פילוסופיה של המדע

פילוסופיה של המדע היא ענף בפילוסופיה, העוסקת ביסודות, ההנחות והמשמעויות הפילוסופיות של התפתחות המדעים. ענף מגוון זה, מתייחס לכלל המדעים, מדעי הטבע, כגון: פיזיקה וביולוגיה. מדעי החברה, כגון: פסיכולוגיה וכלכלה. ומדעי הרוח, כגון: בלשנות וספרות. יש הרואים בפילוסופיה של המדע אפיסטמולוגיה, הבוחנת את התהוותו של הידע במדע מהיבטים ביקורתיים שונים. וגם מטאפיזיקה של המדע הממשי, הבוחנת רעיונות מדעיים מנקודת מבט מטא-פילוסופית ומטא-תאורטית. כמו-כן, הפילוסופיה של המדע שואפת להסביר רעיונות ולענות על שאלות, כמו למשל: את טבעם של קביעויות ומושגים מדעיים, והאופן שבו הם נוצרים; כיצד המדע מסביר, חוזה, ומשתמש בטבע באמצעות טכנולוגיה; כיצד אפשר להחליט על הדיוק של מידע; הניסוח והשימוש במתודות מדעיות; אופני החשיבה שבהם משתמשים על מנת להגיע למסקנות; והמשמעויות של המתודות והמודלים המדעיים לחברה ככלל, ולמדעים עצמם בפרט. יש הסוברים, כי לכל תחום מדעי קיימת פילוסופיה מסוימת המונחת בבסיסו, גם אם הם יכחישו זאת: 
"אין מדע ללא פילוסופיה; יש רק מדע שהפילוסופיה שלו לא נבחנה כראוי".

אמפיריציזם
מושג חשוב בפילוסופיה של המדע הוא האמפיריציזם, או התלות בראיות, המבוססות על הניסיון החושי והתצפית המדעית. כלומר, הידע מגיע מהחוויות שלנו בעולם, וקביעויות מדעיות מגיעות מנסיוננו ומתצפיותינו. כאשר אנו חוזרים על תצפיות אלו מספיק פעמים, המידע שמגיע מהן יחדיו עם הניסויים, אלו מהווים את ה"ראיות" שלפיהן הקהילה המדעית בונה את התאוריות, השואפות להסביר את חוקי העולם. לפיכך, תצפיות מחייבות תפיסה של המציאות, ולכן הן בעצמן פעולות קוגניטיביות. דהיינו, התצפיות עצמן קבועות בתוך ההבנה שלנו אודות האופן שבו העולם פועל. כאשר חל שינוי בהבנתנו, כך גם התצפיות כשלעצמן עשויות להשתנות. כמו כן, המדענים משתמשים במטאפורות יסודיות כדי לבנות את תצפיותיהם למבנה מושגי ברור, על ידי דדוקציה ואינדוקציה, וגם מטאפורות אלה קבועות בתוך הבנתם את העולם.

ריאליזם מדעי

ריאליזם מדעי הוא השקפה הגורסת כי היקום מתנהג באמת כפי שהוא מתואר על ידי תאוריות מדעיות. ריאליסטים חושבים כי ישים כמו אלקטרונים או שדות כוח חשמליים באמת קיימים. הריאליזם מניח שקיים עולם בלתי תלוי בנו ושערך האמת או השקר של טענה על העולם נקבע על ידי התאמה של תוכן הטענה למה שקיים בעולם (הנחות אונטולוגית). 

עוד מניח הריאליזם שבני אדם יכולים לדעת אם טענות על העולם הן אמיתיות או שקריות, באמצעות מחקר מדעי (הנחה אפיסטמולוגית). לבסוף, לפי הריאליזם, יש לפרש מונחים תאורטיים כגון 'אלקטרונים' ו-'דנ"א' המתייחסים לאובייקטים בלתי ניתנים לצפייה כפשוטם, כלומר כמתייחסים ליישים שאכן קיימים בעולם (הנחה סמנטית). 

