البحث العلمي

Scientific Research



البحث العلمي هو منهج و أسلوب منظم ، و فق خطوات متسلسلة ، لبحث جزئية علمية شديدة التخصص ، باستخدام المنهج العلمي Scientific method ، و هو عبارة عن مجموعة من تقنيات Techniques للتحقيق في الظواهر Phenomena، واكتساب معارف Knowledge جديدة ، أو لتصحيح وتكامل المعرفة السابقة ، و لكي يكتسب الإجراء البحثي صفة العلم ، يجب أن يقوم على مبادئ التحقق السببي المنطقي في الأدلة التجريبية Empirical للموضوع ، بحيث تكون قابلة للقياس Measurable .

في قاموس أكسفورد للإنجليزية Oxford English Dictionary يُعرف المنهج العلمي بأنه : "وسيلة أو إجراء تتميز به العلوم الطبيعية منذ القرن 17، ويتألف من مراقبة منتظمة Systematic observation، وقياس Measurement، وتجربة Experiment، وصياغة Formulation ، واختبارTesting ، و تعديل Modification الفرضيات Hypotheses"، والسمة الرئيسية التي تميز المنهج العلمي في التحقيق عن الوسائل الأخرى للحصول على المعرفة، هو أن العلماء يسعون لجعل الواقع يتحدث عن نفسه، مما يدعم النظرية عندما يتم تأكيد تنبؤاتها، و يُطعن في النظرية عندما يُثبت كذب False توقعاتها، و على الرغم من أن الإجراءات قد تختلف من حقل تحقيقي Field of Inquiry إلى حقل آخر، فإن ملامح مميزة تميز البحث العلمي Scientific Inquiry عن الوسائل الأخرى للحصول على المعرفة : فالباحث العلمي يقترح مجموعة فرضيات Hypothesisمن شأنها تعليل الظواهر، يصاحبها التنبؤات التي يمكن استخلاصها منها، ومن ثم يقوم بتصميم الدراسات التجريبية Experimental لاختبار هذه الفرضيات، و يجب أن تكون هذه الخطوات قابلة للتكرار : و ذلك لحمايتها من الخطأ أو الالتباس بسبب أخطاء التناول البشري، لتنفيذ للإجراءات، من قبل القائم بالتجربة. و قد تشمل النظريات Theories مجالات أوسع تحتاج للتحقيق، حيث تربط العديد من الفرضيات المشتقة معاً بشكل مستقل في بنية متماسكة وداعمة، و النظريات، بدورها قد تساعد في تكوين فرضيات جديدة أو وضع مجموعات من الفرضيات في سياقها : حيث يكتشف الباحث أثناء خطواته الإجرائية عوامل يجب أخذها بعين الاعتبار، و عوامل أخرى يفضل استبعادها، أو إعادة هيكلة الكيان التجريبي جزئياً أو كليا.ً

و من السمات الأساسية للبحث العلمي أن يكون موضوعي Objective قدر الإمكان : من أجل الحد من التفسيرات المتحيزة للنتائج، كذلك الوضوح و الشفافية الذي يتمثل في ترتيب البيانات و المعلومات (الأرشفة) Archive والتوثيق Documentation وتبادل كافة البيانات، ومنهجية Methodology العمل، بحيث تكون متاحة للفحص الدقيق من قبل علماء آخرين، ومنحهم الفرصة للتحقق من النتائج ومحاولة إعادة إنتاج Reproduce السياق التجريبي كاملاً، هذه الممارسة تسمى الكشف الكامل Full disclosure، فإذا تطلب الأمر المشاركة في الدراسات الإحصائية الموثقة Reliability فهذه البيانات المزمع إنشاؤها يمكن أن يتم استخدامها كنماذج تمثيلية ، أو للمقارنة بين نتائج بحوث المجال الواحد:

مثال : "مقارنة كيفية التناول البحثي لتأثير علاجين مختلفين على نفس المرض ، كل علاج تتناوله هيئة بحثية مستقلة عن الأخرى."



و يقصد بالمنهج العلمي الخطوات المنظمة والعملية التي يتم بها العلم Science، و قد تم تطبيق المنهجية العلمية منذ ما لا يقل عن ألف سنة، هذا النموذج في العمل العلمي كان التمهيد الأول للثورة العلمية Scientific revolution منذ ألف سنة مضت، حيث أظهر الحسن بن الهيثم أهمية تشكيل الأسئلة ثم القيام باختبارها تباعاً، وهو النهج الذي نادي به جاليليو في عام 1638 مع نشره لـ "اثنين من العلوم الجديدةTwo New "Sciences، ويستند هذا الأسلوب الحالي على النموذج الافتراضي الاستنتاجي، Hypothetico-deductive model الذي وضع في القرن العشرين و خضع لمراجعات كبيرة، ويتبع الخطوات الأساسية الآتية:



أولاً: صياغة السؤال Formulate a question:

السؤال يمكن أن يشير إلى أن التفسير لملاحظة Observation محددة، كما هو الحال في "لماذا السماء زرقاء؟" و يمكن أيضا أن تكون إجالة مفتوحة، كما هو الحال في "هل ينتقل الصوت sound في الهواء بشكل أسرع من انتقاله في الماء؟" و مرحلة السؤال تتضمن البحث و التقييم للأدلة السابقة للعلماء في نفس المجال مع مضاهاتها بالخبرة الخاصة بالباحث، فإذا كان هناك اتفاق، فهذا يقود إلى مرحلة تالية جديدة من التساؤلات لنفس السياق العلمي، و أسلوب الصياغة الدقيق للسؤال من الأهمية بمكان لتحديد مسار البحث العلمي و نتائجه.



