مدلهای کمی در شهرسازی تئوری نقد مدل

نقد مدلها در علم

نقش مدل‌ها در نظریه‌‌های علمی در اواخر قرن بیستم بسیار برجسته شد و فلاسفه علم پیش‌تر به این نقش، بی‌مهری نشان می‌دادند. پیر دوئم (Pierre Duhem)فیزیکدان و فیلسوف فرانسوی می‌گفت دو نوع ذهن علمی داریم؛ ذهنی که انتزاعی‌، منطقی و نظام‌ساز و هندسی است. این نوع ذهن خاص فیزیکدانان قاره‌ای Continental است و دیگر‌، ذهنی که مجسم‌ساز، تخیلّی و نامنسجم است که خاص فیزیکدانان انگلیسی زبان است. او با این تقسیم می‌خواست تفاوت روحیه فیزیکدانان انگلیسی زبان و فیزیکدانان دیگر کشورهای اروپایی را نشان می‌دهد. فیزیکدانان انگلیسی زبان، دوست دارند به همه چیز تصویر و مدل بدهند، ولی دیگر فیزیکدانان دوست دارند به صورت انتزاعی و ریاضی بیندیشند. دوئم، بر همین قیاس‌، میان دو نوع از نظریه‌‌ها در فیزیک فرق می‌‌گذاشت: نخست‌، نظریه‌‌هایی که انتزاعی و نظام‌مندند‌، و دیگر‌، نظریه‌‌هایی که از مدل‌های مکانیکی آشنا سود می‌جویند. دوئم این تمایز را با اشاره به الکترواستاتیک electrostatics نشان می‌دهد. نظریه‌ی الکترواستاتیک روی هم رفته مجموعه‌ای از ایده‌های انتزاعی و گزاره‌های کلی را فراهم می‌آورد که به صورت زبان دقیق هندسه و جبر فرمول‌بندی شده‌اند. این گزاره‌ها توسط قوانین منطق با هم پیوند یافته‌اند. این مجموعه ذهن فیزیکدان فرانسوی را خشنود می‌‌سازد و با سلیقه او نسبت به وضوح و سادگی و نظم و ترتیب جور در می‌آید. در مقابل‌، اگر به کتاب الیور لاج Oliver Lodge نگاه کنید خواهید دید که نظریه‌‌های نوین درباره الکتریسته را با اشاره به حرکت رشته‌هایی حول قرقره‌ها و غیره نشان می‌دهد.

دوئم با این نکته موافق است که مدل‌های مکانیکی ابزار کمکی مفیدی در طرح نظریه‌‌ها هستند‌، ولی نباید بیش از حد به آنها بها داد و آنها را به کل نظریه‌‌های علمی تعمیم داد. عمده‌ترین ایرادی که دوئم به مدل‌های مکانیکی می‌‌گرفت این بود‌ که مدل‌ها نامنسجم و ساختگی‌اند و ذهن را از جست‌وجوی نظم و منطق باز می‌دارند. از این رو‌، به نظر او‌، کامل‌ترین نظریه‌ فیزیکی‌، نظریه‌ است که دارای نظامی ریاضی است و ساختار قیاسی مشابه هندسه اقلیدس دارد.

کمبل(Campbell) فیزیکدان مشهور انگلیسی در سال 1920 م، دیدگاه دیگری را مطرح کرد. لب لباب دیدگاه کمبل این است که مدل‌ها صرفاً ابزارهای کمکی برای نظریه‌ سازی‌اند و پس از آنکه نظریه‌ بسط وگسترش یافت می‌توان آنها را کنار گذاشت. کمبل دو نکته عمده در این باب مد نظر داشت‌: نخست اینکه‌، اگر یک نظریه‌، پدیده‌ای مورد نظر را تبیین می‌‌کند‌، ما را از لحاظ عقلی نسبتاً خشنود می‌سازد و این خشنودی از آن نظریه‌ مستلزم این است که آن نظریه‌‌، علاوه بر اینکه از لحاظ ریاضی معقول است و ویژگی سادگی و صرفه‌ جویانه بودن را دارد‌، تفسیری معقول بر حسب یک مدل باید داشته باشد. خلاصه آنکه‌، هر نظریه‌ معقولی باید تفسیری بر حسب یک مدل داشته باشد. دوم اینکه‌، نظریه‌‌ها خصلت دینامیکی دارند. یک نظریه‌ در بافت علمی‌اش یک شئ عتیقه نیست که شکل و صورتی ثابت داشته باشد‌، بلکه همواره در حال گسترش است و جرح و تعدیل می‌یابد تا پدیده‌های جدید را تبیین کند. نظریه‌‌ها در پرتو مدل‌ها خصلت دینامیکی خود را حفظ می‌کنند و به عبارت دیگر، مدل‌ها در تغییر و تحول نظریه‌‌ها نقش اصلی را ایفا می‌‌کنند. کمبل نشان می‌دهد که چگونه مدل توپ بیلیارد در گسترش و پیشرفت نظریه‌ جنبشی گازها نقشی اجتناب ناپذیر داشته است. بدون مدل‌ها هیچ گاه پیش‌بینی‌های علمی امکان‌پذیر نیست بدون مقایسه با یک مدل پیشرفت‌ها دلبخواهی می‌شود. از این رو‌، مقایسه‌ با مدل‌ها بخش ضروری نظریه‌‌ها هستند.

