אימגו מגזין מאמרים

כתב עת בנושאי תרבות ותוכן

הפסיכולוגיה הקוגנטיבית של התגלית המדעית


התמונה של תומר ריבל
אטום - הפסיכולוגיה הקוגנטיבית של התגלית המדעית

אטום - הפסיכולוגיה הקוגנטיבית של התגלית המדעית/ 123rf stock royalty

ידע מדעי אפשר לאנושות ליהנות מפרות הקידמה בכל התחומים, בחקלאות, ברפואה, בתחבורה, בתקשורת ובמוצרי צריכה. באמצעות המדע, הצלחנו לא רק להגשים מטרות פרקטיות, אלא גם להרחיב את הידע שלנו על הסביבה המיידית שלנו ועל הסביבה הרחוקה יותר – מערכת השמש והיקום. הצלחנו גם לחדור מבעד לשכבות החומר ולגלות את האטום וחלקיקיו.

מאחורי כל התגליות הללו עומדים המדענים, מדענים המיישמים את חוקי החשיבה המורכבים ביותר, אך גם היעילים ביותר, שהאדם גילה לפתרון של בעיות ולניסוחן של תיאוריות שנועדו לספק הסבר היוריסטי על המציאות. חוקי החשיבה הללו עומדים מאחורי כושר הגילוי וההמצאה האנושיים ועל מנת להבין אותם, רצוי יהיה לנסות ולהתחקות אחר התהליכים הקוגניטיבים המאפיינים את המדען ואת החשיבה המדעית – אבל לא רק מדעית אלא חשיבה אנושית יצירתית באופן כללי שמניעה מדענים, סופרים ואנשי הגות בכללותם – אם תרצו, מעין טיפולקוגנטיבי התנהגותי שהמאמר ינסה להכיל על אנשי המדע על מנת להבין כיצד עובדת חשיבה רציונאלית ומה עומד מאחורי קוגניציות של תפיסת המציאות החיצונית ביחס למדען האינדיבידואל המנסה לתחם את העולם סביבו במסגרת לוגית נהירה.

עדותם של המדענים על עבודתם בשגרה לא תסייע בידנו להבין את אופן חשיבתם היות שמעטים המדענים המסוגלים להסביר לעצמם ולאחרים כיצד הם מגיעים לתובנות שלהם. עם זאת, היתרון של תובנה מדעית פורצת דרך היא דווקא במיעוט הפעמים בהן היא מופיעה. הנדירות המאפיינת אותה מאפשרת לבודד אותה, לתעד אותה ולחקור אותה. זהו אירוע ייחודי המציין קו פרשת מים קוגניטיבי שמעניק לנו יכולת הצצה על הנסיבות בהן הוא הופיע.

עוד בשנות ה-20 של המאה הקודמת, הפסיכולוג החברתי גרהם וולאס ניסח ארבעה שלבים העומדים מאחורי חשיבה יצירתית. השלבים הללו – הכנה, אינקובציה, הארה ואימות – לא מוכרים כשלבים פורמאלים של חשיבה מדעית, כלומר לא ניתן לכנותם מתודולוגיה מדעית מהסוג שנמצא בהגותם של פילוסופים של המדע דוגמת קרל פופר, תומס קון או אימרי לקטוש. במקום זאת, הם מהווים מרכיבים בתהליך מחשבתי שמביא לנביטה של רעיונות מהפכניים והמצאות. ראוי יהיה, לפיכך, לבחון את השלבים הללו ביתר שאת.

שלב ההכנה – זהו השלב המקדים שבו מתגבש ומבשיל העניין שמגלה המדען בסביבתו ובצורך לחקור אותה. איינשטין, עוד בהיותו סטודנט צעיר, החל לתהות לגבי בעיות בלתי פתורות בפיסיקה, בעיקר סביב המשמעות של מהירות האור, ועבד עליהן במשך שבע שנים. כאשר הוא הבין כי ניתן להגיע לפתרון של הבעיות הללו על ידי ערעור מושג הזמן, הוא נדרש ללא יותר מחמישה שבועות לנסח את המאמר המפורסם שלו על תורת היחסות בעודו מועסק במשרד הפטנטים השוויצרי. לא ניתן להמעיט בחשיבותם של שנות ההבשלה המרובות שנדרשו למדען הצעיר על מנת להגיע לתוצר הסופי.

