ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ “ที่เปลี่ยนไป”

ผมได้อ่านบทความเรื่อง “From the Horse’s Mouth: What Scientists Say About Scientific Investigation and Scientific Knowledge” ผมคิดว่า มันน่าสนใจดี และอยากนำบางส่วนบางตอนมาเล่าต่อ ดังนี้ครับ

ก่อนอื่นใด ผมขอพูดถึงชื่อบทความก่อนนะครับ ผู้เขียนใช้สำนวนครับ คำว่า “From the Horse’s Mouth” ไม่ได้หมายความว่า “จากปากของม้า” แต่หมายความถึงการได้ข้อมูลจากคนวงในที่รู้เรื่องนั้นอย่างแท้จริง

บทความนี้นำเสนอการวิจัยที่ศึกษาว่า นักวิทยาศาสตร์เข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์อย่างไร และพวกเขาปฏิบัติงานทางวิทยาศาสตร์อย่างไร ดังนั้น ผลการวิจัยนี้จึงเป็นข้อมูลจากนักวิทยาศาสตร์ ซึ่งเป็น “คนวงใน” ที่เกี่ยวข้องและคลุกคลิกกับการปฏิบัติงานทางวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริง และนั่นก็คือที่มาของชื่อบทความนั่นเองครับ

ในการทำงานวิจัยชิ้นนี้ ผู้วิจัยมองว่า ลักษณะพื้นฐานเกี่ยวกับธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ (ตามที่นักวิทยาศาสตร์ศึกษา) ได้ทำการวิเคราะห์ไว้นั้น อาจไม่สอดคล้องกับการทำงานของนักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบัน ทั้งนี้เพราะข้อมูลที่นักวิทยาศาสตร์ศึกษาใช้นั้นเป็นข้อมูลจากนักประวัติวิทยาศาสตร์ (Historians of science) และนักปรัชญาวิทยาศาสตร์ (Philosophers of science) ซึ่งศึกษาการทำงานของนักวิทยาศาสตร์ในอดีตเท่านั้น ผู้วิจัยกล่าวถึงเป้าหมายของการวิจัยครั้งนี้ไว้ ดังนี้ครับ (หน้าที่ 6)

[T]he goal was to collect data to enable us to present students and teachers with a more authentic view of scientific practice in the early 21st century.

เป้าหมายคือเพื่อเก็บรวบรวมข้อมูลที่ช่วยให้เรานำเสนอนักเรียนและครูด้วยมุมมองเกี่ยวกับการปฏิบัติงานทางวิทยาศาสตร์ในศตวรรษที่ 21 ได้อย่างสอดคล้องกับความเป็นจริงมากยิ่งขึ้น

ผู้วิจัยใช้การสัมภาษณ์นักวิทยาศาสตร์สาขาต่างๆ จำนวน 13 คน ดังนี้ [ผมต้องขออภัย หากแปลไม่เหมาะสม]

นักฟิสิกส์พลังงานสูง (High-energy physicist)
นักฟิสิกส์อนุภาคด้านการทดลอง (Experimental particle physicist)
นักวัสดุศาสตร์ (Materials scientist)
นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ทางทฤษฎี (Theoretical astrophysicist)
นักฟิสิกส์ทฤษฎีด้านโซลิดสเตต (Theoretical solid-state physicist)
นักชีววิทยาด้านมะเร็ง (Cancer biologist)
นักพันธุกรรมการแพทย์ (Medical geneticist)
นักไวรัสวิทยา (Virologist)
นักชีววิทยาโมเลกุล (Molecular biologist)
นักชีววิทยาสเต็มเซลล์ (Stem cell biologist)
นักชีววิทยาด้านเซลล์ (Cell biologist)
นักชีวเคมี (Biochemist)
นักฟิสิกส์ด้านการทดลองเซมิคอมดักเตอร์ (Experimental semiconductor physicist)

นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้มีประสบการณ์ทำงาน 10 – 32 ปี ซึ่งมาจากทั่วโลก (บางคนทำงานในหลายประเทศ)

ผู้วิจัยสัมภาษณ์นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้โดยใช้คำถามจาก “แบบวัดมุมมองธรรมชาติของวิทยาศาสตร์” ซึ่งผ่านการปรับปรุงให้เหมาะสมกับนักวิทยาศาสตร์แล้ว [แบบวัดมุมมองนี้เดิมถูกสร้างขึ้นมาให้เหมาะสมกับนักเรียน ไม่ใช่นักวิทยาศาสตร์]

ผลการวิจัยหลักๆ นั้นเปิดเผยว่า นักวิทยาศาสตร์เข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์เช่นเดียวกับที่นักวิทยาศาสตร์ศึกษาได้ทำการวิเคราะห์ไว้ ไม่ว่าจะเป็นความหลากหลายของวิธีการทางวิทยาศาสตร์ การใช้จินตนาการและความคิดสร้างสรรค์ การสังเกตและการตีความข้อมูลที่มีทฤษฎีนำทาง และความไม่ยั่งยืนของความรู้ทางวิทยาศาสตร์ เป็นต้น

