قاعدة طبيعية تجمع مشاهدات مترابطة لوصف ظاهرة طبيعية متكررة
قاعدة طبيعية تجمع مشاهدات مترابطة لوصف ظاهرة طبيعية متكررة
هو القانون العلمي .تشتمل الطريقة العلمية على صياغة واختبار الفرضيات للتعرف عما إذا كانت قادرة على الصمود أمام حقائق العالم الطبيعي، وقد تؤدي الفرضيات التي أُثبتت بنجاح لقوانين علمية أو نظريات علمية متشابهة بالشخصية ولكنها مصطلحات غير مترادفة. [1]
ما هو القانون العلمي
تصف القوانين العلمية الظواهر التي تبين للمجتمع العلمي صحتها على نحو يمكن إثباته، حيث تصف القوانين بشكل عام ما سوف يحدث بحالة معينة باعتبار إمكانية إثباته بواسطة معادلة رياضية، في حين تصف النظريات طريقة حدوث تلك الظاهرة، فالقوانين العلمية تتطور من الفرضيات والاكتشافات العلمية التي اُختبرت بصرامة، وبالعموم تدعم النظريات الجديدة وتوسع القوانين بالرغم من أنه لم يتم اعتبار أحدها صحيحًا على نحو لا يرقى الشك إليه.وتعد الفرضيات والقوانين والنظريات من الأدوات العلمية المنفصلة فلا يشترط أن يتحول أي منها إلى الآخر، والأدلة التجريبية تدعم كلًا من النظريات والقوانين بعملها، إذ تكتفي القوانين بتقديم وصف رياضي، في حين أن النظرية تحاول التعمق بتفسير مجموعة من الظواهر، وساهمت القوانين العلمية الموضوعة منذ قرون بالتطبيقات الحالية مثلما حدث من استعمال قوانين علم الفلك بالوصول إلى الفضاء.
أمثلة على القوانين العلمية
إن صياغة القوانين العلمية تمر بالعديد من المراحل التي تبدأ بوضع فرضية علمية، ثم اختبار الفرضية، يليها التوصل أو عدم التوصل إلى أدلة تجريبية، الحصول على استنتاجات ثم تسجيلها، مع تكرار التجارب لكي يتم تحويلها إلى قانون علمي أو نظرية علمية، وتتضمن القوانين التي ترسي المعرفة العلمية بالعالم ما يلي: [2]- قانون نيوتن للجاذبية الكونية.
- قوانين نيوتن للحركة.
- قانون بويل.
- قوانين الديناميكا الحرارية.
- قانون توسع الكون.
قوانين نيوتن للحركة: نُشرت تلك المجموعة من ثلاثة قوانين للمرة الأولى عام 1687، وتصف الدور الذي تؤديه القوى المتنافسة على شيء ما خلال السكون أو الحركة.
تعتبر القوانين الثلاثة التي صاغها نيوتن بالحركة أشهر قوانين الفيزياء حيث تشرح استمرار حركة الجسم ما لم تؤثر قوة خارجية عليه بقانونه الأول، العلاقة ما بين كتلة الجسم وتسارعه بقانونه الثاني، وأن لكل قوة مؤثرة قوة معاكسة في الاتجاه بقانونه الثالث.
قانون بويل: يُعرف كذلك بقانون بويل ماريوت أو قانون ماريوت، والذي يصف العلاقة ما بين حجم الغاز وضغط الغاز، إذ اكتشف الفيزيائيان روبرت بويل وإدمي ماريوت القانون بطريقةٍ مستقلة عام 1662 و 1676 على التوالي.
قوانين الديناميكا الحرارية: هذه المجموعة تتكون من أربعة قوانين ذات صلة بالعمل الحراري الديناميكي، الحرارة، الإنتروبيا، ودرجة الحرارة، وغيرها من القوى الخاصة بالطاقة، وتلك القوانين تدرس جميع ما يتعلق بالطاقة الحرارية بالنظام الطبيعي مثل الحرارة الموجودة بباطن الأرض، ومن تلك القوانين دراسة أقل درجة حرارة يمكن للنظام أن يصلها عند الصفر كلفن عقب توقف الجزيئات عن الحركة، يمكن الاقتراب عمليًا لتلك الحالة دون الوصول بشكلٍ تام لها.
قانون توسع الكون: توصل إدوين هابل عالم الفلك إلى قانون هابل لتوسع الكون بعشرينيات القرن الماضي عقب قيامه بالأبحاث الفلكية لكي يتوصل إلى وجود مجرات غير مجرة درب التبانة قادرة على التحرك بعيدًا عن مجرتنا، والقانون يحتوي على ثابت هابل من أجل تحديد سرعة حركة المجرات، وقد خضع ذلك القانون إلى العديد من التغيرات فيما يتعلق بقيمة الثابت مع مضي الوقت والتي تصف وحدة المسافة فيما بين المجرات.
