דגמים וניסויים

עפ"י הפילוסופיה של המדע מחקר מדעי או כפי שיקרא לעתים "המתודולוגיה הפורמלית.." עוסק בתופעות טבע, בבעיות שהן מציגות, בניית היפותזות ועריכת ניסויים אשר יספקו הסבר זמני לתופעות אילו. 
שתי מתודות מאפיינות חוקרי בעלי חיים:
1. מחקר דגם אשר עניינו תיאור סטטיסטי ומשמש מכשיר מאפיין לתופעה.
2. מחקר ניסויי השואל שאלה אשר מבחנה ניסוי המכיל היפותזות אותן מאשש הניסוי או דוחה לפי תוצאות הניסוי. 
כמובן שאנשי הניסוי נזקקים למחקר דגם לפעמים על מנת להכיר את התופעה שהם חוקרים, אולם, הדגם משמש רק הקדמה ורקע למחקר עצמו. חומר לבניית שאלות מחקר מתקדמות. לעולם לא יסיק איש ניסויי מסקנה מדעית מתוצאות מחקר דגם היות ומחקר כזה חסר את המבחן החיוני כל כך למסקנה מדעית אם גם זמנית.
מחקרי הדגם, לעומת זאת, יכולים לבצע ספקולציות נרחבות על בסיס סטטיסטי ולהעלות שאלות מעניינות אבל, בהיעדר ניסוי תוקף ותחולת מסקנות אילו יהיה מוגבל לניחוש מלומד בלבד, מלומד....אבל ניחוש. התלות בין שתי גישות אילו במחקר העוסק בביולוגיה של האורגניזם השלם, הולידה סוג שלישי של חוקרים המבצעים מחקר דגם מקדים אשר ניתן יהיה לבסס עליו שאלות והיפותיזות. פעולת הדיגום במקרה הזה מונחית ניסוי.

