از ابتدای ابداع روش علمی تا به امروز، مهم‌ترین معیار سنجش نظریات علمی، آزمایشات و مشاهدات بوده است. هرچقدر هم یک ایده یا یک نظریه زیبا و جذاب به نظر برسد، تا وقتی که با مشاهدات ما همخوانی نداشته باشد، علم نیست.
اما خود این آزمایش دقیقا چیست؟
آیا ما اکنون و با پیشرفت سیستم‌های محاسباتی، می‌توانیم شبیه سازی ها را نیز به عنوان قسمی از آزمایش به حساب بیاوریم؟
این سوالی‌ست که فیلسوفان عرصه‌ی فلسفه‌ی علم، اکنون باید به آن پاسخ دهند. شبیه‌سازی‌های کامپیوتری هر روز دقیق و دقیق‌تر می‌شوند. حالا دیگر ما در شبیه سازی‌های کامپیوتری، چیزهایی را می‌توانیم مشاهده کنیم که در جهان واقعی برایمان قابل مشاهده نیست. مثلا ابعاد بسیار کوچکی که دستگاه‌های اندازه گیری ما قادر به اندازه گیری آن‌ها نیست و یا آزمایشاتی که نیاز به آزمایشگاه‌هایی در ابعاد کهکشان دارد. البته شبیه سازی یک تفاوت اساسی با آزمایشات دارد. دشواری به رسمیت شناختن آن به عنوان یک آزمایش علمی نیز از همین موضوع ناشی می‌شود.
شما در آزمایشگاه وقتی چیزی را آزمایش می‌کنید، به قوانین حاکم بر جهان تسلط ندارید. این قوانین آنجا هستند و شما صرفا خروجی آن‌ها را مشاهده می‌کنید. مثلا افتادن یک سنگ در اثر جاذبه را در نظر بگیرید. شما می‌خواهید ببینید اگر یک نفر از بالای یک ساختمان ده طبقه، سنگی را رها کند، سرعت سنگ در زمان رسیدن به زمین چقدر است. شما قوانین حرکت نیوتن را در دفتر یادداشت خود دارید و آزمایش را انجام می‌دهید. وقتی سنگ به زمین رسید، سرعتش را اندازه گیری می‌کنید و می‌بینید که بله، قوانین حرکت نیوتن، به درستی سرعت سنگ را ۲۵ متر بر ثانیه پیش بینی کرد. اندازه گیری شما نیز ۲۵ متر بر ثانیه را نشان می‌دهد.
اما اگر شخصی هزار سال قبل از اینکه نیوتن این قوانین را ارائه دهد، سرعت سنگ را تحت همین شرایط اندازه می‌گرفت، او نیز ۲۵ متر بر ثانیه به دست می‌آورد. در واقع نیوتن برای طبیعت قانون وضع نکرده که طبیعت از آن پیروی کند. نیوتن قانون حاکم بر طبیعت را فهمیده است.
اما در شبیه سازی چطور؟
در شبیه سازی من برای کامپیوترم این قوانین را تعریف و وضع می‌کنم و به او می‌گویم قانون حاکم بر حرکت در این دنیای شبیه سازی این است و تو باید از این قانون پیروی کنی. آن وقت در همان محیط شبیه سازی، کامپیوتر سرعت سنگ در هنگام رسیدن به زمین را ۲۵ متر بر ثانیه محاسبه می‌کند و به من می‌دهد.کامپیوتر این کار را طبق قوانینی که نیوتن قبلا از مشاهده‌ی طبیعت به آن‌ها رسیده است، انجام می‌دهد. امااا (با تاکید) گاهی اوقات، با اینکه قوانین حاکم را می‌دانیم، به دلایلی مانند ابعاد سیستم، دینامیک پیچیده‌ی سیستم یا هزینه بر بودن آزمایشات یا هر دلیل دیگری، دست به شبیه سازی می‌زنیم.
اتفاقا این شبیه‌سازی‌ها روز بروز در حال دقیق‌تر شدن است و پیش‌بینی آن به اندازه گیری‌ها نزدیک‌تر می‌شود. حالا باید پرسید که تحت چه شرایطی ما می‌توانیم از شبیه سازی برای اکتشافات علمی استفاده کنیم؟؟
تصویر فوق: طرح فرضی از یک شتاب‌دهنده‌ی ذرات در اطراف ماه. محاسبات نشان می‌دهد که برای آزمایش نظریه‌ی ریسمان، ما به شتاب‌دهنده‌هایی در ابعاد حتی کهکشانی نیاز داریم. آیا روزی می‌توان به جای ساخت چنین شتاب دهنده ای، آن را شبیه سازی کرد؟
– اَبا اِباد