वैज्ञानिक पद्धत म्हणजे काय?

वैज्ञानिक पद्धतीचा उद्गाता म्हणून नाव घेतले जाते ते इराकमधील अल-हाजेन (इ.स. ९६५-१०३५) याचे. कोणत्याही क्षेत्रात नवे प्रश्न विचारणे, त्यांच्या सोडवणुकीसाठी प्रयोग करणे, त्याद्वारे नैसर्गिक घडामोडींची माहिती (डेटा) संकलित करणे व तो डेटा पुनरुत्पादनीय आहे (म्हणजे वारंवार, वेगवेगळ्या व्यक्तींनी, विविध ठिकाणी केलेल्या प्रयोगांची निरीक्षणे सारखीच असतील) याची खातरजमा करून घेणे, ही वैज्ञानिक पद्धतीची मूळ सूत्रे त्यानेच प्रतिपादन केली होती. याच सूत्रांच्या साह्य़ाने त्यानंतर सुमारे सातशे वर्षांनी गॅलिलिओने प्रयोग केले व आधुनिक विज्ञानाचा शुभारंभ केला. (म्हणजे आपण समजतो तितके विज्ञान ‘पाश्चात्त्य’ नाही.) या संदर्भात वारंवार वापरल्या जाणाऱ्या काही संज्ञांचा आपण परिचय करून घेऊ या.

ज्ञानशास्त्र / ज्ञानमीमांसा (Epistemology) – ज्ञान म्हणजे काय, आपण काही गोष्टींना सत्य म्हणून मान्यता कशी देतो व त्याचे कसे समर्थन करतो, अशा प्रश्नांचा विचार करणारी तत्त्वज्ञानाची उपशाखा. लोकसमजुती, परंपरा व लोकविद्या यांतील वैज्ञानिकतेचा शोध घेताना हिचा विचार करावा लागेल.

अनुभववाद (Empiricism) – ज्ञाननिर्मिती ही नैसर्गिक जगातील निरीक्षणाधारित पुराव्यांच्या आधाराने होते असे मानणाऱ्या तत्त्वज्ञानीय दृष्टिकोनांचा समूह. उदा. हळदीत जंतुनाशक व सूजरोधक गुणधर्म आहेत ही बाब आता आधुनिक विज्ञानाच्या निकषांवर सिद्ध झाली आहे. पण तिच्या मुळाशी होता शेकडो वर्षांच्या हळदीच्या वापराचा व गुण येण्याचा अनुभवसिद्ध पुरावा.

प्रवर्तन (Induction) – वैयक्तिक उदाहरणे जर सत्य असतील, तर त्यांवर आधारलेले साधारणीकरण सत्य मानावे असा युक्तिवाद. त्यात सत्यासत्यतेच्या अनेक छटा असू शकतात. तसेच त्याद्वारे काढलेला निष्कर्ष हा व्यक्तिगत, सामूहिक व संख्याशास्त्रीय पूर्वग्रह यांमुळे दूषित झालेला, म्हणूनच अवैज्ञानिकदेखील असू शकतो.

उदा. १. मी जेव्हा जेव्हा केळ खाल्ले, त्यानंतर मला सर्दी झाली. त्या अर्थी मला केळ खाल्ल्यावर सर्दी होते.

२. माझ्या पाहण्यातली सारी माणसे शाकाहारी आहेत. म्हणून सर्व माणसे शाकाहारी आहेत.

तर्क/अनुमान (Deduction )- उपलब्ध सामग्रीवरून तर्कशुद्ध निष्कर्ष काढण्याची पद्धत. उदा. पृथ्वी, चंद्र व सूर्य जेव्हा एका सरळ रेषेत येतात, तेव्हा चंद्राची सावली सूर्यावर पडते, त्याला आपण सूर्यग्रहण म्हणतो. जर आपल्याला या तिघांची सध्याची स्थिती व परस्परांच्या तुलनेतील भ्रमणाचा वेग माहीत असेल, तर आपल्याला यानंतर सूर्यग्रहण केव्हा होईल व ते कोठे दिसेल याचे अनुमान गणिताच्या आधारे नक्की करता येईल.

कंजूषी (Parsimony) – इतर सर्व बाबी समान असता, आपण जटिल स्पष्टीकरणाऐवजी सोपे स्पष्टीकरण स्वीकारावे असे तत्त्व.

