אינסטרומנטליזם (פילוסופיה של המדע)

אִינְסְטְרוּמֶנְטָלִיזְם (אנגלית: Instrumentalism) הוא זרם מרכזי בפילוסופיה של המדע המנסה להציג תשובה עקבית ושיטתית לשאלת היסוד "מה טבעה של תאוריה מדעית?".
על פי האינסטרומנטליזם, המושגים והתאוריות בהם אנשי מדע עושים שימוש הם לא יותר מכלים לניבוי תופעות, לארגונן ולשליטה עליהן. כלומר: עבור האינסטרומנטליסטים, אין משמעות לשאלה "האם תאוריות מדעיות הן אמתיות או שקריות", כשם שאין משמעות לשאלה "האם הפטיש שבאמצעותו אני תוקע מסמרים בקיר הוא אמיתי או שקרי". בשני המקרים מדובר בכלים בלבד המשמשים למטרה מסוימת.
הזרם המנוגד לאינסטרומנטליזם בפילוסופיה של המדע נקרא ריאליזם מדעי, והוא מחויב לטענה שלתאוריות מדעיות יש ערכי אמת ושקר, ושהישים המאכלסים אותן, או ישים מאוד דומים להם, אכן קיימים במציאות.

מקור השם

האינסטרומנטליזם היה במקור זרם בפילוסופיה הפרגמטית שפותח על ידי ג'ון דיואי ועמיתיו באוניברסיטת שיקגו, על סף סיום המאה ה-19. על פי האסכולה הפרגמטיסטית שהייתה פיתוח פילוסופי-חילוני של דפוסי מחשבה תאולוגים פרוטסטנטיים, האמת נמדדת על פי תכליות מעשיות. אי לכך, רעיונות אנושיים אינם אלא כלים להשגת מטרות החיים של האדם ואין להם משמעות מטאפיזית נוספת כלשהי. ג'ון דיואי פיתח את האספקט האינסטרומנטלי של הפרגמטיזם על פיו רעיון נמדד על פי ערכו המעשי והיכולת להשתמש בו ככלי לפתרון בעיות. כל ידע הוא פונקציונלי ורעיונות הם כלים להשגת מטרה מסוימת, אין לידע האנושי כל משמעות נוספת או שמעבר לכך. דיואי התעניין במיוחד בבירור המושג מחקר ומצא את משמעותו במציאת התנאים ליצירת המצב הרצוי לנו בחיים. מושג המחקר אצל דיואי היה כללי (קשור לפילוסופיה של החינוך) ולא עסק בהכרח במחקר המדעי. דיואי כמעט ולא עסק בסוגיות הפילוסופיה של המדע, והשפעתו על הפילוסופיה של המדע הייתה מועטה.