الفرق بين النظرية العلمية والقانون العلمي
تختلف القوانين العلمية عن النظريات بأنها تميل لوصف مجموعة أضيق من الشروط. قد يشرح القانون العلمي العلاقة فيما بين قوتين محددتين أو مادتين متغيرين بتفاعل كيميائي، وغالبًا ما تكون النظريات ذات شمولية أكثر، وتركز على سبب وكيفية حدوث الظواهر الطبيعية.تعتبر كل من النظريات والقوانين العلمية حقيقة علمية. وبالرغم من ذلك، يمكن دحض القوانين والنظريات حين ظهور أدلة جديدة. تم دحض بعض الحقائق المقبولة للفيزياء النيوتونية جزئيًا من خلال نظرية النسبية لألبرت أينشتاين. كما دحض عمل لويس باستير النظريات السابقة حول المرض بالحيوانات، إن كان بحثًا علميًا شاملًا فإنه يقلب الاعتقاد الذي كان سائد سابقًا، وينبغي على العلماء التوصل لفرضيات جديدة تصف بطريقةٍ أفضل كيفية عمل الطبيعة.
ما هي النظرية العلمية
النظرية العلمية يقصد بها وصف للعالم الطبيعي قام العلماء بإثباته عن طريق اختبارات صارمة. مثلما هو مفهوم بالمجتمع العلمي، فإن النظرية تشرح كيف تتصرف الطبيعة بظل ظروف محددة، إذ تميل النظريات لأن تكون واسعة النطاق على القدر الذي تسمح الأدلة العلمية الداعمة لها به، فهم يسعون لتقديم تفسير نهائي للبعض من جوانب العالم الطبيعي.تبدأ النظرية في صورة فرضية: هو تفسير مقترح لظاهرة طبيعية، لتحويل الفرضية إلى نظرية مثبتة، فيقوم الباحثون بتصميم تجارب علمية لتحدي أفكارهم بظل ظروف العالم الطبيعي، عبر التمسك بالمنهج العلمي والعمل للتفاصيل بعناية فائقة، ويمكن للعلماء بنهاية المطاف جمع أدلة تكفي لإثبات فرضيتهم، ومن ثم جعلها نظرية تتمتع بقوة تنبؤية.
أمثلة على النظريات العلمية
لقد كونت الكثير من النظريات العلمية الشهيرة فهمنا للعالم الطبيعي مثلما نعرفه، ومن بينها:- نظرية الانفجار العظيم.
- نظرية مركزية الشمس.
- نظرية النسبية العامة.
- نظرية التطور عن طريق الانتقاء الطبيعي.
نظرية مركزية الشمس: إن نظرية نيكولاس كوبرنيكوس توضح أن الأرض تدور حول الشمس بالنظام الشمسي.
نظرية النسبية العامة: تفترض نظرية ألبرت أينشتاين أن الأجسام الضخمة (كالأرض) تتسبب في التشويه بالزمكان، والذي يعد بمثابة الجاذبية، تلك النظرية حلت بالواقع محل واحد من أشهر القوانين العلمية، وهو قانون نيوتن للجاذبية الكونية.
نظرية التطور عن طريق الانتقاء الطبيعي: وهي نظرية تشارلز داروين التي لُخصت بإيجاز بعبارة (البقاء للأصلح)، حيث تشرح كيف أن التغيرات التدريجية بمجموعات الكائنات الحية تؤدي مع مرور الوقت لظهور السمات التي تسمح لهذه الكائنات أن تبقى على قيد الحياة.
خصائص القانون العلمي
تتضمن المناهج الدراسية والكتب العلمية بالمدارس والجامعات أمثلة كثيرة لقوانين تصنف بأنها قوانين علمية خضعت إلى شروط محددة وتم اختيارها وفقًا لخصائص محددة، ومن أبرز خصائص القانون العلمي ما يلي:- القوانين العلمية تتعلق بمجال الفيزياء.
- يتم استخدام القوانين العلمية في التنبؤ بالنتائج.
- تقبل القوانين العلمية للإثبات كما تخضع للتجربة.
- يقبل القانون العلمي للتطبيق عبر استعمال القوانين الرياضية.
- يقوم القانون العلمي بوصف ما يمكن ملاحظته لأي شخص.
- القوانين العلمية لا تفسر سبب حدوث الظاهرة ولا السبب في وجودها.
- تُفسر القوانين العلمية وتشرح سلوك شيء ما حين التعرض إلى ظروف محددة.
- يصف القانون العلمي ما يحدث من ظواهر طبيعية دون تدخل الإنسان.