อย่างไรก็ดี นักวิทยาศาสตร์บางคน ได้แก่ นักไวรัสวิทยา นักวัสดุศาสตร์ และนักพันธุกรรมการแพทย์ ให้มุมมองที่น่าสนใจว่า การตั้งสมมติฐานและการสร้างทฤษฎีล่วงหน้าก่อนการทดลองมีความสำคัญน้อยลง (เมื่อเทียบกับในอดีต) ทั้งนี้เพราะความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเก็บรวบรวมข้อมูลได้มากขึ้นและเร็วขึ้น ดังนั้น แม้ไม่มีสมมติฐานหรือทฤษฎีล่วงหน้า นักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันสามารถเก็บรวบรวมข้อมูลจำนวนมากไว้ก่อน จากนั้น พวกเขาจึงค่อยมาพิจารณาข้อมูลจำนวนมากนั้นในภายหลัง เพื่อตั้งคำถามทางวิทยาศาสตร์ ตลอดจนสร้างสมมติฐานและ/หรือทฤษฎีที่อธิบายข้อมูลเหล่านั้น นั่นคือ การเก็บรวบรวมข้อมูลมาก่อนการกำหนดคำถาม การตั้งสมมติฐาน และการสร้างทฤษฎี

[I]n “the old days” it took days or even weeks to plan and conduct an experiment because each data collection process was very time consuming. With recent advances in technology, most of the tedious data collection is now carried out by high-speed computers. Data collection that previously took mounts to complete now only takes minutes. The much reduced data generation times makes meticulous hypothesizing and theorizing before actual experimenting less important than the past. Scientific investigations in which data are obtained first and then interesting problems are identified by “data mining” have become much more common in recent years.

สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้สะท้อนคือว่า การทำงานทางวิทยาศาสตร์แทบไม่เป็นไปตามลำดับขั้นตอนที่แน่นอน ดังเช่นที่แบบเรียนวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ระบุไว้ว่า การทำงานทางวิทยาศาสตร์จะเริ่มต้นจากการกำหนดคำถาม การตั้งสมมติฐาน การเก็บข้อมูล การวิเคราะห์ข้อมูล การสรุปและการอภิปราย(อธิบาย)ผล ตามลำดับ หากแต่การทำงานทางวิทยาศาสตร์เต็มไปด้วยความวุ่นวาย ดังเช่นที่นักฟิสิกส์พลังงานสูงกล่าวไว้ว่า (หน้าที่ 9)

[T]here is no particular procedure … the process is quite chaotic, with ideas or problems ‘jumping’ here and there.

แต่กระนั้นก็ตาม เมื่อการทำงานทางวิทยาศาสตร์เสร็จสิ้นแล้ว นักวิทยาศาสตร์มักไม่นำเสนอความซับซ้อนของการทำงานทางวิทยาศาสตร์ หากแต่นำเสนอผลการวิจัยของตนเอง “ในรูปแบบมาตรฐาน” ตามที่ปรากฏในรายงานวิจัยทั่วไป ได้แก่ ชื่อเรื่อง บทคัดย่อ บทนำ วิธีการ ผลการวิจัย บทสรุป และการอภิปราย(อธิบาย)ผล ทั้งนี้เพื่อให้ผู้อ่านทำความเข้าใจการวิจัยของตนเองได้ง่ายขึ้น ดังเช่นที่นักชีวเคมีได้กล่าวไว้ว่า (หน้าที่ 9)

When we have to exchange ideas with other research groups worldwide, we need to present our ideas in the form of a paper containing some standard elements such as title, abstract, introduction, scientific method, results, conclusion, and lots of references. This is the rule of the game and we have to follow it.

การนำเสนอรายละเอียดของการวิจัยเช่นนี้อาจทำให้ “คนนอก” (เช่น ครู นักเรียน และบุคคลทั่วไปอื่นๆ) เข้าใจไปเองว่า การทำงานทางวิทยาศาสตร์เป็นไปตามลำดับขั้นตอนเหล่านั้น ทั้งๆ ที่ในความเป็นจริงแล้ว มันเป็นเพียงรูปแบบการนำเสนอผลการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เท่านั้น

ในกลุ่มของนักวิทยาศาสตร์ พวกเขาจะเข้าใจกันเองว่า การทำงานทางวิทยาศาสตร์มีความซับซ้อนและไม่เป็นไปตามลำดับขั้นตอนที่แน่นอน ความซับซ้อนนี้ถูก “ละไว้ในฐานที่เข้าใจ” ในกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ ซึ่งครู นักเรียน และบุคคลทั่วไป ก็ควรเข้าใจความซับซ้อนนี้ด้วยเช่นกัน

ที่ผมเล่ามาเป็นเพียงส่วนหนึ่งในบทความนี้เท่านั้นนะครับ ผู้ที่สนใจสามารถอ่านเพิ่มเติมได้ครับ งานวิจัยเช่นนี้มีน้อยมากๆ ในประเทศไทย