אינסטרומנטליזם והשקפות קרובות לו

יש המכנים בשם "אינסטרומנטליזם" כל השקפה פילוסופית אנטי ריאליסטית. הגדרה מצומצמת יותר מתייחסת לאינסטרומנטליזם בראש ובראשונה כתזה סמנטית, כלומר כתזה על השפה שבה משתמשים המדענים. לפי התזה הסמנטית, משפטים כגון "לאלקטרון יש מטען שלילי" אינם אמתיים או שקריים, אלא הם כלים נוחים בלבד לארגון התופעות הניתנות לצפייה. בנוסף, אין להבין מושגים כגון "אלקטרון" המתארים חלקיקים בלתי נראים כמתיימרים להורות על אובייקטים הקיימים במציאות, אלא רק ככלים לארגון התופעות הניתנות לצפייה.
לפי ההגדרה המצומצמת, לא כל השקפה אנטי-ריאליסטית היא אינסטרומנטליסטית. בפרט, ההשקפה האנטי-ריאליסטית המובילה כיום, אמפיריציזם קונסטרוקטיבי, המזוהה עם הפילוסוף באס ואן פראסן אינה אינסטרומנטליסטית, משום שלשיטתו יש להבין מושגים מדעיים כמתיימרים להורות על אובייקטים במציאות, אלא שהוא ספקן לגבי יכולתנו לדעת האם אובייקטים אלה אכן קיימים. למעשה, נדירים הפילוסופים של המדע המזהים עצמם כאינסטרומנטליסטים. אף על פי כן, ההשקפה האינסטרומנטליסטית היא רבת השפעה, וטענות אינסטרומנטליסטיות נפוצות בכתיבה של פילוסופים ריאליסטים כטענות שאותם הם מנסים להפריך, גם אם הן לא מיוחסות לאדם מסוים.
האינסטרומנטליזם קרוב להשקפות אחרות. ישנן נקודות ההסכמה רבות בין אינסטרומנטליזם לפרגמטיזם. נקודת המחלוקת העיקרית ביניהם היא זאת: האינסטרומנטליסט יטען שלתאוריות מדעיות אין ערכי אמת או שקר, ואילו הפרגמטיסט יטען שיש להן. אולם, עבור הפרגמטיסט, אין להבין את המושגים "אמת" ו"שקר" כמתארים יחס של התאמה בין השפה לעולם (כפי שמבין אותם הריאליסט), אלא כמתארים יחס של התאמה בין השפה לתכליות מסוימות - טענות אמתיות הן טענות העוזרות לקדם מטרה אנושית מסוימת, ואילו טענות שקריות אינן עוזרות לקדם אותה.
השקפה נוספת הקרובה, אך לא זהה, לאינסטרומנטליזם היא קונבנציונליזם. (זאת הסיבה לכך שיש המזהים פילוסופים קונבנציונליסטים כגון אנרי פואנקרה, פייר דוהם, נלסון גודמן, ווילרד קוויין כאינסטרומנטליסטים). קונבנציונליסטים טוענים כי יש מרכיבים בתורות מדעיות, כגון מערכות הייצוג, שהבחירה בהם אינה מוכתבת על ידי המציאות הפיזיקלית ואינה הכרחית לוגית. טענות קונבנציונליסטיות הן טריוויאליות בנוגע למרכיבים כגון יחידות המדידה שבהם משתמשים המדענים (סנטימטרים לעומת אינצ'ים), אך הן הופכות למעניינות ושנויות במחלוקת בנוגע לשאלה כגון האם הבחירה בגאומטריה לא אוקלידית בתורת היחסות מוכתבת על ידי המציאות, כלומר: המרחב הוא אכן לא אוקלידי, או שהן רק אמצעי הייצוג הנוח ביותר.
כפי שטוענת ימימה בן מנחם, יש נקודות דמיון רבות בין ההשקפה האינסטרומנטליסטית והקונבנציונליסטית: שתיהן עוינות ניסיונות לבסס את המדע על עקרונות א-פריוריים, שתיהן מדגישות את התשואה המעשית ולא ההסברית שלו, ושתיהן מייחסות משמעות מכריעה מבחינת היכולת של המדע לייצר ידע לכך שתאוריות שונות מובילות לאותן מסקנות. או בקיצור, שתי התפיסות סבורות שאין ללמוד מהצלחתה של תאוריה על אמיתותה. נקודת המחלוקת בין שתי התפיסות היא סמנטית. הקונבנציונליסט יטען שלהיגדים תאורטיים יכולים להיות ערכי אמת ושקר במסגרת הקונבנציה, וינסה לפתח סמנטיקה מתאימה, ואילו האינסטרומנטליסט ידחה זאת.