ثانياً : الفرضية العلمية Hypothesis:

مجموعة التفسيرات و الإجابات التخمينية التي يضعها الباحث بناءً على المعرفة المتاحة أثناء صياغة التساؤل، قد يكون الفرض عبارة عن توقع محدد : مثل: توقع أينشتاين لمدار عطارد Orbit of Mercury، و ممكن أن يكون الفرض عبارة عن توقعات غير محددة المدى : مثل : اكتشاف أنواع لا حصر لها تتبع طوائف تصنيف الحياة.



الفرضية الإحصائية Statistical hypothesis:

تتناول إحصاء تقديري عن التعداد لفئة معينة Population : مثال: عدد المصابين بمرض معين = (س) و ستكون نسبة الشفاء بالعقار الجديد = (ص) ، يصاحب هذا النوع من الفرضيات الفرضية الباطلة Null hypothesis و الفرضية البديلة Alternative hypothesis : الفرضية الباطلة Null hypothesis افتراض مضاد للافتراض الأصلي مستخدما التعليل العلمي، فيأتي دور الفرضية البديلة Alternative hypothesis لتعديل وتوفيق عناصر الخطأ للوصول للنتيجة المرغوبة، وبصفة عامة يسعى الباحثون لدحض الفرضيات الباطلة، و الفرض العلمي دائما قابل للنقد Falsifiable ، مما يعني أن تتعارض النتائج المحتملة لتجربة مع التوقعات التي استنتجتها من هذه الفرضية.



ثالثاً : التنبؤ Prediction:

هذه الخطوة تتضمن تحديد النتائج المنطقية للفرض، ثم يتم اختيار توقع أو أكثر لمزيد من الاختبارات، الاحتمالية الأقل أن يصحح الفرض مصادفة : فالدليل الأقوى دائما هو الناتج من تجربة تحقق جميع العناصر التنبؤية، خاصة إن أُثبتت للمرة الأولى على الإطلاق مع دحض جميع عوامل التحيز المتوقعة Hindsight bias مستقبلاً post diction، كذلك من خلال التنبؤ يجب التفرقة بين الفروض البديلة : فلو كان هناك فرضان لهما نفس التنبؤ، فملاحظة مدى صحة أيهما ليس بدليل أن أيهما صحيح أكثر من الآخر "القوة النسبية للأدلة المستمدة رياضيا باستخدام نظرية بايدز Bays' Theorem" .



رابعاً : الاختبار Test:

لإثبات صحة الفرض عن طريق تقصي مدى تماشي توقعات الفرض مع الواقع، فيما يعرف بالتجربة العلمية Experiments، و ذلك لتقرير مدى اتفاق و اختلاف الملاحظات Observations مع التنبؤات المشتقة من الفرض، في حالة الاتفاق، بين التنبؤات و الملاحظات، تزداد الثقة في الفرض أو العكس، مع ملاحظة أن الاتفاق لا يعد عنصر تأكيد مطلق، وتظل التجارب التالية هي المحك الذي على أساسه يتم إثبات جميع الجزئيات المتعلقة بالفرض. وينبغي تصميم التجارب بدقة للحد من الأخطاء المحتملة، ولا سيما من خلال استخدام ضوابط علمية مناسبة Scientific controls .



خامساً : تحليل النتائج Analysis:

يتضمن تحديد ما النتائج التي أظهرتها التجربة، و تقرير ما سيتم اتخاذه من إجراءات تجريبية لاحقة، ومقارنة تنبؤات الفرض الأساسية بالتنبؤات المناقضة Null hypothesis ، لتقرير أفضل التنبؤات التي تفسر بيانات النتائج، في بعض حالات تكرارية التجربة ، ربما يتطلب العمل أن تستخدم تحليلات إحصائية Statistical analysis مثل اختبار Chi-squared test، إذا كان الدليل يدحض الفرض، فلابد من صياغة فرض جديد لاختبار تنبؤات أخرى، أما إذا صدقت التنبؤات بواسطة الدليل التجريبي، تبدأ التساؤلات الجديدة لزيادة التعمق في نفس الموضوع ، كذلك قد يتم تناول موضوع واحد من وجهات نظر مختلفة، فيكون من الأهمية تشارك نتائج التجارب من قبل جميع الأطراف.

موضوع جيد

دمت بكل خير ومحبه