בראייה פסיכולוגית, תהליך ההבשלה הוא חיוני כהכנה לשלבים הבאים. בתהליך זה, המדען בתחילת דרכו למד מה היה לפניו ומפתח "חוש של מרדנות" ביכולתו לא להסכים עם הקונבנציות המדעיות של זמנו. יש צורך במבנה אישיות מיוחד המורכב מסקרנות טבעית ומהרצון להתעלות מעל הגישות המקובלות.

לעיתים ההבשלה מתרחשת כתוצאה ממזל, אירוע שנקרה על דרכו של המדען, אולם אדם ללא רקע מדעי לא היה מצליח לנצל אירוע זה לטובת חשיבה שונה. אנרי בקרל, למשל, גילה את הרדיואקטיביות כאשר הוא הבחין כי תרכובת אורניום השפיעה על לוח צילום שבמקרה הוא השאיר על שולחנו. האם מזל בלבד אחראי לתגלית של בקרל? בתשובתנו לשאלה זו, אנו צריכים לשאלות נוספות כגון מדוע בקרל עבד עם תרכובות אורניום מלכתחילה (דבר שאדם רגיל מהשורה לא היה עושה  אז וגם לא כיום) וכמובן, מה היתה תרומתו של הרקע המדעי של בקרל ביכולת לזהות את חשיבותו של האירוע המקרי ולהסיק ממנו לגבי הרדיואקטיביות.

כמו בקרל, אלכסנדר פלמינג חשף את יעילותו של הפנצילין כאנטיביוטיקה באופן לא מתוכנן כאשר הוא עבד עם צלחת תרבית של בקטריות. במקרה, עובש הנוצר מפניצילין בא במגע עם עם הבקטריות. פלמינג הבחין כי החיידקים לא הצליחו להתפתח במקום בו הם באו במגע עם העובש. הוא שאל את עצמו מדוע ומחקריו הביאו לתגלית האנטיביוטיקה הראשונה. אילולא פלמינג היה בקטריולוג למכתחילה, אילולא הוא ידע לשאול את עצמו את השאלות הנכונות, אילולא חוש סקרנות אינהרנטי שאפיין אותו כאדם, יעילותו האנטיביוטית של הפניצילין לא היתה מתגלה. 

שלב האינקובציה וההארה – הארה מדעית בסגנון המיתוס מאחורי זעקת האֵאוּרֵקַה שיצאה מפיו של ארכימדס כאשר גילה את הדרך למדוד נפח בעוד הוא רוחץ באמבט אינה יכולה להתרחש ללא תהליך של אינקובציה אשר במהלכו הרעיונות מתהווים במוחו של המדען. התהוות זו מתרחשת לעיתים כתהליך תת הכרתי בחלום. רנה דקארט דיווח כי הוא לראשונה נתקל ברעיונות הבסיסיים של הגיאומטריה האנליטית בשני חלומות. פרידריך אוגוסט קקולה גילה את מבנה הבנזן בחלום אשר במהלכו ראה אטומים המסודרים בצורת נחש האוכל את זנבו. כשהתעורר הבין כי זכה להארה: הנחש המכרסם את זנבו גרם לו להגות את הרעיון לפיו המבנה המלוקולרי של בנזן מדמה נחש מעוגל המונה שישה אטומי פחמן אשר לכל אחד נצמד אטום מימן.

הארה לא מחייבת חלום ממשי. לעיתים היא מגיעה ממצב של ערות. המתמטיקאי הצרפתי, אנרי פואנקרה, תיאר כיצד פתרון לבעיה מתמטית צץ במוחו בזמן שהיה בנסיעה ולא חשב כלל על נושאים מתמטיים. על פי עדותו, כאשר הוא הניח את כף רגלו על מדרגת הכניסה לאוטובוס, הפתרון הבזיק במוחו והוא נאלץ להמתין עד שיחזור לביתו על מנת לאמת את הפתרון. המקרה של  אנרי פואנקרה דומה למקרים של דקרט וקקולה. אמנם הוא לא בא כתוצאה מחלום, אך עדיין ההארה הושגה כאשר הוא לא עסק במודע במתמטיקה.

