم خاص نیست. خورشید تنها ستاره‌ای استمانند میلیون‌ها ستاره‌ی دیگر. اما همین سوال جالبی را مطرح کرد. اگر خورشید یک ستاره است و خورشید سیاره‌هایی دارد، آیا سایر ستارگان نیز سیاره دارند؟ خب، همانطور که درباره شکست خودم دربارهآن "سیاره‌ای" که به دنبالش بودم گفتم، پیدا کردن آنها بی‌نهایت سخت است، اما دانشمندان که تمایل دارندافراد باهوشی باشند و از تکنیک‌های متفاوتی استفاده‌ می‌کردند، شروع کردند به مشاهده ستارگان. و طی قرن‌ها، آنها چیزهایی کشف کردندکه بسیار جالب بودند، درست در همان حاشیه باریک وظریفی که قادر بودند کشف کنند. اما زمان دوباره نشان داد،که اشتباه بوده است.
همه چیز در سال ۱۹۹۱ تغییر کرد. تعدادی از ستاره‌شناسان -- الکساندر لین -- ببخشیداندرو لین -- و متیو بیلز، یک اطلاعیه مهم دادند. آن‌ها کشف کردند که سیاره‌ایبه دور ستاره‌ی دیگری می‌چرخد. این ستاره یک ستاره معمولی نه، بلکه یک تَپ‌ اختر بود. تَپ‌ اختر به بقایای ستاره‌ای که قبلا منفجر شده گفته می‌شود. تَپ‌ اخترتشعشع ساطع می‌کند. این آخرین جای جهان است که ممکن است انتظار پیدا کردن یک سیاره را داشته باشید، اما آن‌ها خیلی روش‌ مندبه این تَپ‌اختر نگاه کردند، و نیروی کششی این سیاره را هنگامی که به دورتَپ‌ اختر می‌چرخید، کشف کردند. واقعا زیبا بود. اولین سیاره‌ای که به دور ستاره‌ایمی‌گشت کشف شده بود ... اما واقعا اینجور نبود.
(خنده حضار)
بعد ازاینکه خبر را اعلام کردند، تعدادی از ستاره‌ شناسان از آنانتقاد کردند. پس آن‌ها دوباره نگاهی به داده‌هایشان کردند و فهمیدند که چه اشتباهشرم‌آوری مرتکب شده‌اند. آن‌ها به بعضی از ویژگی‌های ظریفحرکت زمین به دورخورشید توجه نکرده بودند، که این کار روی چگونگی محاسبه‌ی آن‌ها ازگردش سیاره به دورتَپ‌اختر اثرگذاشته بود. و معلوم شد که وقتی محاسبات را درست انجام دادند، پف -- سیاره‌ آن‌ها ناپدید شد. آن سیاره واقعی نبود.
پس اندرو لین وظیفه خطیری برعهده داشت. او باید این اشتباه را می‌پذیرفت. پس در سال ۱۹۹۲ در نشستجامعه‌ی منجمان آمریکایی، که یکی از بزرگترین گردهمایی‌های ستاره‌شناسان جهان است، لین بلند شد و به اشتباه خود اعتراف کرد و گفت که آن سیاره وجود ندارد. آنچه که بعد از آن اتفاق افتاد -- اوه، من عاشق این قسمتم -- آنچه که بعد اتفاق افتاد جالب است. او با تشویق حضار روبرو شد. ستاره‌شناسان از دست او عصبانی نبودند؛ نمی‌خواستند که او را سرزنش کنند. آن‌ها او را به خاطر صداقت ودرستکاری تحسین کردند. من خیلی این را دوست دارم! دانشمندان هم انسان هستند.
(خنده حضار)
اینطوری بهترشد!
(خنده حضار)
لین از سکو پایین آمد. نفر بعدی که بالا رفتمردی به نام الکساندر وولشچن بود. او میکروفون را در دست گرفت و گفت، « بله، خب تیم لین یکسیاره تپ‌اختر پیدا نکرد، اما تیم من به جای یکی، دوتا سیاره پیداکرد که به دور تپ‌اختر متفاوتی می‌چرخند. ما می‌دانیم که مشکل لین کجا بود، ما آن را بررسی کردیم و بله،مال ما واقعی هستند.» و معلوم شد که او درست می‌گفت. و در حقیقت، چند ماه بعد، آنها سیاره سومی را پیدا کردند کهبه دور این تپ‌اختر می‌گشت و این اولین‌ سیاره غیرخورشیدیبود که تاکنون کشف شده بود -- که آن را جهان‌های بیگانه می‌نامیم --سیارات غیرخورشیدی. برای من اعجاب‌انگیزاست.
و این تازه شروع آن بود. در سال ۱۹۹۵، سیاره‌ای اطرافستاره‌ای شبیه به خورشید کشف شد، و سپس ما بعدی و بعدی را کشف کردیم. این تصویری از یک سیاره‌ی واقعی است که به دور یک ستاره‌ واقعی می‌چرخد. ما همینطور در این کاربهتر شدیم. دیگر این سیارات را دسته دسته پیدا می‌کردیم. هزاران سیاره از آن‌ها را پیدا کردیم. رصدخانه‌هایی مخصوص مشاهده آنها ساختیم. حالا هزاران سیاره‌ غیرخورشیدی می‌شناسیم. ما حتی سامانه‌های سیاره‌ای را می‌شناسیم.
این داده‌های متحرک، چهار سیاره‌ای را که بهدور ستاره‌ای می‌گردند را نشان می‌دهد. این باورکردنی نیست. به آن فکر کنید. در کل تارخ بشر، تمام سیارات شناخته شده را می‌توانستید با انگشتان دو دست بشمارید -- نه -- هشت؟ نه؟ هشت -- هشت.
(خنده حضار)
اِه.
(خنده حضار)
اما امروز می‌دانیم که آنها همه جا هستند. هر ستاره -- به ازای هر ستاره‌ای که در آسمان می‌بینیدمی‌تواند سه، پنج یا ده سیاره باشد. آسمان پر از آن‌ها است. ما فکرمی‌کنیم شاید تعداد سیارات درکهکشان از ستاره‌ها بیشترباشد این یک نظریه‌ی کامل است، که به واسطه‌ی علم ساخته شده است. و البته نه فقط به واسطه‌ی علم، رصدخانه‌ها و داده‌ها؛ بلکه به واسطه‌ی دانشمندانی که این رصدخانه‌ها را ساختند، این داده‌ها را فراهم کردند اشتباه کردند و اشتباه‌شان را پذیرفتند، و اجازه دادند تا دیگر دانشمنداناز اشتباهات آنها درس بگیرند تا بتوانند کارشان را انجام دهند و دریابند که ما در کجای این جهان هستیم. این‌ گونه حقیقت کشف می‌شود. علم وقتی که جرات پیدا می‌کند تا انسانی باشد بهتر عمل می‌کند.
متشکرم.
(تشویق حضار)