ישנן מספר גרסאות של ריאליזם מדעי, השונות זו מזו בהתחייבויותיהן המטאפיזיות. ריאליזם נאיבי מניח שכל הישים המתוארים בתאוריות מדעיות אכן קיימים. גרסאות מתוחכמות יותר של ריאליזם בוחרות להאמין באופן סלקטיבי בקיומם של ישים מסוג מסוים, אך לא באחרים. ריאליזם חלקיקים (אנגלית: entity realism) הוא ההשקפה שחלקיקים בלתי נראים, כגון אלקטרונים ופוטונים, המאכלסים תאוריות מדעיות, אכן קיימים וההוכחה לכך היא שמדענים מצליחים לשלוט בתופעות שהם מזהים עם חלקיקים אלה ולבצע עליהן מניפולציות באופן שיטתי. ריאליזם חלקיקים מזוהה בעיקר עם הפילוסופים איאן האקינג וננסי קרטרייט. ריאליזם מבני (אנגלית: structual realism) מזהה את המציאות עם מבנים מתמטיים המאכלסים תאוריות שונות. ריאליזם מבני מזוהה עם הפילוסוף ג'ון וורל.

ישנם מספר טיעונים בעד ונגד ריאליזם על גרסאותיו השונות. טיעון מפורסם בעד ריאליזם הוא "טיעון הנס", אשר לפיו ההצלחה הכבירה של המדע לתת חיזויים מדויקים היא בבחינת נס, אלמלא היו מניחים שהישים התאורטיים אכן קיימים. טיעון זה מזוהה עם הפילוסוף הילרי פטנאם (פטנאם חזר בו מטיעון זה וכיום הוא מחזיק בעמדה של ריאליזם פנימי, שהיא, למרות שמה, עמדה אנטי-ריאליסטית). מנגד, יש הטוענים שהצלחת המדע אינה כה מפתיעה, משום שאמצעי המדידה שבהם משתמשים המדענים כבר כוללים את הנחות היסוד התאורטיות שלה, לכן התוצאות שתתקבלנה בוודאי יהיו בהתאם למה שציפו משום שאין באפשרות המכשירים לספק תוצאות אחרות, כל תוצאה שתתקבל תהיה בגדר המצופה ובהתאם להנחות היסוד.

טיעון אנטי-ריאליסטי נוסף הוא טיעון "האינדוקציה הפסימית", אשר לפיו מכיוון שכל תאוריה שנחשבה אמיתית בעבר נתגלתה כשקרית, אנו יכולים להניח בהסתברות גבוהה שהתאוריות הנוכחיות יתגלו כשקריות. טיעון זה מזוהה בימינו עם הפילוסוף לארי לאודן. ישנן מספר אסטרטגיות להתמודד עם טיעון זה. יש המנסים להפריד בין תאוריות מדעיות בשלות לבין תאוריות בלתי בשלות, ולטעון שרק תאוריות מדעיות בלתי בשלות התגלו כשקריות, ואילו תאוריות בשלות היו קרובות לאמת. האתגר, הוא להגדיר בשלות של תאוריות באופן נפרד מהיותה של תאוריה קרובה לאמת, ולא - אנו מניחים את המבוקש. גרסאות של ריאליזם כגון ריאליזם מבני מנסות אף הן להתמודד עם טיעון האינדוקציה הפסימית, בהצביען על מבנים מתמטיים, כגון משוואות מקסוול, המאכלסים תאוריות מדעיות, ונוטים להשתמר גם כאשר תאוריות מתחלפות, גם אם הפרשנות שלהם משתנה.

אינסטרומנטליזם

האינסטרומנטליזם טוען כי התפיסות, התאוריות והרעיונות המדעיים שלנו הם מכשירים נוחים על מנת להסביר, לחזות ולשלוט בחוויות שלנו. האיסטרומנטליסט יכול להכחיש את קיומם של ישים תאורטיים או להיות אדיש לשאלה האם ישים אלה קיימים או לא. לאינסטרומנטליסט, אלקטרונים ושדות חשמליים הם רעיונות נוחים למימוש מטרות מסוימות שאולי אינם קיימים באמת. אינסטרומנטליזם מבוסס בעיקר על הפילוסופיה של הפרגמטיזם, המזוהה בעיקר עם הפילוסוף האמריקאי ג'ון דיואי, שהושפע על ידי פילוסופים קודמים כמו ויליאם ג'יימס וצ'ארלס סנדרס פירס.