שורשי האינסטרומנטליזם

ניתן למצוא רכיבים אינסטרומנטליסטים בפילוסופיה היוונית, אולם מי שנחשב לאבי ההשקפה הוא האסטרונום והתאולוג הלותרני אנדריאס אוסיאנדר בן המאה השש-עשרה. אוסיאנדר חיבר וצירף בעילום שם הקדמה לספרו של ניקולאס קופרניקוס על הסיבובים של הספירות השמימיות, שבו טען קופרניקוס, בניגוד לעמדת הכנסייה באותו זמן, כי כדור הארץ סובב סביב השמש ולא להפך (טענה הנחשבת לנכונה כיום). אוסיאנדר, שניסה ליישב בין תורתו של קופרניקוס לעמדת הכנסייה טען כי תכליתה של תאוריה אסטרונומית אינה לתאר את טבע המציאות, אלא לספק דגם נוח לחישובים ולתצפיות בלבד, וכי
הדגם שנבחר לא צריך להיות אמתי או סביר. להפך, די בכך שהוא מספק חישוב שמתאים לתצפיות.
כדי לתמוך את טענתו סקר אוסיאנדר מספר דוגמאות של טענות אסטרונומיות בנות תקופתו שאינן יכולות נכונות, והוסיף כי על האסטרונום לבחור את הדגם השימושי ביותר ולא האמיתי ביותר:
מכיוון שהסברים שונים מוצעים כדי לתאר את אותה התנועה, יבחר האסטרונום בראשונה את הדגם שהוא הפשוט ביותר לתפיסה. חוקר הטבע יעדיף אולי לחפש את מראית העין של האמת. אולם איש מהם לא יטען לוודאות, אלא אם כן יקבל את הדברים מן האל עצמו.
במאה השש עשרה אימצה הכנסייה הקתולית בפועל פילוסופיה אינסטרומנטליסטית, שאיפשרה לה לנהוג בסובלנות יחסית כלפי מי שהחזיקו בתפישות קופרניקאיות. רק התעקשותו של גלילאו גליליי, שתמך בתאוריה הקופרניקאית, לתקוף את האינסטרומנטליזם עצמו ואת האפיפיור באופן אישי הביאה לעימות חזיתי בין השניים, שהסתיים בהעמדתו של גלילאו למשפט ובהרשעתו.
ניתן למצוא אלמנטים אינסטרומנטליסטיים אצל מספר פילוסופים אמפיריציסטים בני תקופת הנאורות כדוגמת דייוויד יום. היכנסותו של מושג האטום לפיזיקה במאה התשע עשרה הביאה לוויכוחים בקרב פילוסופים ופיזיקאים לגבי ממשותם של אטומים. הפיזיקאי והפילוסוף בן התקופה ארנסט מאך שטען כי מושג האטום אינו יותר מאמצעי נוח לארגון התופעות שמדענים רואים במו עיניהם, נחשב לאבי האינסטרומנטליזם המודרני, אם כי השאלה עד כמה באמת היה אינסטרומנטליסט נתונה בוויכוח.
הופעתן של תורת היחסות ומכניקת הקוונטים באמצע שנות העשרים של המאה העשרים הביאה לחיזוק האינסטרומנטליזם כהשקפה כוללת בפילוסופיה של המדע.