שלב האימות – לאחר שמתרחשת ההארה ופתרון מדעי צץ על פני השטח, המדען חייב לאמת את מה שגילה. בניגוד לשלב הארעי והכאוטי של החלום, שלב האימות הוא שלב רציונאלי המצריך חשיבה לוגית סדורה בכדי להפוך את תוצאות החלום לנהירות לכל. בשעת ניסוח ההארה למשפטים מובנים או נוסחאות מתמטיות, מגלה המדען שיש הבדל בין מה שנהגה במוחו כרעיון תת הכרתי לבין מתן צורה מובנית לאותו הרעיון. ניתן לכנות את שלב האימות כשלב מילולי של מתן צורה לרעיון במילים ובשפה. איינשטיין העיד על הקושי שנתקל בו במעבר לשלב המילולי:

I rarely think in words… A thought comes to me and I try to utter it in words later on. It is of course extremely difficult to express that thought in words.

During all those years I experienced a feeling of direction of going towards something which is concrete… but clearly to be distinguished  from later consideration about the rational form of the solution.

על הניגוד והמתח התמידי בין ההארה המתאפיינת בדמיון וביצירתיות כפועל יוצא של  מצב תת הכרתי המופיע בחולומות  לבין הרציונאליות והלוגיקה הנדרשת ליצור משנה סדורה ומובנת של אותה ההארה ניתן למצוא במסתו של פרידריך ניטשה לידתה של טרגדיה. ניטשה מתאר תהליך יצירתי אשר במידה רבה מזכיר את שלב ההארה והאימות של וואלס. עבור ניטשה תהליך יצירתי נולד במצב כאוטי של חלום המאפשר זרם חופשי של רעיונות ואסוציציות שחוצה את גבולות המציאות. ניטשה ממשיל את השלב של החלום הכיאוטי לדיוניסוס שמסמל במיתולוגיה היוונית שכרות, הילולה ואובדן חושים. השלב השני של הערות וההתפקחות מצריך מהאמן, מהמדען או הממציא לאגד את זרם המחשבות הפרוע שהופיע בחלומו של דיוניסוס לכדי משנה סדורה וקוהרנטית. שלב זה של אימות משול לאל השמש היווני, אפולו, המסמל חכמה וחשיבה רציונאלית.

יהיו אלו ארבעת השלבים של וואלס או חלום דיוניסוס ואפולו של ניטשה, ישנו עקרון בסיסי משותף העובר כחוט השני בכל תהליכי החשיבה המולידים רעיונות מדעיים מהפכניים והוא הסביבה הפסיכו-חברתית בה חי ומתפקד המדען הגלה והממציא. החברה חייבת לספק לאנשי המדע שלה סביבה פתוחה שתאפשר זרימה חופשית של רעיונות וערעור על המוסכמות בעיקר בשלב הראשוני של ההכנה אשר בו מבשילה ומתגבשת חשיבתו העצמאית של המדען. חברה סגורה המקדשת ערכים דוגמטים ופדנטים תסרס כל חשיבה יצירתית בניצניה. כפי שקרל פופר יודע להסביר, אויביה של החברה הפתוחה נמצאים סביבנו בכל מקום החל במשנות פילוסופיות ותיאולוגיות וכלה במשטרים ושיטות פוליטיות כאלו ואחרות.

קארל סייגן על חשיבה מדעית

תגובות

התמונה של אביגיל אגלרוב

פעם הייתי קוראת את המאמרים שלך ובוכה

היום אני מבינה לפחות את מילות הקישור, לך תדע מה יהיה עוד מעט :)

יש טקסט אחר

הוסף תגובה חדשה

CAPTCHA

משהו קטן לוודא שאינך רובוט. משתמשים רשומים מדלגים

ענה לשאלה / השלם את החסר

הנצפים ביותר

מאמרים נוספים מאת תומר ריבל