الموضوع الأول: الاستدلال الاستقرائي وتطبيقه في العلوم الطبيعية

تعريف علم المنطق: هو العلم الذي يهتم بدراسة المناهج والمبادئ المستخدمة في تمييز التفكير الاستدلالي الصحيح عن التفكير الاستدلالي غير الصحيح.
المنطق الاستنباطي: يتناول التمييز بين الحجج الصحيحة والباطلة (الفاسدة).
المنطق الاستقرائي: يتناول التمييز بين الحجج القوية والحجج الضعيفة.
الفرق بين الحبة والاستدلال:

الحجة هي: مجموعة من القضايا يطلق عليها مقدمات. وواحده منها فقط تسمي نتيجة.
الاستدلال: هو العملية المنطقية التي نستخلص منها النتائج الصحيحة (أو الانتقال من مقدمات صحيحة الى نتائج صحيحة).

الاستدلال عند أرسطو (الاستنباط والاستقراء)

قسم" أرسطو" الاستدلال إلى قسمين هما:

الاستنباط: هو: الانتقال من الخاص إلى العام وهو استدلال لا تتجاوز نتيجته ما ورد في مقدماته، أي أن نتيجته أصغر أو تساوي مقدماته.
مثال:

كل الطلاب ناجحون (عام).
محمد طالب.
محمد ناجح (خاص).

الاستقراء هو: الانتقال من العام إلى الخاص كل استدلال تأتي النتيجة فيه أكبر من المقدمات.
مثال:

الحديد يتمدد بالحرارة. (خاص)
النحاس يتمدد بالحرارة.
الذهب يتمدد بالحرارة.
إذن كل المعادن تتمدد بالحرارة "عام".

1- تعريف الاستقراء عند أرسطو:

هو إقامة البرهان على قضية كلية بالرجوع إلى أسئلة جزئية تؤيد صدقها.
الانتقال من حالات فردية إلى قضية كلية ومن المعلوم إلى المجهول.

2- انواع الاستقراء عند أرسطو:

1- الاستقراء التام (الكامل): نبرهن فيه على صدق قضية عامة من خلال فحص واختبار كل الحالات ويتم مصر جميع الجزئيات للموضوع الذي نبحثه، ثم تعمم الحكم عليها.

مثال: بعد فحص سجلات الجامعة كل طلاب جامعة القاهرة حاصلين على شهادة الثانوية العامة.

ملحوظة: يستخدم الاستقراء التام فقط إذا كان العدد محدود.

2- الاستقراء الناقص (العلمي): هو الاستقراء الذي نقوم من خلاله بفحص عينه من موضوع البحث، ثم بعد الوصول للنتيجة نقوم بتصميم الحكم.

مثال (الحديد يتمدد بالحرارة - النحاس يتمدد بالحرارة – الذهب يتمدد بالحرارة، اذن كل المعادن تتمدد بالحرارة).

3- نقد نظرية الاستقراء الأرسطية:

الاستقراء الأرسطي مجرد حجة استنباطية مثل القياس تأتي فيه النتيجة مساوية للمقدمات. وبالتالي افتقد للانتقال من المعلوم للمجهول.
استقراء أرسطو لا يؤدي لمعرفة جديدة فهو استقراء عقيم من الناحية العلمية فهو تحصيل حاصل.
هناك استحالة لإحصاء جميع الأفراد أو الأنواع لأن أرسطو أيد الاستقراء الأكمل. ولذلك لا قيمة له.

الحجج الاستنباطية والاستقرائية بين التفسير التقليدي والمعاصر

أولاً: التفسير التقليدى لكلاهما:

1- الحجج الاستنباطية:

تشكل المقدمات أساساً حاسماً لصدق النتيجة.
توصف الحجة الاستنباطية بأنها صحيحة أو فاسدة.
النتيجة تلزم لزوماً منطقياً عن المقدمات.
صحة النتيجة أو كذبها "يعتمد على صورة الحجة وليس على مادتها".
تنتقل من العام إلى الخاص.
نتيجتها يقينية الصدق مثل 1+1=2.