קונסטרוקטיביזם חברתי

נושא לעניין בקרב היסטוריונים, פילוסופים וסוציולוגים של המדע הוא המידה שבה התאוריות המדעיות מושפעות על ידי הרקע החברתי והפוליטי שלהן. הקונסטרוקטיביסט החברתי יטה לפקפק בקיומה של מציאות אובייקטיבית המתקיימת בנפרד מהמציאות האנושית. ניתן להבחין בארבע טענות המזוהות עם קונסטרוקטיביזם חברתי, בסדר עולה ברמת הקיצוניות שלהן:
 המדע הוא מפעל חברתי: טענה זו כשלעצמה היא טריוויאלית. מה שנתון במחלוקת הוא האם המדע שונה ממפעלים אנושיים אחרים כגון דת או אמנות, בהתיימרו לגלות את האמת על הטבע.
 מדענים וגופי מחקר בוחרים את נושאי המחקר שלהם לפי אינטרסים חברתיים: למשל, ההתמקדות בפיזיקה גרעינית בארצות הברית בתקופת המלחמה הקרה נבעה מהאינטרס של הממשלה בפיתוח נשק גרעיני. טענה זו פותחת שדה שלם למחקר היסטורי וסוציולוגי, אך היא כשלעצמה אינה שנויה במחלוקת בקרב פילוסופים. 
 עובדות מדעיות הן תוצאה של משא ומתן (אנגלית: negotiation) בין מדענים: לרוב, נתונים ומידע המופקים מניסויים אינם חד משמעיים, וניתנים לפרשנויות שונות. הקונסטרוקטיביסט החברתי יפקפק במעמדן האובייקטיבי של עובדות. הוא ייטה לטעון שמספר הפרשנויות האפשרי של נתונים אמפיריים הוא רחב מאוד, ושאינטרסים חברתיים של המדענים משחקים תפקיד מכריע בבחירת הפרשנות שתזכה למעמד של עובדה. המתנגד לקוסטרוקטיביזם חברתי ייטה לטעון שמספר הפרשנויות האפשרי של הנתונים הוא מצומצם, ושהטבע משחק תפקיד מכריע בבחירת הפרשנות הנכונה.
 השקפות אידאולוגיות ותרבויות מעצבות את תוכנן של תאוריות מדעיות: טענה זו מערערת על הקביעה שהידע המדעי חופשי מערכים. הדוגלים בגישה זו ינסו להראות, למשל, שתפישות סטריאוטיפיות על תפקידי נשים וגברים בחברה מוצאות את דרכן לתאוריות פסיכולוגיות וסוציולוגיות אובייקטיביות לכאורה. טענה זו הופכת לשנויה הרבה יותר במחלוקת ביחס למדעי הטבע. פילוסופים, היסטוריונים וסוציולוגים קונסטרוקטיביסטים מנסים להראות שגם תאוריות במדעי הטבע מושפעות מאידאולוגיות חברתיות. המאמר הנחשב לפורץ דרך בתחום זה הוא מאמרו של ההיסטוריון פול פורמן שפורסם בתחילת שנות השבעים, שבו טען כי תורת הקוונטים ויתרה על רעיונות מסורתיים כגון סיבתיות, כמענה לעוינות לרציונליות המדעית והאהדה לרעיונות מיסטיים ורוחניים ששררו ברפובליקת ויימאר בשנות העשרים.

ראו גם: פוסטמודרניזם.