نظریه‌ محصول مدل است و نظریه‌‌ها برپایه مدل استوار می‌‌شوند. بر اساس وجوه تشابه مدل با واقع‌، نظریه‌ عرضه می‌شود. بر پایه مدل توپ بیلیاردی‌، قانون‌های حرکت نیوتن در مورد مولکول‌های گاز به کار برده شد‌، به این صورت که ذرات گازها را مانند توپ‌های بیلیارد کوچکی در نظر گرفتند که قوانین نیوتن بر آنها حاکم است و از این طریق‌، دانشمندان معادله‌هایی استنتاج کردند که خواص مشاهده‌پذیر گازها ‌ از قبیل فشار‌، چگالی‌،‌ دما ‌ را با خواصی که به طور مستقیم مشاهده نمی‌شدند. مانند اندازه و سرعت مولکول‌ها مربوط می‌کردند. پیدا است که تطبیق قوانین نیوتن تنها در صورتی امکان‌پذیر می‌شد که ذرات گازها مانند توپ‌‌های بیلیارد در نظر گرفته شود و توفیق نظریه‌ جنبشی تنها در پرتو این مدل میسر شد. نظریه‌ جنبشی در واقع موردی خاص از قوانین نیوتن بود؛ وقتی قوانین نیوتن میان ذرات گازها در نظر گرفته می‌شوند‌، نظریه‌ جنبشی به دست می‌آید و این نظریه‌‌، چنان که گفتیم‌، خود نتایجی به دست داد‌، مانند ارتباط برقرار کردن میان خواص مشاهده‌پذیر و خواص مشاهده‌ ناپذیر./

مدل‌ها همواره ناقص‌اند به این معنا که تمام حقیقت را به چنگ نمی‌آورند و تنها وجوهی از آن را نشان می‌دهند. این نکته را می‌توان با نقش تمثیل در مدل‌ سازی نشان داد. گفتیم برای بر پایه‌ی تمثیل و تشابه استوار است. از این رو، مدل‌ها توصیف تحت اللفظی واقع نیستند. اگر ما مدل توپ بیلیاردی را در نظریه‌ جنبشی گازها به کار می‌گیریم به این معنا نیست که واقعاً ذرات گاز هم توپ بیلیاردند و دقیقاً همان ساختار را دارند. بلکه مراد این است که در خارج چیزهایی در کارند که در برخی وجوه با توپ‌های بیلیارد مشترکند. اما اینکه دقیقاً‌ این ذرات چیستند و چه سرشتی دارند برای ما معلوم نیست‌؛‌ ما تنها از طریق مدل‌ها به آنها راه داریم و مدل‌ها تنها بر پایه وجوه تشابه به ایجابی و خنثا استوار شده‌اند و به معنای تحت اللفظی واقع را توصیف نمی‌کنند. مدل‌های فلسفی هم در این جهت با مدل‌های علمی مشترکند که به معنای تحت اللفظی عالم واقع را توصیف نمی‌کنند‌، بلکه وجوهی از آن را نشان می‌دهند. این مدل‌ها بر اساس معلوماتی که داریم پی‌ریزی می‌شوند آنگاه ذهن این مدل‌ها را بر واقع تطبیق می‌کند به این معنا که وجوه تشابهی را می‌یابد و بر اساس وجوه تشابه ایجابی و خنثا معلومات فلسفی خود نسبت به عالم خارج را بسط وگسترش می‌دهد./

توفیق یا عدم توفیق در پیش‌بینی مبتنی بر مدل‌ها دقیقاً‌ با توصیفی بودن آنها به نحو استعاره‌ای مرتبط است.اگر یک پیش‌بینی مثلاً‌ درست از آب در آید معلوم می‌شود مدل مورد نظر در آن حد بهره‌ای از واقعیت داشته است. میزان واقع‌نمایی مدل‌ها با میزان توفیق پیش‌بینی‌های آنها رابطه دارد. اگر مدل‌ها به هیچ نحو توصیفی‌،‌ و اصلاً واقع‌نما نباشند در پیش‌بینی نیز توفیق نخواهند داشت. مدل‌های موفق حوزه وسیعی از واقع را در سیطره خود دارند و مجهولات بیش‌تری را پاسخ می‌دهند و تعداد پدیده‌های بیش‌تری را تبیین می‌کند. افزایش میزان توفیق مدل‌ها در حقیقت با گسترده‌تر شدن دایره‌ آنها و دقیق‌تر و لطیف‌تر شدن آنها صورت می‌گیرد.

مدل‌ها موقتی‌اند به این معنا که همواره عمق و دقت می‌یابند‌،‌ مورد تجدید نظر واقع می‌شوند‌،‌ و لحظه‌ای آرام نمی‌گیرند. وقتی به هر شاخه‌ای از معارف بشری می‌نگریم و تاریخچه‌ آن را مورد تامل و بازنگری قرار می‌دهیم در می‌یابیم که همواره مدل‌های گوناگونی در آنها ظهور کرده‌اند. مدل‌های جدید به جای مدل‌های قدیمی نمی‌نشینند و هرگاه مدلی برای مدت کوتاهی و یا دوره‌ای طولانی تسلط می‌یابد‌،‌ دم به دم شاخ و برگ‌های جدیدی می‌یابد. به عبارت دیگر مدل‌ها موقتی‌اند‌، به این معنا دائماً تغییر و تحول پیدا می‌کنند. و شاخ و برگ‌های جدیدی می‌یابند یا مدل‌های قبلی جای خودشان را به مدل‌های جدید می‌دهند و اگر مدلی برای دوره‌ای طولانی حاکم شود شاخ و برگ‌های بیش‌تری می‌یابد.

مدل‌ها تدریجاً دقت و عمق می‌یابند و به واقع نزدیک‌تر می‌شوند.(. قائمی نیا، علیرضا، مدل ها و معرفت دینی، سایت اینترنتی باشگاه اندیشه، 25/7/1386.)