על גרירת תקן ההתפלגות הנורמלית ימינה, נישות אקולוגיות ושוק המשרות

לאחרונה אני קורא רשומות המבטאות דאגה ביחס לעתידו של שוק המשרות העתידי בארצנו בפרט ובעולם בכלל. מעצם העיסוק שלי כאקולוג, בכל פעם שאני שומע את המושג "משרה" אני חושב על המושג "גומחה אקולוגית" (בלע"ז נישה אקולוגית).  גומחה אקולוגית אינה אלא משרה בסביבה הטבעית אותה ממלא אורגניזם, היא באה לידי ביטוי בניצול הסביבה במגוון האסטרטגיות המאפיין את האורגניזם האמור, מתבטאת במספר הצאצאים הכשירים שהוא מצליח להפיק, כל זאת בתנאי סביבתו. המפתח להבנת קיומו של האורגניזם בסביבתו הוא מבנה בית הגידול, או במילים אחרות: מספר המשרות שמחזיקה סביבתו של האורגניזם האמור - עבורו ועבור צאצאיו בתנאים השוררים בסביבה מוגדרת. 
נשמע כמו בעיה בכלכלה? אבולוציה היא תאוריה כלכלית המחילה את החוקיות הזו על מאגרי גנים. התהליך של ברירה טבעית ממיין את הלא מתאימים ואת המתאימים פחות אל מחוץ למשחק ומשאיר את המתאימים ביותר.
כתוצאה מכך, מתקבלת התפלגות עם ממוצע של התאמה לסביבה ויש לשים לב! האורגניזמים לא מתאימים את עצמם, הם מגיעים לשוק בלידתם עם אוסף תכונות גנטיות שמתאימות או לא מתאימות לשוק - בממוצע, או מתחת לממוצע ואולי מעל לממוצע...
השינויים בבית הגידול מקדמים לפעמים היעלמות או אפילו הכחדה של מינים בשלמותם מהמפה - ככל שהאורגניזם סתגלן יותר קרי: מקיים מגוון גדול יותר של תכונות גנטיות דומיננטיות - כך תגדל ההסתברות שלו לשרוד ואפילו לשגשג.
גוררי התקן הממוצע ימינה הם הפרטים המצטיינים בהתאמה לסביבה למרות העובדה שהם מהווים רק 2.5% מאוכלוסיית המין בעוד שהממוצע מהווה 68%, כלומר, אחוז קטן ומצטיין מהאוכלוסייה יגרור תכונה מסוימת מעצם עליית תדירות התכונה באוכלוסייה כגורם תלוי במספר צאצאיו של אותו אחוז קטן.
כשהדברים אמורים בבני אדם - החוקיות הזו מתבטלת. היות ובני אדם מסלקים את הגורם החשוב ביותר באבולוציה - גורם התמותה עקב אי התאמה. 
ללא מוות עקב אי התאמה אין אבולוציה. נוסיף לתמונה הזו סתגלנות התנהגותית גבוהה, כישורי המצאה גבוהים, טכנולוגיה מתקדמת (זה כולל רפואה מודרנית) ותקשורת מפותחת (זה כולל אינטרנט), קיבלנו אורגניזם שיכול להמציא את מושג הגומחה האקולוגית (המשרה) מחדש.
אכן, אנחנו עדים להטמעה מהירה של קשת כישורים רחבה מאוד בתחום זה ולהמצאה מהירה מאוד של מקצועות ומשרות בתחומים שה עתה נולדו. מקצועות כמו הנדסת מערכות מידע, שירותים מקוונים, בניית אתרים, עיצוב אתרים, מידענות, קידום אתרים ועוד. תחומי עיסוק חדשים אילו יוצרים שווקי משרות שלא היו קיימים לפני כן. במקביל, משרות אחרות נעלמות עקב אי התאמתן לתנאי הסביבה החדשים.  
קשת הכישורים הבסיסית של המין האנושי לא השתנתה - רק תחומי העניין. היות וקשת הכישורים הבסיסית של בני אדם רחבה מאוד - הם יעברו בקלות את השינויים המתבקשים בעידן הדיגיטלי וימציאו את עצמם מחדש.
יש המון אפשרויות בסביבת הפעולה החדשה שהעולם מציע ורובן לא מצריכות יכולת מתמטית שהיא ממילא נחלתו של מיעוט (תמיד הייתה). רוב הכישורים של המין האנושי ממוקדים בתחומים אחרים.
אז אם אתם שואלים את עצמכם מה תעשו בעת שהיצע המשרות בעולם  ישתנה? אתם תמציאו משרות חדשות ותשתנו...זהו הדבר שאתם מצטיינים בו..

מדע ותקשורת

לעתים, עולה איזו כתבה לציבור קוראי העיתונים ובה מסופר איזה סיפור "מדעי". לרוב זה מתחיל במשפט "מחקרים מראים ש...", או לפעמים "מדענים גילו ש..." ואז יופיע איזה גילוי מרעיש, או אולי מידע הדן בסוגיית בריאות, או סוגיית מחקר כזו או אחרת. הקורא ההדיוט יקפוץ כמוצא שלל רב ויגיד: "כתבו בעיתון ש..." ומיד תוצג איזו "אמת" מדעית. אבל, כשהקורא אינו הדיוט, הוא מבקש את מקורות האינפורמציה בכתבי עת מדעיים, ה"אמת" העיתונאית המסופקת לציבור הקוראים מתבררת כמסולפת לרוב, מוצאת מהקשרה, "מבושלת" לצרכי סקופ ורייטינג, ובפירוש אינה מביעה שום אמת מדעית. בהרבה נושאים כותב המאמר העיתונאי - משולל כלים של הבנת הנקרא במאמר מדעי וכל שכן היכולת לבקר אותו. אחת הטכניקות החינוכיות החשובות בהכשרת תלמידי מחקר (לתואר שני ושלישי) היא מפגשי מעבדה לצורך דיון וביקורת של מאמר אחת לשבוע. במפגשים אילו אנחנו דנים עם הסטודנטים במאמרים שונים, בסטטיסטיקה שלהם, באנליזה, שיטות המחקר ובאבחנות שונות הנוגעות לניסוי ולמשמעות המחקר נדון. אז כאן הוא המקום אולי (בהיעדר מקום מתאים אחר..) בו אני מבקש להתריע ולהזהיר את הציבור מפני עיתונאות רדודה.
אם אתם מעוניינים בבדיקה של נושא מדעי פנו למאמר בכתב עת מדעי. אם חסרים לכם כלים לקרוא אותו או להבינו הסתייעו בסביבתכם (תמיד יש מישהו שיכול לקראו ולהסבירו). מלבד זאת, יש הרבה חוקרים באוניברסיטאות שהיו שמחים להעמיד דברים על דיוקם, וגם מסכימים לענות לדוא"ל של פונה המבקש הסבר ממצה וברור. וכמובן יש הדרך של הליכה לאוניברסיטה לצורך השלמת השכלה (ואפילו כשומע חופשי).
לדעתי הבנה חלקית עדיפה  על סילוף גמור.