مثال: كل القطط ثديات.
كل النمور قطط.
إذن كل النمور ثدييات.

كل الفقراء بخلاء.
كل التجار فقراء.
كل الاغنياء بخلاء.

2- الحجج الاستقرائية:

لا تشكل المقدمات أساساً حاسماً لصدق النتيجة بل هي داعم لإقرار صحة النتيجة.
يستحيل أن تكون صحيحة او باطلة كما في الاستنباطية.
قد يتم تقويمها بوصفها (أقوى أو أضعف) وفق درجة دعم مقدماتها لنتائجها (فكلما كانت المقدمات ترجح النتيجة أكثر زادت قوة الحجة الاستقرائية).
نتيجتها احتمالية وليست يقينية.
يعتمد صدق النتيجة على التطابق مع الواقع.
ننتقل من الخاص إلى العام.

مثال1: معظم سكان القاهرة يستخدمون شبكة الانترنت.
معظم سكان المنوفية يستخدمون شبكة الانترنت.
معظم سكن المنيا يستخدمون شبكة الانترنت.
معظم سكن السويس يستخدمون شبكة الانترنت.
اذن من المرجح أن معظم سكان الجمهورية يستخدمون شبكة الانترنت.

في المثال السابق الحجج الاستقرائية يمكن الحكم عليها بالقوة والضعف ولا يمكن الحكم عليها بالصحة والبطلان.

مثال2: مصطفى رجل أعمال وثري.
سعيد رجل أعمال وثري.
ممدوح رجل أعمال وثري.
اذن من المرجح أن كل رجال الأعمال أثرياء.

الصدق والكذب في الحجة الاستقرائية يتعلق بأمور الواقع الفعلية فيقال عن نتيجة الحجة صادقة إذا جاءت مطابقة للواقع.

ثانياً: التفسير المعاصر لكلاهما:

الحجة الاستنباطية (في المنهج المعاصر):

قد تكون للحجة الاستنباطية الصحيحة مقدمات كلية ونتيجة كلية.

كل حيوان فان، كل إنسان حيوان، إذن كل إنسان فان.

قد تكون مقدمات الحجة الاستقرائية نتيجتها قضايا خاصة.

إذا نجح المؤتمر الاقتصادي ستنخفض البطالة، نجح المؤتمر الاقتصادي، إذن ستنخفض البطالة.

الحجة الاستقرائية (في المنهج المعاصر):

قد تكون نتيجة الحجة الاستقرائية نتيجتها قضايا كلية.

كل الأبقار ثدييات ولها رئات، كل الحيتان ثدييات ولها رئات، كل البشر ثدييات ولها رئات، إذن من المرجح أن لكل الثدييات رئات.

قد تكون نتيجة الحجة الاستقرائية قضية خاصة.

مثال: كان طه حسين فيلسوفاً كما كان أديباً، كان العقاد فيلسوفا كما كان أديباً، أحمد لطفي السيد أديب، لذا يحتمل أن يكون أحمد لطفي السيد فيلسوفاً أدبياً.

ثالثاً: المماثلة الاستقرائية الاحتمالية (الحجة بالمماثلة):

1- مفهوم المماثلة الاستقرائية (هي حجة استقرائية): تعني التشابه أو التناظر بين أمرين أو أكثر.

2- الهدف من المماثلة: هو محاولة شرح أمر غير مألوف عن طريق السمات المشتركة بينه وبين شيء آخر مألوف. فالمماثلة حجة استقرائية نستخدم فيها تماثلاً بين شيئين لاستنتاج أن الشيئين يتماثلان في جوانب أخرى غير تلك التي نعرفها.

مثال: فإذا كان لدينا شيئان (أ، ب).
وعرفنا أن (أ) تتسم بالخصائص (ج، د، و).
وأن (ب) تتسم بالخصائص (ج، د).
فإننا نستدل استقرائياً أن (ب) تتسم أيضاً بالخاصية (و).

