השיטה המדעית דפוקה.
(צחוק)
אני לא מתכוון לומר שהמדע דפוק.
כפיזיקאי, אני מאמין שהמדע מביא המון תועלת לאנושות.
אבל כשהייתי בכיתה ח',
למדתי על הדבר הזה, "השיטה המדעית."
ומאז עסקתי במדע, עבדתי עם מדענים
ולימדתי מדעים
לתלמידי קולג',
תלמידי יסודי,
ותלמידים בכיתות ז' וח' בחטיבות הביניים.
ומההתנסות הזאת הגעתי למסקנה
שהשיטה המדעית... דפוקה.
אם עבר כבר זמן רב,
עבורכם, כמו עבורי, מאז חטיבת הביניים,
אזכיר לכם אותה בקצרה.
קודם כל, שלב 1: זהו בעיה.
שלב 2: חקרו קצת.
שלב 3: נסחו השערה.
שלב 4: הריצו ניסוי עם משתנים תלויים ובלתי-תלויים
כדי לבחון את ההשערה שלכם.
שלב 5: נתחו את הנתונים.
שלב 6: הסיקו מסקנה.
נשמע טוב, נכון?
זה בוודאי מתאים למה שרואים בטלוויזיה ובסרטים,
וגם בחדשות.
למרבה הצער, זה בכלל לא מייצג
את מה שעושים מדענים ואת המדע.
וזה מתבטא בארבע דרכים עיקריות:
קודם כל, זה מתקדם בקו ישר לגמרי.
אנו מתחילים מהצגת בעיה ויוצאים עם מסקנה.
זה אומר שהמדע הוא משהו שגומרים והולכים,
וככה זה נשאר לנצח.
שנית, זה לא איטואיטיבי.
איך אני בוחר בעיה?
מה אני עושה בסוף עם המסקנה שלי?
אם אין לי מושג מה אמור או אפילו עשוי לקרות,
איך אני מעלה השערה?
זה הופך את התהליך למאיים
ומסוכן.
שלישית, המוקד הוא על המסקנה -
להגיע למסקנה או לעובדה.
אז מה קורה כשהמידע משתנה?
מה קורה כשהעובדות משתנות?
איך התהליך הזה דואג לכך?
ולבסוף, ההתמקדות בעריכת ניסויים.
אל תבינו אותי לא נכון; חשוב לי מאד ללמד תלמידים
לשלוט בכל המשתנים האקראיים האפשריים,
אבל כבר נערכו מחקרים ממש טובים
מבלי היכולת לשלוט בכלום.
אני רוצה שתדמיינו לרגע
את התקציב שיידרש כדי להקים מעבדה כאן, בכדור הארץ,
כדי לחקור את תוכו של כוכב הלכת צדק.
או כדי ליצור כוכב מאפס.
או כדי לחקור את התפתחותה של גלקסיה.
הייתם רוצים שהמסים שלכם יוצאו על זה?
אולי אתם חושבים, "זה בטח לא כל-כך רע.
"הרי הכשרנו דורות של מדענים בשיטה המדעית,
"כולל אותי.
"אתה בטח מגזים."
אז בואו נעבור ביחד על כמה נתונים.
ל-65% מהאמריקנים יש מושג קלוש או אפסי
מה המדענים עושים באופן יומיומי.
(צחוק)
אבל 50% מהם חושבים,
שלא משנה מה זה - זה מסוכן.
(צחוק)
32% מתלמידי חטיבות הביניים או כיתות ח',
קיבלו הערכה של "מיומן" או מעליו במדעים בשנת 2011.
הבשורות הטובות הן שזה 30% יותר מאשר ב-2009.
הבשורות הרעות הן שזה אומר ששני שליש מתלמידי חטיבות הביניים
לא השיגו ציון "מיומן".
30% ממורי בתי-הספר היסודיים מרגישים כשירים ללמד מדעים.
זה, בהשוואה ל-52%
שמרגישים כשירים ללמד את מדעי החברה,
66% שמרגישים כשירים ללמד מתמטיקה,
ו-77% שמרגישים כשירים ללמד קריאה ואמנויות לשון.
אבל הנה הנתון הכי אהוב עלי. שאומר לי הכי הרבה.
מתוך 2,000 הורים שנסקרו בבריטניה,
50% אומרים שהם חוששים
לענות לשאלות ילדיהם במדעים --
שאלות כמו, "מדוע השמיים כחולים?"
ו"מדוע רואים את הירח ביום?"