אינסטרומנטליזם ופיזיקה מודרנית

עליית זרם המחשבה האינסטרומנטליסטי בפילוסופיה של המדע נבעה משתי המהפכות בפיזיקה שהתרחשו ברבע הראשון של המאה שעברה: תורת היחסות של אלברט איינשטיין ותורת הקוונטים של נילס בוהר וורנר הייזנברג.
תורת היחסות שיצרה רעיונות חדשים וחסרי תקדים הביאה למסקנה שהמרחב הוא אספקט של מה שיש בו - אין בנמצא מרחב מוחלט. רעיון זה, שעומד לניגוד לכל אינטואיציה, סתר את תורת ניוטון שהתבססה על קיומו של מרחב הקיים בפני עצמו - ללא תלות בגופים שנעים בו. שתי התאוריות, זו של ניוטון מחד וזו של איינשטיין מאידך, סתרו זו את זו. לפי תורת ניוטון, האור שהוא חסר מסה נע בקו ישר על פי חוקי המכניקה הקלאסית. לפי איינשטיין הואיל ולאור יש אנרגיה ותנע מוגדרים הוא מושפע גם הוא מכוח הכבידה (ראו: תורת היחסות הכללית) ולכן אור מסוגל להתעקם בהשפעת שדה כבידה משמעותי כדוגמת זה של השמש. בניסוי המפורסם שנערך בעת ליקוי חמה בשנת 1919 הועמדו שתי התאוריות זו מול זו למבחן מכריע. נבדק מיקומו של כוכב שאורו עבר בסמוך לשמש ביחס לכוכבים האחרים שנראים בדרך כלל לצידו. התוצאה הייתה שמיקום הכוכב אכן היה שונה במקצת ביחס לכוכבים האחרים - תורת איינשטיין הוכחה. המהפכה האיינשטיינית הייתה שונה מאוד מהמהפכה הקופרניקאית. בעוד שלאחר שניוטון גיבש את פילוסופית הטבע שלו, נחשבה הפיזיקה הטרום-קופרניקאית לארכאית ובלתי רלוונטית, המהפכה האיינשטיינית הותירה את חוקי ניוטון בעינם. הסיבה הייתה שבמהירויות אטיות כל כך יחסית למהירות האור כמו אלה שאנו מורגלים להם על כדור הארץ, הסטייה של תורת ניוטון היא זניחה. מצב זה העלה את התהייה מה יותר חשוב בתאוריה מדעית? שתהיה פרקטית כמו תורת ניוטון או שתהיה נכונה כמו תורת איינשטיין. אם המכניקה הקלאסית של ניוטון היא מדעית לכל דבר למרות שאין בה אמת, אז אולי האמת לא כל כך רלוונטית למדע. המדעיות של הפיזיקה הניוטונית נובעת מהיותה מכשיר יעיל ולא בגלל שמושאיה (מרחב מוחלט, תנועה, תאוצה וכיוצא בזה) קיימים במציאות. רעיונות אלה לכשלעצמם הם אינסטרומנטליסטים.
מכניקת הקוונטים פתרה בעיות קשות במחקר המדעי במחיר בעיות הרבה יותר קשות בתורת ההכרה. התאוריה גישרה במשוואה מתמטית אחת בין שתי תאוריות שונות וסותרות לגבי מהותו של האור. חלקיקי האור בפרשנות הקוונטית הפגינו דפוסי התנהגות גליים כמו בניסוי שני הסדקים, למרות היותם יחידות קצובות. בניסוי שני הסדקים שנערך עם אלקטרונים (שהם חלקיקים מובהקים) התברר שהאלקטרון עובר בו-זמנית דרך שני הסדקים כפי שמנבאת מכניקת הקוונטים. מצב אבסורדי זה המכונה סופרפוזיציה קוונטית התגלה מאוחר יותר בתופעות קוונטיות נוספות. מכניקת הקוונטים מחשבת ומנבאת בדיוק רב את הדינמיקה ההסתברותית של הקוונטים, התנהגות האלקטרונים היא סטטיסטית. ניסיונות לגלות את ההתנהגות המדויקת של האלקטרונים על ידי הכנסת גלאי לאחד הסדקים, ביטלו את המצבים הקוונטיים, תופעה המכונה "אפקט הצופה". איינשטיין ומדענים אחרים הביעו חוסר נחת בולט מאפשרות הקיום של המצבים הקוונטיים.
אסכולת קופנהגן שנחלצה להסביר את הסתירה הזו, עשתה שימוש בהשקפה האינסטרומנטליסטית על אופיים של מושאי מכניקת הקוונטים (פוטונים, אלקטרונים, ספינים וכיוצא בזה) ואופי ההסבר המדעי בכלל. מושאי מכניקת הקוונטים לא באמת קיימים במציאות, הם רק מודלים לצורך הבנת הטבע בדפוסים אנושיים. "אפקט הצופה" ממחיש לנו את מקומה של התודעה עצמה בהסבר המדעי. להכנסת הסטטיסטיקה כאחד ממושאי המדע היו השפעות מרחיקות לכת - הסטטיסטיקה הוציאה מן ההסבר המדעי את דרישת ההכרח ומה שנותר בו הוא רק היכולת להשתמש במדע כאינסטרומנט אבל לא באמת להבין אותו (אי אפשר להבין "מדוע קרה משהו במקרה").