رابعاً: دور الاستدلال الاستقرائي في بناء العلم واختراع التكنولوجيا

للاستقراء التمثيلي أهمية للإنسان العادي وللعلماء أيضاً عند البحث عن حلول لمشكلاتهم.
ويوجد في العلم الكثير من الأمثلة التي استعان فيها العلماء بالمماثلة ومنها:

مثال 1:

عندما شك الملك في أن الصائغ الذي صنع التاج قد غشه وادخل عليه الفضة فأرسل إلى "أرشميدس "لكي يبحث له هذا الموضوع، وأخذ "أرشميدس" يفكر حتى جلس في حوض الاستحمام فوجد أن منسوب المياه زاد بدرجة وزن جسمه في توصل إلى أن وضع التاج في الماء سوف يزيد منسوب المياه بمقدار الذهب المصنوع منه التاج.

مثال 2:

"رزرفورد" و"نیلز بور" ومن الأمثلة الحديثة محاولة العلماء فهم ترتيب وضع الشحنات السالبة والموجبة في الذرة وكيف أن هذا الترتيب لا يؤدي الى تحطم الذرة.
اقترح الفيزيائي "رزرفورد" ومن بعده الفيزيائي "نیلز بور" افترض أن الذرة تماثل النظام الشمسي، أي تعمل كما لو كانت نظاماً شمسياً مصغراً.
فكما أن الشمس تقع في مركز النظام الشمسي، فإن الشحنات الموجبة تقع أيضاً في مركز الذرة، وكما أن كل الكواكب تدور حول الشمس، فإن الإلكترونات تدور حول مركز الذرة حاملة معها الشحنات السالبة واعتبر هذين العالمين النظام الشمسي بمثابة نموذج مماثل للذرة.

مثال 3:

العالم فرانكلين (البرق نوع من الكهرباء): لقد لاحظ العالم والسياسي الأمريكي المعروف "بنجامين فرانكلين "وهو عالم ومخترع ودبلوماسي كان شخصية رئيسية في تاريخ الفيزياء، حيث كان اكتشف بعض أوجه التشابه بين الومضات الكهربائية وبين ظاهرة البرق.
هنا تساءل هل هذا التشابه يعني أن البرق هو أحد أشكال الكهرباء، غير أنه لم يقف عند مجرد التساؤل ولكن اعتبر أن هذا فرضا علميا وتحقق منه حتى انتهى إلى أن البرق بالفعل هو شكل من أشكال الكهرباء.

خامساً: الاستقراء والمنهج العلمي في العصر الحديث

- تعريف المنهج العلمي:

العلم له معنيان:

المعرفة المنهجية المنظمة التي نستخدمها بغرض فهم الظواهر وتفسيرها مثل: الفيزياء.
طريقة محددة في السعي نحو الحصول على المعرفة المنتظمة باتباع قواعد المنهج التجريبي الذي يعتمد على الملاحظة والتجارب والفروض والتنبؤ.

2- (فرانسيس بيكون (أحد أهم رواد المنهج العلمي الحديث):

أدرك بيكون الحاجة إلى منهج جديد أورجانون جديد الكشف والاختراع يحل محل أورجانون ارسطو القديم.
رفع بيكون شعار المعرفة قوة وقدم رؤيته للاورجانون الجديد من خلال التمييز بين الجانب النقدي والجانب الإيجابي في منهجه كما يلي:

وينقسم منهج بيكون في الأورجانون الجديد إلى جانبين هما:

أولاً: الجانب السلبي:

أراد بيكون ان نكون في غاية الحذر واليقظة من تلك الأخطاء لأنها:

تضللنا سواء في مجال العلم او مجال الحجج التي تستخدمها في حياتنا اليومية.
تمنعنا من التفكير السليم. وبالتالي فهي الأكثر فائدة للعالم.

1- أوهام الجنس: وهي الأخطاء التي يقع فيها الإنسان بحكم طبيعته البشرية الناقصة وهي أخطاء عامة يقع فيها معظم الناس. مثال: التسرع في إصدار الأحكام.

2- أوهام الكهف: وهي الأخطاء التي تقع فيها بحكم طبيعتنا الفردية وتنشأ من التكوين الخاص من الناحية البدنية والذهنية وأساليب التربية فكل منا له كهف خاص به يمثل ميوله وبيئته ومهنته ومثال ذلك (التفاؤل والتشاؤم).