על היפותיזות, נסויים ותפקידו של הדגם כהכנה למחקר ניסויי

מי שמכיר אותי יכול לראות שאני לא מאמין גדול במסקנות מחקר הבאות ממחקרי דגם. אבל, כל מחקר שדה העוסק בבעלי חיים בסביבתם הטבעית חייב לבצע מדידות של בית הגידול ובעלי החיים הנחקרים, כל זאת במטרה לאפיין את המשתנים שאחר כך ישמשו חומר לניסויים. מדידות אילו הן מחקר דגם לשמו והן כוללות תפוצה ופיזורים של הצומח וחיות המחקר, התנגדות קרקע, מפני גבעות ביחס לצפון, מדידות קרינה, מיקרו-אקלים  ועוד משתנים רבים אחרים - הכל לפי הזמן ותקציב המחקר. ללא מחקר דגם מקדים הניסוי עשוי להיות תלוש מהמציאות האקולוגית שבתוכה עבר בעל החיים אבולוציה והיא מהווה את הגורם האבולוציוני הקרוי "סביבה". יש לזכור, החוקר אינו חוקר את בעל החיים אלא שאלת מחקר השואבת את הלגיטימציה שלה מהניסיון להסביר באופן מדעי את עולם התופעות, מתוך כוונה שמסקנות המחקר יהיו הדירות ולא יתייחסו למשהו חריג ויוצא דופן שלא ניתן יהיה להכליל אותו - מדע אמתי עוסק בהכללות 

מחשבות הבוקר שלי

המחקר העוסק בשפע ובמגוון של מינים בטבע, קישר במהלך מאה השנים האחרונות בין תפיסות כמותיות למדעי החיים. חלק מהמאמץ היה גילוי העובדה שקיימים חלקים במדעי החיים שלא יתקדמו אם לא יעברו מתמטיזציה, לעתים הסיבה נבעה מהרצון להידמות לתחומים כמו פיסיקה תיאורטית, בחלק מהמקרים נבעה התופעה מהצורך התוכף להעמיד מודל מתמטי כרקע לניסוי. כל אילו גרמו לזרימה של מתמטיקאים ופיסיקאים לתוך הביולוגיה המודרנית. לדוגמא רוברט מאי 1962 ממחיש את תופעת הכאוס לראשונה על אוכלוסיית דגים תיאורטית, לוטקה וולטרה 1925, 1926 יוצרים משוואות דיפרנציאליות עבור יחסי טורף נטרף על בסיס עבודתו של המתמטיקאי ורהולסט 1838 ועוד טובים ורבים. למעשה, חוקר הדן בימינו אנו במערכת ניסויית בתחום הביולוגיה יידרש למתודות מתמטיות מתחום הדיפרנציאלים, ההסתברות, תורת המשחקים ועוד כדי לבצע מחקר שיעמוד בדרישות הפרדיגמה המקובלת כרגע במדעי החיים.