20%, אחד מכל חמישה, אמר שבתשובה לשאלות כאלה,
הוא ענה, "אף אחד לא יודע למה" או המציא משהו.
(צחוק)
זה מדאיג אותי.
כתרבות, כציוויליזציה, המדע מפחיד אותנו.
מדוע?
אני מאמין שזה נובע משלושה מקורות עיקריים.
ראשית, יש לנו אובססיה לתשובות נכונות,
יש לנו אובססיה למסקנות.
וככל שאנו מתקדמים, אנו לומדים עוד ועוד,
ואיננו מסוגלים לעקוב אחרי הכל.
בנוסף, העובדות, המסקנות האלה, משתנות.
אתן לכם דוגמה.
אם אתם כמוני, אז כשגדלתם,
היו במערכת השמש תשעה כוכבי-לכת.
ב-2006,
אחד מהם בוטל.
וזה מביא אותי לנקודה השלישית:
למה?!
(צחוק)
איננו מבינים איך מתקבלות ההחלטות האלה.
איננו מבינים את תהליך החשיבה הכרוך בכך.
אולי כל הבעיות האלה אינן אשמתה של השיטה המדעית,
אבל זה לא עוזר.
אבל יש דרך טובה יותר.
הבה ואציג לכם את מחזור החשיבה המדעית.
הוא מתחיל עם תצפיות מעניינות.
מה נחשב מעניין?
אם אתם מוצאים עצמכם שואלים את השאלה:
"מה קרה כאן?
"מדוע זה קרה?
"מה מתרחש כאן?"
זה כנראה מעניין.
לנוכח שאלות כאלה, המוח האנושי עושה דבר מדהים:
הוא מנסה להמציא תשובה, סיפור, הסבר
למה שקורה.
הרבה אנשים שמחים מאד לקבל תשובה.
אבל מדענים -- וזה מה שמבדיל אותם מאנשים אחרים --
מדענים רוצים לדעת אם התשובה שלהם נכונה.
ולכן הם אומרים,
"אם ההסבר שלי נכון,
"כי אז עלי לראות גם ש..." הם מנסחים תחזית.
ומעת שיש לכם תחזית, כל שנותר לעשות
הוא לבצע תצפית כדי לראות אם צדקתם.
ואם כן, יש!
אבל אם לא, אם באמת יש לכם מזל וטעיתם,
אז זה יעלה שאלות נוספות -
שאלות שמחייבות הסברים נוספים.
וזה יוביל לתחזיות נוספות.
וכן הלאה, וכן הלאה, וכן הלאה.
מדוע זה טוב יותר?
קודם כל, זה באמת מייצג את מה שהמדענים עושים.
למעשה, בתארים מתקדמים במדעים
מדובר אך ורק בללמד אנשים לערוך תצפיות מעניינות,
לשאול שאלות רלוונטיות,
ולפתח הסברים שמובילים לתחזיות בנות-תצפית.
זה מדע.
אך שנית, וחשוב יותר, זה הרבה יותר אינטואיטיבי
ועם הרבה יותר מעורבות.
הכוח נתון בידיכם.
כשיש לכם שאלה מעניינת, האם תרצו ללכת לספריה
ולקרוא שם תשובות של אנשים אחרים?
או שתעדיפו לדלג על כל זה ולמצוא תשובה משלכם,
שתוכלו לנסח עבורה תחזית ולבחון אותה?
תלוי בכם.
זה עושה את זה פחות מאיים.
זה גם מבהיר יותר
איך דוגמאות, איך הסברים משתנים עם הזמן.
למעשה, יש רק שלושה דברים אפשריים
שיכולים לקרות למודל מדעי:
הוא מייצר תחזיות נכונות
ובמקרה זה הוא מתחזק עם הזמן;
הוא יוצר כמה תחזיות שגויות,
ובמקרה זה הוא משתנה עם הזמן;
או שהוא מנסח תחזיות שגויות לחלוטין,
ובמקרה זה, ינטשו אותו עם הזמן.
הדבר האחרון והנהדר בקשר למודל הזה הוא,
שהוא גם שופך אור על משהו שיקר מאד לליבי:
הרעיון שכל הסבר צריך להיות ניתן להפרכה.
וכדי להסביר זאת, ברצוני להתחיל עם:
מה יידרש ממני כדי להוכיח
שההסבר שלי לתופעה כלשהי הוא לגמרי נכון?
אם הוא נכון, כל תחזית שנובעת ממנו
צריכה לתאום לתצפיות.
איך אני בודק את זה?
