الأدوات العلمية عند كافنديش وروبرت هوك

يرتبط التحقق من الطبيعة ارتباطًا وثيقًا بالأدوات والمختبرات. وقد ناقشنا فيما كيف خضعت التجارب للرقابة. ومع ذلك، ومن أجل التحكم في الطبيعة وظروفها، هناك حاجة إلى بعض الأدوات الأكثر تعقيدًا، وأحيانًا لظروف أكثر تحديدًا ودقة. يمكن إرجاع استخدام الأدوات إلى أوائل العصر الحديث. سنستعرض معًا بعض الأمثلة على استخدام الآلات والأدوات في القرن السابع عشر وما صاحبه من رفض ونقاشات لجدوى استخدام الأدوات العلمية كالمجهر والتليسكوب لاستكشاف الطبية.

الأدوات

بشكل عام، تميزت الأدوات إلى نوعين:
– رياضية، تستخدم للرسومات والحسابات.
– وعلمية، تستخدم لتحليل الظواهر وتعميمها.

الفرق بين الأدوات الرياضية والعلمية

استخدمت الأدوات الرياضية منذ العصور القديمة، وتحسنت كثيرًا في أوائل العصر الحديث. بعض الأمثلة على ذلك هي البرجل والمسطرة. كما تحسنت أيضًا الأدوات الفلكية، مثل الأسطرلاب والساعات الشمسية. من جهة أخرى، إلا أن الأدوات العلمية استخدمت لأغراض مختلفة. فازدهرت صناعة الأدوات العلمية في القرنين السابع عشر والثامن عشر.

استخدمت بعض تلك الأدوات العلمية في تصحيح وتحسين الحواس. المجهر والتلسكوب أمثلة لذلك، فهما إما يكبران ما هو صغير لدرجة صعوبة رؤيته بالعين المجردة، مثل البكتيريا، أو يقربان ما هو بعيد بحيث لم نتمكن من ملاحظته من قبل، مثل النجوم.

تقدم أدوات أخرى معلومات دقيقة عندما تفقد حواسنا القدرة على التمييز الدقيق، كما في حالتي الحرارة والضغط. المعلومات التي يقدمها المعيار الحراري والبارومتر وزجاج الطقس، هي أكثر دقة بكثير من أحاسيسنا الجسدية.

أدوات أخرى

هناك أدوات أخرى تعمل كنماذج أو نظائر للظواهر الطبيعية، وتُستخدم عندما لا يتمكن المُختبِر من الوصول إلى ظروف دقيقة، أو لدراسة حدث لا يتكرر. كما رأينا بالفعل في مثال بيكون لاستخدام المثانة المعلقة في الثلج لإعادة إنتاج الظروف التي يمكن أن نجدها بشكل طبيعي في الكهف.

مع ذلك، لا تنتج هذه الظواهر بشكل مصطنع فحسب. بل يمكن للمساعي العلمية أن تذهب إلى ما هو أبعد من ذلك. يمكن أن تخلق ظروفًا لا تحدث في الطبيعة! ولكن لتلك الظروف القدرة على إمدادنا بمعلومات مهمة عن الطبيعة ونشاطها.

مضخة الهواء مثال جيد على ذلك. فهي قادرة على أن تفرغ مساحة ما من الهواء. يمكن للمضخة مساعدتنا في دراسة كيفية حدوث الظواهر المختلفة في هذه الظروف. ينطبق الشيء نفسه عند عزل ظاهرة ما لاكتشاف انتظامها من خلال تهيئة الظروف المثالية لحدوثها. فكر مثلاً في مهد نيوتن، المصمم خصيصًا لإثبات الحفاظ على الزخم والطاقة.

في الوقت الحاضر، يحتفظ العلماء بأدواتهم في مختبرات مصممة خصيصًا لنشاط وحيد. مختلفون عن بعضهم البعض حسب مجال البحث. أما في أوائل العصور الحديثة، كانت العديد من الأماكن تقوم بدور مختبرات اليوم. حينها، استخدمت كل تلك الأماكن الأدوات السابقة مثل: الحدائق، والمختبرات الفلكية، والمعاهد الطبية، وكذلك الخزانات الشخصية والكليات الجامعية.

سمات استخدام الأدوات الحديثة

هناك سمتان مهمتان لاستخدام الأدوات الحديثة مبكرًا نود التأكيد عليها. أولاً، كما رأينا في مثال المثانة، تم استخدام مواد شائعة كأدوات علمية، وليس فقط تلك المصممة خصيصًا لنشاط واحد محدد.