עריכת ניסוי מדעי בביולוגיה בכלל ובביולוגיה של אוכלוסיות בפרט דומה לניסיון לפתור חידה. את החידה מספק הטבע – את הניסיון לפתור אנחנו. הטכניקה של העמדת ניסוי וכתיבת היפותזות מחייבת התייחסות לכמות החזרות בניסוי, לביקורת הולמת ומניפולציה מתאימה, לעתים למודל מתמטי או מודל איכותי שיעמדו מאחורי הניסוי כרעיונות מנחים, וכמובן, פרוטוקול מסודר שיאפשר חזרה על הניסוי ויוציא מחזקתו של הנסיין את הניסוי לכל אדם המבקש לחזור ולבחון את מסקנות הניסוי.

אמנם בדעתו של הציבור משייכים את המתמטיקה למדעים מדויקים אבל המתמטיקה אינה מדע ממש (וכמו כן, גם תחומי דעת אחרים אינם מדעים ממש..) בעוד שבמחקר מדעי מתקיים מודל של תופעת טבע, שאלת מחקר, הצגת בעייה, היפותיזה, ניסוי ומסקנה, במחקר מתמטי מתקיימת בעיה (שהיא פיקציה אנושית), הוכחה, משפט וקביעה. כדאי לשים לב שאין ניסוי, אם אין ניסוי אין אנו עוסקים במדע ובמקרה של מתמטיקה אנו עוסקים באסתטיקה גרידה של משפטים לוגיים. אכן קיימים תחומים בהם רתמו החוקרים את המתמטיקה לשירות המדע, אבל, היא משמשת שם רק כלי ונושאי החקירה הם שאלות הנוגעות לתופעות טבע, המתמטיקה כאמור רק משמשת שם כלי ואין שם שאלות הנוגעות למתמטיקה בעצמה כנושא.

קרל פופר בביקורת שלו על המדע הוליך אותנו בשביל הזה שמגדיר את המדע הן ביחס לתקפותו של מדע כל שהוא, הן ביחס לתוחלת מסקנותיו וודאותן הזמנית. כדאי להגיד כאן שאחד האויבים הגדולים של החשיבה המדעית היא התפיסה של תקינות פוליטית, אין למסקנות המחקר המדעי שום נגיעה לתקינות פוליטית – החוקר כותב היפותזות ועורך ניסוי שיבחן אותן. התוצאות יתמכו או ידחו את ההיפותזות בלי שום קשר לתקינותן הפוליטית או למוסכמה המקובלת בציבור – המדע לא עוסק במוסר. מזווית ראיה זו תחומי דעת שלמים אינם מדע בהיעדר ניסויים או האפשרות לבצעם (היסטוריה, תנ"ך וכו'). ןלכן, המחקר שהם מבצעים הוא אקדמי אך אינו מדעי. הוא אקדמי כי הוא מתבצע בין כותלי האקדמיה. המתודולוגיה הפורמלית קרי: מדע -  מחייבת נסויים.

היות וכר הפעולה של חוקרים יהיו אשר יהיו הוא מרחב הפרסום המדעי קרי: עיתונים מדעיים, שם גם מתקבל הקונצנזוס לגבי אמיתות מדעיות, והיות ואין שום צורך בתואר אקדמי כדי לפרסם מאמר מדעי או להיות שייך לאוניברסיטה מסוימת ואפילו אין אפשרות לרשום את תוארו של החוקר על המאמר אלא רק את שמו הפרטי ושם משפחתו, נוצר מצב שההבדל היחידי בין החוקרים השוכנים בין כותלי האקדמיות השונות לאילו שמחוצה להן הוא כישורי המחקר שלהם.

כל מערכת המבצעת ניסויים מחוייבת להכיר את חומר הגלם שלה, במקרה של ביולוג של אוכלוסיות  את בעלי החיים אשר מהווים את חומר הגלם למחקרו – חומר גלם בלבד, כי מושא המחקר הוא השאלה העומדת בבסיסו. לצורך זה עליו למדוד נתוני רקע ולבנות דגם ממנו יצמחו שאלות מחקר מתאימות ונקווה שמוצלחות. אבל הדגם כשלעצמו הוא חסר משמעות בהיעדר מבחן מתאים. הצורך בניסוי אשר יבחן היפותזות הוא המבדיל מדע מאיסוף בולים....