सीमांकनसमस्या (Demarcation problem) – विज्ञानाची सीमारेषा ठरविण्याची समस्या. अमुक एखाद्या गोष्टीला विज्ञान म्हणायचे की नाही असे ठरविण्याचा एकच निकष असू शकत नाही असे आता मान्य झाले आहे.

शास्त्रीय पुरावा – वैज्ञानिक कसोटीचा आधार पुरावा हाच आहे. कोणतेही प्रमेय पुराव्यानिशी सिद्ध झाल्यावरच त्याला सिद्धान्त म्हणून मान्यता मिळते आणि त्याविरुद्ध सबळ पुरावा मिळत नाही तोवरच त्याची मान्यता टिकून असते. एखाद्या सिद्धान्ताच्या सत्यतेसाठी कोणता पुरावा मिळणे आवश्यक आहे, हे त्या सिद्धान्तावर ठरते. तो पुरावा मिळविण्याशिवाय शास्त्रज्ञाला पर्याय नसतो.

वैज्ञानिक पद्धतीची रूपरेषा

वैज्ञानिक पद्धत एकरेषीय किंवा चक्रीय स्वरूपाची असू शकते. तिच्यात खालील पायऱ्यांचा समावेश होतो. कधी त्यांचा क्रम बदलू शकतो तर कधी एखाद्या पायरीची पुनरावृत्ती होतानाही दिसते.

१. अथातो ज्ञानजिज्ञासा अर्थात् प्रश्न विचारणे : प्रश्न पडणे हे विज्ञाननिर्मितीच्या दिशेने उचललेले पहिले पाऊल होय. आपण आपल्या आसमंताचे, विविध नैसर्गिक घडामोडींचे, ऋतुचक्रात घडून येणाऱ्या बदलांचे जे निरीक्षण करतो, त्यातून आपल्याला प्रश्न पडू शकतात. आपले या मार्गातील मित्र आहेत – काय?, का?, कोणी?, कोणत्या?, कधी? व कसे?

उदा. काही फुलांचे रंग का बदलत जातात?, मधमाश्यांना मधाचा शोध कसा लागतो? मिरचीत तिखटपणा केव्हा निर्माण होतो? इत्यादी.

२. पूर्वपीठिका तपासणे : आपल्याला अगदी ‘अ’पासून सुरुवात करायची नसली तर आपण या क्षेत्रात आपल्या पूर्वसुरींनी काय काम केले आहे हे समजून घेतले पाहिजे. त्यामुळे आपला वेळ वाचतो व चुकाही कमी होतात. (उगाचच चाकाचा शोध आपणच पहिल्यांदा लावणार आहोत अशा भ्रमात आपण का राहावे?) म्हणजे आता वाचनालयाचा किंवा गुगलबाबाचा आसरा घेणे आले.

३. गृहीतक तयार करणे : आपण या प्रश्नावर केलेला विचार, जमविलेले संदर्भसाहित्य आणि आपली आतापर्यंतची या विषयावरील निरीक्षणे यांच्या आधारावर आपल्याला एखादा अदमास बांधता येईल, जो आपल्याला तपासून बघता येऊ शकेल. म्हणजेच आपल्याला एखादे गृहीतक बनवावे लागेल, ज्यातून आपण हाती घेतलेल्या प्रश्नाचे संभाव्य उत्तर मिळू शकेल. त्याचे स्वरूप असे असेल-

जर मी ..असे केले, तर.. असे घडेल.

यापैकी आपण काय करणार आहोत व जे घडेल ते कसे मोजणार आहोत, या दोन्ही बाबी आपल्याला स्पष्ट असायला हव्या. जे मोजता येत नाही, त्याचा वैज्ञानिक पद्धतीने अभ्यास करता येत नाही.