3- أوهام السوق: وهي الأخطاء التي تقع فيها نتيجة الاستخدام الخاطئ للغة أو لغموضها ومثال ذلك استخدام لفظ له أكثر من معنى مثل "جبن".

4- أوهام المسرح: وهي أخطاء ليست فطرية والتي تقع فيها نتيجة للتأثر بآراء المشاهير والمفكرين العلماء والفلاسفة. مثال ذلك: سيطرة أفكار أرسطو على عقول المفكرين طوال العصر اليوناني القديم والعصر الوسيط ورفض أراء جاليليو.

ثانياً: الجانب الإيجابي:

جمع الشواهد والحقائق الخاصة بالظاهرة مثال: بحث بيكون في ظاهرة الحرارة وجمع كل ما يتعلق بها.
تصنيف الشواهد إلى جداول أو قوائم ثلاث وهي:

قائمة الحضور: الشواهد التي تظهر فيها الظاهرة مثل (ظهور الحرارة في الشمس دم الكائن الحي).
قائمة الغياب: الشواهد التي تغيب فيها الظاهرة مثل (غياب الحرارة في القمر - الأجسام الميتة).
قائمة التفاوت في الدرجة: الشواهد التي تتفاوت فيها الظاهرة (كلما زادت حركة الإنسان زادت حرارته).

تحليل القوائم المعرفة ما تدل عليه بالنسبة للظاهرة.
الوصول إلى تفسير الظاهرة أو علتها أو صورتها كما يسميها بیکون.

تقييم منهج بيكون:

رأى ليكون أن أهم وسيلة للكشف والاختراف هو منهج الاستقراء الذي يقودنا من الوقائع الجزئية إلى التعميمات العامة إذ لا يكفي للبرهنة على صحة التعميم ان يأتي مؤيداً بحالات متعددة لأن حالة سلبية معارضة واحدة تكفي لنقض التعميم.
أغفل بيكون خطوة الفرض العلمي رغم أهمية الفروض كمرحلة أساسية في الوصول الى القانون. لأن القانون في الحقيقة مجموعة من الفروض أثبتت التجربة صحتها.

سادساً: مراحل المنهج الاستقرائي التجريبي

يمر المنهج الاستقرائي التقليدي بثلاث مراحل للوصول إلى التفسير الصحيح للظاهرة:

مرحلة البحث.
مرحلة الكشف.
مرحلة بالبرهان.

1- المرحلة الأولى: مرحلة البحث وتشمل الملاحظة والتجربة:

الملاحظة:

هي المشاهدة الدقيقة لظاهرة ما بهدف دراستها وهي توجيه الحواس والذهن نحو ظاهرة معينة بهدف دراستها لذا فهي تجمع بين استخدام العقل والحواس يسجل فيها الباحث ما يراه دون تدخل من الباحث.

التجربة:

هي تدخل من الباحث في مجرى الظاهرة الطبيعية لتصبح في وضع مخالف للظروف الطبيعية فيضع الفرض العلمي ويحاول التحقق منه عن طريق التجربة والملاحظة للتحقق من صحة الفرض والوصول للقانون المفسر للظاهرة.

ب- أغراض التجربة:

التدخل في الظواهر للكشف عن فرض معين.
التحقق من صدق فرض معين.
القيام بعمليه لكشف نتيجة غير معروفة.

ج- أنواع التجربة:

1- التجربة المرتجلة:

أولى المراحل في المنهج التجريبي.
تجربة أولية تجرى لرؤية ما يترتب على إجرائها من آثار.
ويلجأ إليه الباحث إذا كان يجهل خواص الأشياء التي يدرسها.

2- التجربة السلبية أو غير المباشرة:

لا يتدخل الباحث فيها وتقوم الطبيعة مكان الباحث بمتابعة التغيرات التي تحدثها الطبيعة في التجربة.

3- التجربة العلمية:

هي تدخل الباحث تجريبياً عندما يريد التحقق من صحة الفروض التي يضعها الباحث حسب الملاحظة والتجربة المرتجلة فهي تهدف لغاية أكثر وضوحاً من التجربة المرتجلة.