אנליזה וסינתזה  

אנליזה היא הפירוק של תצפית או של תאוריה למושגים פשוטים יותר על מנת שנוכל להבינה. אנליזה הכרחית למדע, כמו לכל מעשה רציונלי אחר. בלתי אפשרי, לדוגמה, להסביר את התנועה של קליע ללא הבדלה בין כוח המשיכה, זווית הירי והמהירות ההתחלתית. רק לאחר אנליזה זו ניתן לנסח תאוריה מתאימה של תנועה. 

השימוש המסיבי באנליזה החל במאה ה-17 עם ההסברים שפיתחו גלילאו גליליי ואייזק ניוטון לתנועה בליסטית על ידי פירוק התנועה לרכיבים. דבר זה היה מנוגד בתכלית לתפישת השלמות המדעית של אריסטו (שבה מהות הדבר לא נפרדת מהדבר עצמו, ולכן אי-אפשר להסביר דבר אחד באמצעות דבר אחר) ששלטה בכיפה המדעית באירופה (בגלל הכנסייה הקתולית) עד לתחילת הרנסאנס.

ג'ורג' ברקלי ודייוויד יום תקפו קשות את האנליזה, אך היא שרדה בזכות היותה אחד הכלים החזקים והשימושיים במדעי הטבע.

רדוקציוניזם 

לרדוקציוניזם במדע עשויות להיות כמה משמעויות. סוג אחד של רדוקציוניזם הוא האמונה, כי ניתן ליישם את החקירות המדעיות בכל תחומי המחקר. מאורע היסטורי יוכל להיות מוסבר באמצעים פסיכולוגיים וסוציולוגיים, אותם ניתן להסביר על ידי הפיזיולוגיה האנושית, שאותה ניתן להסביר על ידי פיזיקה וכימיה. המאורע ההיסטורי עבר רדוקציה למאורע פיזיקלי. אפשר לומר כי המאורע ההיסטורי לא היה אלא המאורע הפיזיקלי.

דניאל דנט המציא את המונח "רדוקציוניזם תאוותן" על מנת לתאר את ההנחה כי ניתן להפעיל רדוקציה שכזו. הוא טוען כי רדוקציה כזו היא "מדע גרוע", המחפש הסברים נאים, במקום הסברים שמועילים לחזות תופעות טבעיות.

כנגד הרדוקציוניזם התאוותן ניתן לטעון, שכמות המידע הגלומה במערכת סגורה גדולה יותר מכמות המידע שניתן להפיק מבחינה של כל אחד ממרכיביה, וזאת מכיוון שבחינה של מערכות מסוימות מחייבת חוסר התייחסות לחלק מהמידע שנמצא בהן, מכיוון שלא ניתן לבחון את כל המידע, וצריך להשתמש במדגם קטן, שייתכן שהוא אינו מייצג. לפיכך, אנליזה של המערכת לעולם לא תוכל לתת את המידע הגלום בה, ולכן הרדוקציה אינה אפשרית. ניתן לחשב את כמות המידע שאבדה באנליזה על ידי תאוריית המידע, שהיא אחד מהמרכיבים של תאוריית הכאוס.

אינדוקציה
השיטה המדעית מתבססת על הסקה אינדוקטיבית או אינדוקציה - כלומר הסקת כלל מתוך תופעות נצפות, או מציאת הכלל האוניברסלי מתוך הפרט. חשיבה אינדוקטיבית טוענת כי אם מצב מסוים קיים בכל המקרים הנצפים, אפשר לומר שהמצב הזה קיים בכל המקרים. לפיכך, לאחר שעושים כמה ניסויים התומכים בחוק, אפשר לטעון שהחוק מתקיים בכל המקרים.