טענות בעד אינסטרומנטליזם ונגדו

הדיון הפילוסופי באינסטרומנטליזם הוא חלק מהוויכוח הכללי סביב ריאליזם מדעי. כל טענה אנטי-ריאליסטית נותנת בעקיפין רוח גבית לאינסטרומנטליזם, אולם היא אינה בהכרח טענה חיובית בזכות האינסטרומנטליזם, משום שאינו החלופה היחידה לריאליזם. סעיף זה יעסוק בטענות הנוגעות לאינסטרומנטליזם במישרין, הסובבות סביב שלושה נושאים עיקריים: ההשלכות הפילוסופית של משפט קרייג, המעמד של הפשטות (abstractions) ואידיאליזציות בתאוריות מדעיות, וההסבר להצלחת המדע.

משפט קרייג והשלכותיו

לפי משפט שהוכיח המתמטיקאי ויליאם קרייג בשנת 1953, לכל תורה  (המבטאת תאוריה מדעית) רקורסיבית אקסיומטית, בהינתן חלוקה זרה של המלים ב-  לשתי קבוצות O (מונחי תצפית) ו-T (מונחים תאורטיים), קיימת תורה  אקסיומטית שקולה לוגית ל-, שאינה מכילה ביטויים מ-T. בצורה לא פורמלית, לפי משפט קרייג, אם ניתן לחלק את אוצר המלים של תורה מדעית, העונה לקריטריונים מתמטיים מסוימים, לשתי קבוצות זרות זו לזו, אחת המכילה רק מונחים תאורטיים, כגון "אלקטרון" ו"כוח", ואחת המכילה רק מונחי תצפית המתייחסים לרשמי החושים, כגון "קר" ו"צהוב", ניתן לבנות תאוריה חדשה המכילה מונחי תצפית בלבד, שממנה ניתן לגזור לוגית אותן מסקנות, ובכך להיפטר מכל המונחים התאורטיים.
פילוסופים של המדע מיהרו לבסס טיעון בעד אינסטרומנטליזם המתבסס על משפט קרייג. קרל המפל טען כי העובדה שניתן לוותר על מונחים תאורטיים מראה שהם לא ממלאים כל תפקיד מלבד ארגון נוח יותר של התופעות הנצפות. טענה מחזקת את תת-הזרם באינסטרומנטליזם המכונה "אינסטרומנטליזם אלימינטיבי", שאביו המייסד הוא ארנסט מאך, אשר שואף לצמצם את מונחי המדע לתיאור התופעות הנצפות בלבד.
עם זאת, השלכותיו הפילוסופית של משפט קרייג שנויות במחלוקת. ראשית, ריאליסטים טוענים כי ספק אם תורות מדעיות מקיימות את התנאים של משפט קרייג. בפרט, ניסיונות לחלק את אוצר המלים של תאוריות פיזיקליות לשתי קבוצות זרות של מונחים תאורטיים כשלו, וכפי שהראה קוויין במאמרו "שתי דוגמות לאמפיריציזם" (1951), ספק אם הדבר אפשרי.
עוד טוענים ריאליסטים כי גם לו הדבר היה אפשרי, התאוריה המתקבלת  אמנם שקולה לוגית ל-, אך אינה שקולה לה מבחינות אחרות. היא איננה פשוטה באותה מידה (למעשה, יהיו בה אינסוף מונחים יסודיים), ואינה נותנת אותה תמיכה אינדוקטיבית לטענות, כלומר אינה טובה באותה מידה לחיזויים.