د- شروط إجراء التجارب:

الموضوعية والحياد: عدم التأثر بالآراء والمعتقدات الشخصية.
اليقظة والانتباه لكل ما هو غير متوقع.
مراعاة القواعد الأخلاقية عند إجراء الملاحظة والتجارب على الحيوانات او البشر ومن أهمها:

عد إلحاق الضرر خاصة بالبشر.
الحصول على الموافقات القانونية عند الإجراء.

2- المرحلة الثانية: الفرض العلمي

تعريف الفرض العلمي: تفسير مؤقت لمشكلة البحث لم يثبت صحته بعد فهو مجرد تخمين.

أهميته الفرض العلمية:

س/ ليس للفرض العلمي قيمة (خطأ):

الكشف عن العلاقات بين جزيئات الظاهرة معينة ومضمون القانون.
تضيق المسافة التي تفصل بين الأمثلة الجزئية وبين القانون العام.
هو الخطوة الأولى نحو وضع القانون لان الفرض إذا تأكد صدفة أصبح قانوناً علمياً.
أما إذا ثبت عدم صحته نلجأ إلى فروض أخرى.

ملحوظة: الفروض الكاذبة قد تؤدي دوراً أحياناً في الكشف عن الحقيقة وتطور العلم مثل الفروض الصادقة يصعب تعلم الفرد عملية استنباط الفروض لأنها تعود إلى قدرة الباحث على التخيل وثقافته الواسعة.

3- شروط وضع الفرض العلمي: حدد شروط الفرض العلمي؟

واقعي يعتمد على الملاحظات والتجارب ولا يكون مجرد تخيلات.
يخلو الغرض من التناقض.
عدم التعارض مع الحقائق العلمية المثبتة إلا إذا كان لدى الباحث أدلة تجريبية جديدة.
يتعلق الفرض بوقائع وظواهر محسوسة حتى يتأكد من صدقها وصحتها.

3- المرحلة الثالثة (البرهان) أو التحقق من صدق الفروض

تعتمد عملية التحقيق من صدق المفروض على ضرورة التسليم بفكرة " العلة والمعلول او السببية".
مثال: الأطباء يستطيعون معالجة مرض معين إذا عرفوا سبب ذلك المرض.
عندما نتحدث عن السببية أو العلة والمعلول لابد أن نميز بين:

الشرط الضروري: هي الشروط التي لا يمكن ان تحدث الظاهرة إلا في وجودها.

مثال حصولك على شهادة الثانوية العامة شرط ضروري لدخولك الجامعات المصرية.

الشرط الكافي: هي الشروط المكملة لحدوث الظاهرة.

مثال: حصولك على الثانوية العامة شرط ضروري لدخولك الجامعة ولكن لابد ان تحصل على مجموع معين (شرط كافي).

طرق جون "ستيوارت مل" في البرهان على النظريات:

قدم جون ستيوات مل خمس الاختبار صدق الفروض كي يتلافى عيوب طريقة فرنسيس بيكون في التوصل إلى أسباب علل حدوث الظواهر:

أولاً: طريقة الاتفاق:

تقوم هذه الطريقة على التلازم بين العلة والمعلول واتفاقهما بمعنى أنه متى وجدت العلة وجد المعلول.
(إذا اشتركت حالتان او أكثر من حالات الظاهرة التي نبحثها في ظرف واحد فإن هذا الظرف المشترك يكون علة الظاهرة او معلولها).

مثال تطبيقي:

نفترض أن أسرة تناولت وجبة العشاء في مطعم معين ثم حدث لهم تسمم شديد ونريد ان نحدد سبب أو علة المرض فنقوم بمعرفة انواع الطعام التي تناولوها وفق طريقة الاتفاق: أن الشيء الوحيد المشترك الذي تناوله جميعا هو العصير مثلا وفقا لهذه الطريقة يكون هو سبب حدوث المرض.

