مدخل حول القاعدة العلمية
تحتوي المراجع العلمية والبرامج التعليمية في الجامعات والمعاهد على العديد من الأمثلة للقواعد التي تصنف على أنها قواعد علمية. هذه القواعد تخضع لضوابط خاصة وتُختار وفقًا لسمات معينة. من أبرز هذه السمات:
- تصف القواعد العلمية الظواهر الطبيعية التي تحدث بصورة مستقلة عن تدخل البشر.
- تتركز القواعد العلمية في مجال الفيزياء.
- تُستخدم القواعد العلمية للتنبؤ بالمخرجات.
- تخضع القواعد العلمية للإثبات والتجربة.
- توضح القواعد العلمية سلوك مادة ما في ظل ظروف معينة.
- تصف القواعد العلمية الملاحظات التي يمكن لأي شخص تسجيلها.
- لا تشرح القواعد العلمية أسباب حدوث الظاهرة أو أصلها.
- يمكن تطبيق القواعد العلمية باستخدام القوانين الرياضية.
على مر التاريخ، جرى صياغة الكثير من القواعد العلمية التي خضعت للتعديل والتغيير نتيجة لتقدم العلم واكتشاف حقائق جديدة لم تكن مثبتة سابقًا. لذلك، لا تعتبر القواعد العلمية حقائق مطلقة ثابتة، بل هي نتاج للملاحظة ودراسة البيانات. تحتاج القواعد إلى مبادئ داعمة تعرف بالنظريات والفرضيات، وذلك في محاولة لتفسير أسباب حدوث الظاهرة.
تجدر الإشارة إلى أن سمات الحقيقة العلمية تشبه القاعدة العلمية، إلا أن الحقيقة تتميز ببساطتها وإمكانية إثبات صحتها لمرة واحدة. بينما تقدم القواعد ملاحظات عامة حول علاقة الأشياء ببعضها البعض بناءً على الحقائق والتجارب، ويمكن اشتقاقها رياضيًا وتطبيقها في المعادلات الحسابية.
فهم القواعد العلمية
في مجال العلوم، تعرف القاعدة بأنها أداة لوصف ظاهرة معينة يمكن لأي شخص ملاحظتها وتسجيلها دون تفسير أسباب حدوثها. على العالم أو الباحث أن يميز بين المفاهيم العلمية المختلفة، وهي القاعدة، والفرضية، والنظرية. تقدم الفرضية تنبؤًا محتملاً للتفسير دون تأكيد ذلك، بينما تتطور النظرية لتقديم تفسير علمي مثبت للظاهرة دون أن تصبح حقيقة مطلقة.
تعتبر القواعد والفرضيات والنظريات أدوات علمية منفصلة ولا يشترط أن تتحول أي منها إلى الأخرى. تدعم الأدلة التجريبية كلا من القواعد والنظريات في عملها. تكتفي القواعد بتقديم وصف رياضي، بينما تحاول النظرية التعمق في تفسير مجموعة من الظواهر. ساهمت القواعد العلمية التي وضعت قبل قرون في التطبيقات الحالية، مثل استخدام قوانين علم الفلك في الوصول إلى الفضاء.
أمثلة على بعض القواعد العلمية
تمر صياغة القواعد العلمية بعدة مراحل تبدأ بوضع فرضية علمية، ثم اختبار الفرضية، والتوصل أو عدم التوصل إلى أدلة تجريبية، والحصول على استنتاجات وتسجيلها، وتكرار التجارب لتحويلها إلى قاعدة علمية أو نظرية علمية. ومن الأمثلة على ذلك:
قانون هابل في توسع الكون
توصل عالم الفلك إدوين هابل إلى قانون هابل لتوسع الكون في عشرينيات القرن الماضي بعد قيامه بالأبحاث الفلكية. اكتشف هابل وجود مجرات أخرى غير مجرة درب التبانة قادرة على الحركة بعيدًا عن مجرتنا. يحتوي القانون على ثابت هابل لتحديد سرعة حركة المجرات، وقد شهد القانون تغييرات عديدة فيما يتعلق بقيمة الثابت مع مرور الوقت، والتي تعبر عن وحدة المسافة بين المجرات.
قانون الجاذبية الكونية
يشير قانون الجاذبية الذي صاغه العالم إسحاق نيوتن إلى وجود قوة جذب تنشأ بين أي جسمين يمتلكان كتلة محددة. يساعد قانون نيوتن في قياس قوة الجاذبية. من الأمثلة على تطبيقاته دراسته في المناهج العلمية، واستخدامه لرسم مدار القمر، وتحديد موضع القمر الصناعي.
قوانين نيوتن للحركة
تعد قوانين نيوتن الثلاثة في الحركة من أشهر قوانين الفيزياء. يشرح القانون الأول استمرار حركة الجسم ما لم تؤثر عليه قوة خارجية. يوضح القانون الثاني العلاقة بين كتلة الجسم وتسارعه. وينص القانون الثالث على أن لكل قوة مؤثرة قوة معاكسة في الاتجاه.
قوانين الديناميكا الحرارية
تدرس قوانين الديناميكا الحرارية كل ما يتعلق بالطاقة الحرارية في النظام الطبيعي، مثل الحرارة الموجودة في باطن الأرض. من بين هذه القوانين دراسة أقل درجة حرارة يصلها النظام عند الصفر كلفن بعد توقف الجزيئات عن الحركة. عمليًا، يمكن الاقتراب من هذه الحالة دون الوصول إليها بشكل كامل.
المصادر
- Diona Rodgers (17/5/2021), “What is a Scientific Law?”, Study.com, تم الاسترجاع في 27/1/2022.
- Alina Bradford , Ashley Hamer, “What is a law in science?”, LIVESCIENCE, تم الاسترجاع في 27/1/2022.
- Jacob Silverman (4/5/2021), “10 Scientific Laws and Theories You Really Should Know”, howstuffworks, تم الاسترجاع في 27/1/2022.
