My note about New paradigm in Physics: Data Sciences

باسمه تعالی

علم داده  و جایگاه آن در روش شناسی علمی  فیزیک

از من خواسته شد که در خصوص ایده‌ یا روشی که به نظرم بهتر است در نظام روش‌شناسی علمی فیزیک کنار گذاشته شود تا به این ترتیب شرایطی برای پیشرفت بیش از پیش در فیزیک شود مطالبی را تقریر کنم. طی دو دهه اخیر به مدد فناوری‌های مختلف و نوظهور مجموعه بسیار بزرگی از داده‌ها فراهم شده است. گستردگی داده‌ها به حدی است که به نظر می‌رسد نیاز جدی برای تغییر نگرش به مجموعه‌ای از کلان داده  خصوصاً در فیزیک وجود دارد. چرخه روش‌شناسی علمی در فیزیک از یک سو مرتبط به نظریه‌پردازی مبتنی بر اصول موضوعه و پدیده‌شناسانه است. از سویی دیگر با تکیه بر مأموریت علم فیزیک یعنی ارایه چارچوب‌های خودسازگار نظری برای توصیف کمّی جهان طبعیت، آزمایش‌ها و جمع‌آوری داده‌ها به منظور تایید و یا رد مدل‌های نظری و یا برطرف ساختن تبهگنی‌های ذاتی مدل‌ها انجام می‌گیرد. دستکاری ساختارها با کمک شبیه‌سازی‌ها به منظور ارایه پروتکل‌های تکمیلی برای انجام آزمایش و حتی ارتقای نگرش بنیادی ما از نظریه‌ها نیز بخش دیگری از این روش‌شناسی علمی به حساب می‌آید. با در دست داشتن این چرخه، سال‌های متمادی تحولات متعددی در فیزیک در مقیاسهای مختلف زمانی و فضایی رخ داده است. اما امروزه با پارادایم جدیدی مواجه شده‌ایم که هرگز همانند آن پیش از این تجربه نشده است. این پارادیم در راستای کلان داده پدید آمده است و به نام علم داده  مشهور شده است. اکنون سوال این است که رویکرد جدید روش‌شناسی ‌علمی در فیزیک چه بازآرایی در قبال این پدیده نوظهور خواهد داشت؟  به بیانی دیگر آیا اصلاً فیزیک باید به این موضوع پاسخ خاصی نشان دهد؟ یا اینکه سازوکار کنونی در فیزیک ظرفیت هضم این موجود جدید را به طور خودکار دارد و اصلاً نیازی به تغییر نگرش‌ها در فیزیک نیست. به نظر من اگر بنا باشد هیچ پاسخ عقلانی یا تغییر رویه‌ای در نگرش روش‌شناسی علمی فیزیک‌دانان حداقل برای آنهایی که در مرز مدل‌سازی داده‌ها روزگار سپری ‌می‌کنند، رخ ندهد به واقع یک از بی‌نظیرترین فرصت‌های طلایی برای گشودن نگرشهای جدید برای برون‌رفت از چالش‌های بزرگ‌مقیاس  و ریزمقیاس  را از دست خواهیم داد. نگرش کنونی در فیزیک این است که جواب به تنهایی قانع‌کننده نیست بنابراین تا زمانی که چیستی و چرایی تبیین نشود چرخه علمی تکمیل نخواهد شد. بنابراین جواب این است که اساساً تغییر رویکردی در روش علمی فیزیکی در پاسخ به علم داده نباید وجود داشته باشد. اما باید خاطرنشان کنم که التزام به این رویکرد منجر به تقابلی ظاهری با بکار بردن رویه‌های جدید روش‌شناسی علمی می‌شود و سبب می‌شود که از موهبت‌های احتمالی چنین دستاوردهایی محروم شویم. لذا به نظر من در مواجه با مقوله علم داده که کلان داده بخشی از آن محسوب می‌شود، تنها از دریچه سازوکارهای پیشین نگریسته نشوند. اطلاعات مستخرج از روشهای داده-محور  را می‌توان یکی دیگر از مجراهای ارتقای بینش فیزیکی بکار برد. استخراج نتایج هیجان‌انگیز لزوماً در چارچوب روشهای سنتی علمی امکان‌پذیر نیست.

Reference (Link)