عيوب طريقة الاتفاق:

بالرغم من أهمية هذه الطريقة فان لها بعض العيوب فمن الممكن ان نحدد سيباً معيناً الوقوع ظاهرة معينة لأنه الوحيد المشترك في حدود معرفتنا ويتضح انه ليس هو السبب الحقيقي لأننا أخفينا سببا آخر او لم يكون معروفاً.

ثانياً: طريقة الاختلاف:

إذا وجدت حالة تحدث فيها الظاهرة وأخرى لا يحدث فيها وكانت الحالتين تتفقان في كل الظروف باستثناء ظرف واحد كان هذا الظرف عله الظاهرة أو معلولها.
في المثال السابق الخاص لنفترض أن أسامة كان من المجموعة وتناول كل الأطعمة الموجودة عدا العصير ولم يصب بأي اعراض فأننا وفق هذه الطريقة نستنتج أن العصير هو سبب اصابة الآخرين بالمرض.

ثالثاً: طريقة الجمع بين الاتفاق والاختلاف:

هي ببساطة جمع للطريقتين السابقتين "وجود العلة يستلزم وجود معلولها وغياب العلة يستلزم غیاب معلولها".

رابعاً: طريقة التلازم:

يقصد بها كلما تغيرت العلة تغيرت معها معلولها بطريقة طردية.. تستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع في عدة مجالات:

زيادة البطالة وارتباطه الدائم بارتفاع مستوى وقوع الجريمة.
زيادة الكالسيوم في طعام الأطفال وارتباطه بنمو عظامهم.
كثرة إعلانات التاجر ارتباطها بزيادة مبيعاتها.

خامساً: طريقة البواقي:

مثال، إذا اكتشف العالم أن (أ، ب) علتين إلى (ج, د) وعلم العالم أن العلة (أ) معلولها (ج) فإنه يستدل على أن العلة (ب) معلولها (د).

دور العلماء المسلمين في المنهج الاستقرائي التجريبي

1- جابر بن حيان:

وصفه مؤرخي العلم رجل التجار العلمية او التدريبات كما سماها بذلك وكان يرى التجربة شرطا أساسيا للعلم وكان يقول من كان دربا كان عالما حقا ومن لم يكن دربا لم يكن عالما.
ويقول عن المنهج العلمي (قد عملته بيدي وعقلي من قبل وبحثت عنه حتى صح وامتحنته فما كذب).

خطوات المنهج الاستقرائي التجريبي في ثلاث خطوات هي:

أن يأتي الكيميائي بفرض من خلال مشاهداته حتى يفسر الظاهرة.
يستنبط من الفرض النتائج تترتب عليه نظرياً.
أن يعود بهذه النتائج للطبيعة للتأكد من صدقها أو كذبها فإن صدقت تحولت الى قانون علمي.

2- الحسن بن الهيثم:

هو عالم موسوعي له اسهامات كبيرة في الرياضيات والبصريات والفيزياء والفلك والهندسة وطب العيون والفلسفة وغيرها.
استخدم المنهج العلمي في تصحيح المفاهيم السائدة التي كانت تستند لنظريات ارسطو واقليدس وبطليموس وأثبت أن الضوء يأتي من الأجسام الى العين وليس العكس واليه ينسب مبادئ اختراع الكاميرا.
يعد أول من شرح العين تشريحاً کاملاً ووضح وظائفها.
يعد المؤسس الأول لعلم المناظير وأول من تعامل مع نتائج الرصد والتجارب فقط في محاولة لتفسيرها رياضياً.

المنهج العلمي عند ابن الهيثم

اعتمد على الاستقراء بمثابة منهج يقيني يهدف إلى البحث عن حقيقة الأشياء.
المنهج الاستقرائي هنا يعتمد فيه الذهن على الانتقال من المعرفة الجزئية إلى المعرفة الكلية.
يعتمد على دراسة الحالات جزئية مختلفة للقيام بتحليلها لم تحويلها الى بيانات رياضية من أجل الوصول إلى القانون العام الذي ينطبق على جميع الحالات المشابهة.

ملحوظة: هذا المنهج الذي استخدمه ابن الهيثم أكد عليه الفيلسوف الانجليزي راسل بقوله أن العلم يبدأ بدراسة الحقائق الجزئية.