עלי לבדוק "כל" תצפית ותצפית.
לא "כל תצפית שאני יכול לבצע במסגרת התקציב הנוכחי."
לא "כל תצפית שאני יכול לבצע כאן
"במסגרת הזמן שיש לי."
זה כל תצפית אפשרית.
בכל מקום. בכל זמן.
זה בלתי-אפשרי.
אבל כדי להוכיח שהסבר מסוים הוא שגוי,
עלי רק לגלות שהוא יוצר תחזיות שגויות,
ואז לוודא שלא עשיתי טעויות.
אני חושב על כך בצורה הזאת:
אם תתנו לי מודל שמנבא כל הזמן דברים לא-נכונים,
אני יכול לומר בוודאות שהמודל שלכם שגוי.
אם תתנו לי מודל שמנבא כל הזמן דברים נכונים,
אני יכול לומר בוודאות שהמודל שלכם אינו שגוי...
בינתיים.
אתן לכם דוגמה.
ב-1781 גילינו את כוכב הלכת אורנוס.
אבל הוא התנהג בצורה מוזרה.
בנקודות מסוימות במסלול שלו, הוא היה מרוחק מכפי שציפינו
על סמך המודלים שלנו והבנתנו את הכבידה.
ובנקודות אחרות במסלולו, הוא לא התרחק מספיק.
זה היה כאילו שהוא נע מהר מדי בנקודות מסוימות
ולא מהר מספיק בנקודות אחרות.
האסטרונומים צפו בזה ואמרו,
"נראה כאילו משהו מושך אותו,
"קצת מהר או לאט מדי
"לפי המיקום שלו במסלול.
"אולי יש שם איזה כוכב-לכת.
"אולי יש שם משהו שיוצר איתו אינטראקציה כבידתית."
הם עשו את החישובים, מצאו איפה אמור להיות כוכב הלכת הזה,
כיוונו את הטלסקופים שלהם למקום הזה בשמיים.
כוכב הלכת שהם מצאו קרוי היום "נפטון".
נפלא שהם הצליחו לעשות זאת,
ובהחלט היו חריגות במסלול של אורנוס.
אז הם עשו חישובים,
אמרו שאולי יש מאחור כוכב-לכת נוסף, לא ידוע,
הם עשו את החישובים,
מצאו איפה כוכב הלכת אמור להיות,
כיוונו את הטלסקופים שלהם לאותה נקודה בשמיים,
הביטו וגילו...
שום דבר.
וזאת היתה בעיה.
הם אמרו, "בסדר," אבל המשיכו לצפות.
ובסופו של דבר הם ראו משהו.
וזה לא היה במקום בו הם ציפו,
ולא בגודל שלו הם ציפו,
אבל הם אמרו, "מצאנו משהו, וזהו כוכב-לכת,
"ואנו נקרא לדבר הזה 'פלוטו'."
עברו 60 שנה,
האסטרונומים המשיכו להסתכל, המשיכו לנהל תצפיות,
ועוד אחד הופיע.
אותו גודל, אותו הרכב, אותו מקום.
ואז עוד אחד,
ועוד אחד,
ועוד אחד.
והאסטרונומים אמרו, "רק רגע,
"זה לא נראה כמו שאר כוכבי הלכת,
"אלא יותר כמו חגורת אסטרואידים,
"קבוצת עצמים שנעים באותו מסלול הקפה
"אבל אינם באמת כוכבי-לכת, לא כפי שאנו חושבים על כוכבי-לכת."
וככל שההוכחות, ככל שהתצפיות המשיכו להצטבר,
האסטרונומים נאלצו בסופו של דבר
לנטוש את ההסבר של פלוטו ככוכב-לכת --
הוא לא התאים.
כך גם עלינו לנטוש את המודל המדעי.
הוא לא מתאים.
במקומו עלינו לאמץ את מחזור החשיבה המדעית.
לא צריך להיות מומחה כדי לעסוק במדע.
לא צריך לדעת הכל
כדי לענות על שאלות ילדיך בתחום המדע.
אפילו אם התשובה היא: אני לא יודעת.
מה דעתך?
התבוננו,
הסבירו,
תנו חיזוי.
די בכך; זה מספיק טוב.
ביחד, כהורים, מחנכים ומדענים
אנו יכולים להכין את ילדינו, תלמידינו, בתי הספר שלנו וארצנו
לאתגרי המאה ה-21 ומעבר לה,
אם נלמד במשך הזמן לחשוב אחרת על המדע.
תודה רבה לכם.
(מחיאות כפיים)