أولًا، استخدمت الأشياء والمصنوعات اليدوية الشائعة أثناء التحقق والاختبار واكتسبت مكانة أداة علمية من منظور منهجي. المرايا والعدسات المستخدمة في الحياة اليومية تمكنت حينها من إحداث تأثيرات مدهشة، فأصبحت أدوات للبحث البصري في القرن السادس عشر. أدت العدسات والمرايا إلى اكتشاف قانون الانكسار مثلًا.

ثانيًا، يحتاج المجرب إلى التدريب قبل استخدام الأدوات، أي يحتاج إلى معرفة كيفية قراءة المعلومات التي توفرها الأداة. إذ لا يمكن استخدام الأدوات حتى البسيطة -مثل التلسكوب أو المجهر- بدون تعليمات مسبقة. لن يفهم المرء ببساطة ما يرى من خلال عدساتهم.

على سبيل المثال، لم تقبل اكتشافات جاليليو التلسكوبية بسهولة، إذ لم ير كل معاصريه ما رآه في تليسكوبه. يحدث تداخل في الرؤية بين الشيء قيد الدراسة وتشوه الصورة الذي تصنعه حواسنا. تعالوا نحلل بشيء من التفصيل الحجج المؤيدة والمضادة لاستخدام المجاهر.

مؤيدو الأدوات ومعارضوها

كانت الأدوات دافعًا للجدل في القرن السابع عشر، إذ تناولت إحدى المناقشات الرئيسية استخدام التلسكوب. أدت اكتشافات جاليليو للبقع الشمسية إلى نظرية تتعارض مع فلسفة أرسطو. أثار الأمر انتقادات أعضاء الكنيسة الكاثوليكية، إذ لم يوافقوا على النتائج النظرية لاكتشافات جاليليو السماوية القائلة بأن العالم فوق القمري (سماء النجوم الثابتة في الفكر الأرسطي)، الذي ظل لفترة طويلة حقيقة راسخة، هو أمر خاطئ وقابل للتغيير تمامًا كالعالم دون القمري (ما بين الأرض والقمر).

لم تزعزع الآلات المعتقدات اللاهوتية فحسب. القناعات الميتافيزيقية أيضًا أصبحت في مهب الريح. إذ أصبح ما يتعلق بالبنية الداخلية للأجسام ووصول الإنسان إلى هذه البنية عقبة أيضًا في إنشاء منهجية بحث. انتقدت كافنديش الفيلسوف هوك -وهو أحد أهم مروجي المجهر- الذي جاء كتابه “Micrographia” أول أكثر الكتب مبيعًا في الجمعية الملكية وكانت منهجيته مهمة جدًا للمجتمع العلمي آنذاك. فعلى عكس هوك، اعتبرت كافنديش أن الأجسام المكبرة لن تجلب معرفة جديدة ومفيدة. استندت هذه الحجة إلى افتراضها أن المجهر لا يمكنه رؤية أسباب الحركة والبنية الحقيقية للمادة. واعتقدت كافنديش أن البنية الحقيقية للمواد لا يمكن تصورها إلا عن طريق العقل.

الفحص المجهري لروبرت هوك

في كتاب “الفحص المجهري – Micrographia” لروبرت هوك والمكتوب عام 1665م، ناقش روبرت هوك في هذا الكتاب فائدة المجهر. قدم هوك أيضًا سلسلة من الرسومات لما يمكن رؤيته من خلال المجهر، وأشهر رسوماته هو عين ذبابة والخلية النباتية. اعتبر روبرت هوك المجهر إضافة إلى الحواس البشرية الناقصة والضعيفة، تمامًا كالنظارات الطبية التي تعالج مشاكل إبصارنا.

عارضت مارجريت كافنديش في كتابها “ملاحظات على الفلسفة التجريبية – Observations upon experimental philosophy” المنشور عام 1668 طرح هوك. ارتكز رفض كافنديش على التشوه الذي قد تحدثه العدسات وانكساراتها وظلال الكائنات الدقيقة تحت المجهر وما قد يسببه ذلك من مشكلات. تخيلت كافنديش أن التكبير الذي تصنعه العدسة المكبرة للقمل قد يجعلنا نظنه كسرطان البحر مثلًا بسبب اختلاف الأحجام وتشوه الرؤية بسبب استدارة الأشياء على غير طبيعتها.