יכולת הפרכה
לאור הבעיות הלוגיות הנובעות מן האינדוקציה (העובדה שאירוע התרחש N פעמים איננה מבטיחה שיתרחש ב-N+1), כפי שטען הפילוסוף הסקוטי דייוויד יום, ביקש קרל פופר להציב את ההפרכה כקנה המידה לעשייה המדעית. עקרון ההפרכה הוא הפתרון של פופר לבעיית האינדוקציה - בעוד שלא ניתן להגיע מאף מקרה למסקנה כוללנית (אינדוקציה) הרי שאפשר לשלול טענה או קביעה על ידי הפרכה אחת. כך, למשל, מספיק למצוא ברבור שחור אחד כדי להוכיח שהאמירה "כל הברבורים לבנים" אינה נכונה. על כן, תאוריות אינן נבחנות בהוכחה, אלא בכך שהן אינן מופרכות. לפיכך, על מנת שטענה תיחשב כמדעית, היא צריכה להיות מנוסחת באופן הניתן להפרכה, כלומר שיהיה אפשרי להוכיח שהיא אינה נכונה.

עקביות
אינדוקציה ויכולת הפרכה, הם הבסיס למבנה כולו, שאם לא כן, נכנסים לרגרסיה אינסופית. זאת בעיקר מכיוון שהקביעות שלנו תמיד מגיעות מצפייה, שהיא פעולה קוגניטיבית ותלויה בהמון הנחות יסוד לא-מוכחות. 

קוהרנטציזם, או עקביות, מציעה אלטרנטיבה בכך שהיא טוענת כי ניתן להצדיק קביעות בכל שהן חלק ממערכת קוהרנטית ועקבית. במקרה של המדע, מדובר במכלול האמונות המדעיות של הקהילה המדעית כולה. וילארד קוויין טען לגישה קוהרנטציסטית למדע. תצפית היא נכונה מכיוון שהיא עקיבה עם שאר הידיעות שלנו לגבי העולם.

תערו של אוקאם
תערו של אוקאם הוא עקרון חשוב נוסף בפילוסופיה של המדע. ויליאם איש אוקאם הציע כי בהינתן שתי תאוריות מדעיות בעלות יכולת ניבוי זהה, יש להעדיף את זאת שמניחה פחות ישויות, כלומר את הפשוטה על פני המסובכת, גם אם לא ידוע איזו מהן היא הנכונה. באופן כללי, יש להשתמש בכלל זה שהרי ניתן לנסח את החוק השלישי של ניוטון כך: "לכל פעולה יש תגובה שווה והפוכה, חוץ מאשר ב-5 בינואר 1456, שאז כל התגובות יהיו כפולות". מובן שיש אינסוף אמירות כאלה, ולחוקים מדעיים לא תהיה כל משמעות אם ניאלץ לבדוק כל אחת ואחת מהן, ולכן נעדיף את החוק הפשוט ביותר.
עם זאת, המינוח הסובייקטיבי "תאוריה פשוטה" עשוי להפוך לסלע מחלוקת, כפי שניתן לראות גם בפירושים השונים לתאוריה של תורת הקוונטים.

תומאס קון

תומאס קון היה היסטוריון שהשפיע רבות על ההיסטוריה, הסוציולוגיה והפילוסופיה של המדע. קון דן בספרו "המבנה של מהפכות מדעיות" בתהליך המדעי המורכב מ'פרדיגמות מדעיות' שמתחלפות ובאות, אשר משפיעות על התפתחות המדע: כל דור של מדענים כפוף לפרדיגמה מסוימת ומתקשה להשתחרר ממנה, ולכן רק כשמתחלף אותו דור נפרצת הדרך לעלייתה של פרדיגמה חדשה, וגל של תגליות מדעיות חדשות בעקבותיה. כמו כן, עוסק קון בשאלה כיצד מתפתחת הפרדיגמה הראשונה בתחום מדעי כלשהו, ומהו אופי המחקר בתחום לפני התפתחותה.

ביקורת על הפילוסופיה של המדע
מדענים רבים נוטים לייחס לפילוסופיה של המדע חשיבות מועטה. גישה זו מתבטאת באי הימצאותם של לימודי פילוסופיה ופילוסופיה של המדע בפרט בתוכנית הלימודים של תארים מדעיים באוניברסיטאות המובילות בעולם. האימרה "הפילוסופיה של המדע מועילה למדענים באותה המידה בה אורניתולוגיה מועילה לציפורים" מיוחסת לפיזיקאי ריצ'רד פיינמן.