४. प्रयोगाद्वारे आपल्या गृहीतकाची वैधता तपासणे : आपल्या अनुमानाची वैधता तपासण्यासाठी प्रयोग करावे लागतात. ते योग्य पद्धतीने केले आहेत का हे तपासण्याचेही  काही मार्ग आहेत, उदा. वारंवार, वेगवेगळ्या व्यक्तींनी, वेगवेगळ्या वेळी, विविध ठिकाणी, उपकरणे वापरून रीिडग घेतल्यावरही त्यात फारसा (म्हणजे महत्त्वपूर्ण) फरक पडला नाही, तर ते रीिडग बरोबर आहे असे म्हणता येईल. हा फरक, तसेच आपले अनुमान व प्रत्यक्ष निष्कर्ष यांतील फरक महत्त्वपूर्ण आहे की नाही हे ठरविण्यासाठी आपल्याला संख्याशास्त्राचा (म्हणजे statistics, तथाकथित numerology हे काही शास्त्र नव्हे) आधार घ्यावा लागेल. भौतिकशास्त्रातील निष्कर्ष अधिक बिनचूक असतात. त्यामानाने जैविकशास्त्रात अधिक फरक आढळतो. त्याचसोबत निरीक्षणात कोणत्याही प्रकारचा पूर्वग्रह नसण्याची दक्षताही घ्यावी लागते. उदा. एखाद्या नव्या औषधाचा आपल्यावर प्रयोग होणार आहे या कल्पनेनेच रुग्णाला खूप बरे वाटू शकते. म्हणजे रुग्णात होणारा फरक हा औषधाचा गुण व त्याला वाटणारे मानसशास्त्रीय समाधान यांची गोळाबेरीज असते. म्हणून नव्या औषधाची चाचणी घेताना double blind नियंत्रित चाचणीचा वापर करण्यात येतो. त्यासाठी रुग्णांची वय, िलग, प्रकृतिमान इ. बाबतीत समान दोन गटांत विभागणी करण्यात येते. त्यांतील एका गटाला ‘नवे औषध’ तर दुसऱ्या गटाला तसेच दिसणारे पण औषधी द्रव्य नसणारे ‘कृतक्औषध’ देण्यात येते. रुग्ण व त्याला औषध देणारा या दोघांनाही औषध व कृतक्औषध यातील फरक माहीत नसल्यामुळे अशा चाचणीत मानसशास्त्रीय पूर्वग्रह प्रभाव टाकू शकत नाही. म्हणून रुग्णात झालेला बदल हा केवळ औषधामुळे आहे, असा निष्कर्ष आपल्याला काढता येतो.

५. डेटाविश्लेषण करून निष्कर्ष काढणे व ते गृहीतकानुसार आहेत का हे तपासून पाहणे : यासाठी अनेकदा संख्याशास्त्रीय पद्धतींचा अवलंब करावा लागतो. प्रयोगातील निरीक्षणे व त्यावरून काढलेले निष्कर्ष गृहीतकाशी सुसंगत नसल्यास संशोधन पद्धतीत बदल करून किंवा नवे गृहीतक मांडून, नव्या प्रयोगाची तयारी  केली जाते. अनेकदा प्रयोगाचे नकारात्मक निष्कर्षदेखील प्रकाशित केले जातात. प्रयोग अयशस्वी झाला हे जाहीर करण्यात शास्त्रज्ञांना संकोच वाटत नाही. कारण या पद्धतीतूनच विज्ञानाची वाट प्रशस्त होत असते.

६. अधिक परीक्षणांनी आपल्या निष्कर्षांला पुष्टी देणे : आपल्या सिद्धान्ताला किंवा निष्कर्षांला अधिक बळकटी देण्यासाठी वैज्ञानिक अधिक प्रयोग करतात. कधी तज्ज्ञांच्या सूचनांनुसार प्रयोगात भर घालतात. एखाद्या शास्त्रज्ञाचे लिखाण शास्त्रीय नियतकालिकात प्रकाशित झाल्यावर इतर वैज्ञानिक त्या दिशेने नवे प्रयोग करतात. त्यांच्या सामूहिक प्रयत्नातून अधिक स्पष्टता येणे किंवा सत्याच्या अधिक जवळ जाणे साध्य होऊ शकते.

हे वाचल्यावर तुम्हाला काही प्रश्न पडले किंवा लेखमालेबद्दल काही सुचवावेसे वाटले तर नक्की कळवा.

लेखक समाज-विज्ञान यांच्या आंतर संबंधांचे अभ्यासक व कार्यकर्ते आहेत. ई-मेल :

रवींद्र रुक्मिणी पंढरीनाथ  ravindrarp@gmail.com