اعتبرت كافنديش أن اعتراضها على ما يحدث في المجهر يمكن تعميمه على باقي الحواس أيضًا وبالتي رفضت استخدام مثل هذه الأدوات. وعلى عكس ما تعتقد من مواقفها، فلم تكن كافنديش جامدة محافظة في آرائها، فقد رفضت كلاً من الفلسفة الأرسطية والفلسفة الميكانيكية الجديدة لديكارت وهوبز وأعضاء المجتمع الملكي، ودافعت عن المادية الحيوية – النظرية التي بموجبها تتكون كل الأشياء في الطبيعة من مادة حيوية وذاتية الحركة مثلًا.

روبرت هوك في مواجهة مارجريت كافنديش

تمثل أحد أهداف المشروع العلمي لروبرت هوك في بناء تلك الأدوات المساعدة للحواس على إدراك العالم الطبيعي بشكل أفضل. كان المجهر والتلسكوب -بالنسبة لهوك- الأكثر أهمية. نظر روبرت إلى المجهر والتلسكوب كركيزة أساسية في التفاعل بين الإنسان والعالم المحيط.

اعتقد هوك أنه باستخدام المجهر يمكن للبشر الوصول إلى عالم جديد؛ عالم المخلوقات الصغيرة غير المرئية للعين، وعالم جسيمات المادة. كان روبرت هوك -كأعضاء آخرين في الجمعية الملكية- من داعمي نظرية المادة الجسيمية الديكارتية. وهكذا، اعتبر أنه بمرور الوقت ومع تحسن المجهر، سيتطور الأمر إلى حد كبير، بحيث سنتمكن من رؤية جسيمات المادة وتركيبها وحركاتها من خلال عدسات المجهر. كما اعتبر هوك أن المجهر -من خلال جعل الجسيمات وحركاتها مرئية- سيقدم أدلة حاسمة ضد النظرية الأرسطية للمادة والشكل.

مفهوم كافنديش عن الطبيعة

كان لدى مارجريت كافنديش مفهوم مختلف عن الطبيعة عن مفهوم روبرت هوك. فبالنسبة لها، لا يمكن تصور حركات المادة إلا عن طريق العقل والحواس البشرية. اعتقدت كافنديش أن البشر لن يتمكنوا من رؤية حركة المادة حتى بمساعدة الأدوات. كما اعتقدت أن البصر قد يصل فقط إلى الأشكال الخارجية للأشياء. ومع ذلك، رفضت كافنديش حتى أن الأشكال الخارجية التي تُرى من خلال المجهر هي بالفعل أشكال حقيقية للأشياء واعتبرتها مجرد تشوهات ناتجة عن العدسات والأضواء والظلال تتداخل مع الجسم والعدسات.

الحجة الثانية التي قدمتها كافنديش تتعلق بالعلاقة بين الطبيعي والاصطناعي. المشكلة التي أثارتها هي إلى أي مدى يكون شكل الجسم المكبر -والذي يختلف تمامًا عما تراه العين المجردة- هو شكله الحقيقي. بسبب العدسات، قد لا يكون ما نراه هو الشيء الطبيعي، ولكن صورة مختلفة لذلك الكائن.

أكدت كافنديش أنه إذا كانت المعرفة العلمية مبنية على تلك الصورة، فقد يؤدي الأمر إلى نظريات ومعلومات خاطئة. هكذا، تفاعلت المعتقدات الميتافيزيقية واللاهوتية مع الفلسفة التجريبية لتشكيل ثورة العلم الحديث. ولكن لم يتوقف أثر روبرت هوك واكتشافاته المذهلة عنده، بل امتد إلى نيوتن ولكن في ذلك مقال آخر. فمساهمات روبرت هوك في الرياضيات والأحياء والفلك هائلة والفضل في ذلك للأدوات العلمية. فقد اكتشف الخلية الحلية باستخدام الميكروسكوب والنجم الخامس في كوكبة الجبار باستخدام التليسكوب، وغيرها من الاكتشافات والمساهمات، مما قوى حجته وحفر اسمه في التاريخ.

المصادر:
Margaret Cavendish and Scientific Discourse in Seventeenth-Margaret Cavendish and Scientific Discourse in Seventeenth-Century England Century England

Margaret Cavendish’s Critique of Experimental Science

Oxford Academic: Robert Hooke: Physics, Architecture, Astronomy, Paleontology, Biology

Robert Hooke: English scientist who discovered the cell