פול פייראבנד טען, כי אין אף תיאור של המתודה המדעית שיהיה מספיק רחב על מנת לכלול את כל השיטות שבהם מדענים משתמשים. לפיכך, הוא התנגד לכל מתודה מדעית מוצהרת, כשהוא טוען שמתודה כזאת תחבל בהתקדמות המדעית. פייראבנד טען כי העיקרון היחיד שלא מפריע להתקדמות הוא "הכל הולך".

תורמים חשובים לפילוסופיה של המדע
אמפדוקלס
אוגוסט קונט
גלילאו גליליי
רנה דקארט
פרנסיס בייקון
עמנואל קאנט
אייזק ניוטון
רוג'ר בייקון
צ'ארלס פרס
פייר דוהם
אנרי פואנקרה 
ארנסט מאך
רודולף קרנפ
ברטראנד ראסל
קרל המפל
וילארד קוויין
קרל פופר
תומאס קון
מיכאל פולאניי
נלסון גודמן 
מארי הסה
פול פייראבנד
בס ואן-פרסן
אימרה לקטוש
הילרי פטנם
אלפרד נורת' וייטהד
ננסי קרטרייט (פילוסופית)
איאן האקינג
הלן לונג'ינו

נושאים בפילוסופיה של המדע
סיבתיות
בעיית התחימה
דואליזם
אמונה ורציונליות
בחירה חופשית ודטרמיניזם
התקדמות במדע
פילוסופיה של המתמטיקה
פילוסופיה של הפיזיקה
 פילוסופיה של הזמן והמרחב
פילוסופיה של הכימיה

לקריאה נוספת
 ישעיהו ליבוביץ ויוסף אגסי, שיחות על הפילוסופיה של המדע, תל אביב: סדרת "אוניברסיטה משודרת", 1996. 
 ישעיהו ליבוביץ, בין מדע לפילוסופיה, הוצאת מאגנס, 1987. 
 תומאס קון, המבנה של מהפכות מדעיות, 1977. (הגרסה האנגלית יצאה לאור ב-1962).
 גד פרוידנטל, פילוסופיה של המדע, הוצאת האוניברסיטה הפתוחה, 1977.
 קרל המפל, פילוסופיה של מדע הטבע, תל אביב: הוצאת האוניברסיטה הפתוחה, 1979. (הגרסה האנגלית יצאה לאור ב-1966).
 זאב בכלר, פילוסופיה של המדע, תל אביב: סדרת "אוניברסיטה משודרת", 1979.
 זאב בכלר, תולדות המחשבה המדעית, תל אביב: סדרת "אוניברסיטה משודרת", 1984.
 זאב בכלר, פילוסופיית המדע של אריסטו, תל אביב: סדרת "אוניברסיטה משודרת", 1992.
 זאב בכלר, שלוש מהפכות קופרניקניות, הוצאת הספרים של אוניברסיטת חיפה, 1999.
 אריה וורם, רציונליות וקדמה במדע, תל אביב: סדרת "אוניברסיטה משודרת", 2005.
 עופר מגד, המתמטיקה והמציאות האובייקטיבית, 2011 (סיינטיפיק אמריקן ישראל).
 אור דגן, קאמי ופופר: על האבסורד במדע, הוצאת רסלינג, 2013.

קישורים חיצוניים

 המחלקה לחקר הפילוסופיה וההיסטוריה של המדע, אוניברסיטת פיטסבורג 
 מאמרים בפילוסופיה של המדע, אוניברסיטת פיטסבורג 
 
 
 פילוסופיה של המדע, באתר מט"ח
 ההיסטוריה של המדע והקשר שלו לאומנות, הרצאה מוקלטת מתוך הפודקאסט 'פה ושם בארץ ישראל' בהגשת יפתח מזור (בפרק משולב ריאיון עם הפרופ' לפילוסופיה של המדע ימימה בן-מנחם).

הערות שוליים

מדע וטכנולוגיה
מדע, פילוסופיה של ה