الاكتشافات العرضية في العلوم

ما هو القاسم المشترك بين البنسلين والتفلون والفاليوم وحبوب منع الحمل؟ وكلها نتاج اكتشافات علمية حدثت بالصدفة

كتب الكاتب والسياسي البريطاني هوراس والبول (والبول) عام 1754 إلى صديقه القديم الذي كان يعيش في إيطاليا، السير هوراس مان (مان)، عن قصة صادفته وسماها "أمراء سيرنديب الثلاثة" (قصة من النوع "ألف ليلة وليلة")، والتي اكتشف فيها الأمراء في أسفارهم "اكتشافات لم يبحثوا عنها واكتشفوها بفضل الصدفة والحصافة".

يعرّف والبول طبيعة الاكتشاف بأنها صدفة (مشتقة من اسم سيرينديب - الاسم الهندوسي القديم لدولة سريلانكا). تتمتع الحكمة الساجاسية المذكورة في القصة بالإدراك السريع والتقييم المتحكم فيه للموقف والحكم الحاد والانفتاح العقلي.

لم يتعمق والبول في معنى الصدفة بما يتجاوز تعريفها واستمتع بقصص الاكتشافات المسلية. تم توثيق تعريف الصدفة في نشر المراسلات بين والبول ومان. وهم وغيرهم لم يربطوا الظاهرة بالعلم والتكنولوجيا، لأن تطور التكنولوجيا في عصرهم كان محدودا ونطاق الاكتشافات العلمية منخفضا. ولهذا السبب بقي مفهوم الصدفة لسنوات عديدة في الاستخدام الأدبي فقط، ولم ينتقل من عالم الأدب إلى عالم العلوم إلا في عام 1930.

حتى عام 1950، لم يتم ذكر الصدفة في القواميس المهمة، ولم تتم كتابة العديد من الكتب عنها إلا في نهاية القرن العشرين. في عام 20، تم تحليل الصدفة بالتفصيل كمصدر للعمليات التطورية في العلوم من قبل العالمين الإسرائيليين أهارون كانتوروفيتش ويوفال نامان. كما أوضح كانتوروفيتش التشابه بين الاكتشاف الصدفي للصدفة والعمى التطوري الدريويني الجديد. سنتناول في هذا المقال أنواع الاكتشافات العرضية وكذلك الطرق والظروف التي تم فيها اكتشاف وتحديد وتنفيذ الاكتشافات العلمية من هذا النوع.

اكتشاف بالصدفة أو اكتشاف بالصدفةويمكن تقسيم الاكتشاف العرضي إلى نوعين: 1: الاكتشاف العرضي الذي لا علاقة له بموضوع البحث الأصلي (ابحث عن أ واكتشف ب). وفي هذه الحالة يتم حل مشكلة لم يكن لدى صاحب الاكتشاف العرضي أي نية لحلها أو العثور عليها أصلاً. في استعارة الكتاب المقدس، يناسب هذا النوع وصف شاول الذي "ذهب للبحث عن أثينا ووجد مملكة". 2: اكتشاف عرضي حدث أثناء البحث الأصلي. وغالباً ما يكون تأثير التجربة كجزء من هدف البحث أو هدف البحث الذي تم تحديده منذ البداية.

لذلك، سوف نسمي اكتشاف النوع 1 باسم "اكتشاف الصدفة" (GAMS) وسيطلق على اكتشاف النوع 2 اسم "الاكتشاف العرضي بدون صدفة" (أيضًا NS). اقترح روبرتس تسمية اكتشاف من النوع الثاني بـ "محاكاة الصدفة"، لكن هذا المفهوم ليس مفهومًا بشكل كافٍ. يبدو أن الصدفة حاضرة أو غائبة أكثر ملاءمة لتحديد أنواع الاكتشاف.

دور الحكمة الحكيمة في الاكتشاف العرضي
وسواء أكان من النوع الصدفي أم لا، فهو اكتشاف يحدث، بحكم التعريف، بشكل غير متوقع. ولذلك يجب على الباحث التعرف على الاكتشاف من خلال التفكير الذي يندرج تحت مفهوم "الحكمة الساخرة" التي ذكرها هوراس والبول في رسالته. ما هي خصائص الحكمة الحكيمة وكيف تساهم في تحديد الاكتشافات العرضية؟

الإدراك السريع والتقييم الظرفي المتحكم فيه والحكم الحادهذه المهارات ليست ذات صلة بالعالم فحسب، بل أيضًا بأولئك الذين ليس لديهم خلفية علمية، بشرط أن نتمتع بالقدرة على تحديد مكان الاكتشاف العرضي والتعرف عليه.

المثال الأول هو اكتشاف الكينين. تبدأ القصة بقصة قديمة وغير موثقة، حيث شرب هندي من جبال الأنديز، كان مريضًا بالملاريا، من بركة تحتوي على ماء مر يذكره بطعم لحاء شجرة الكينا. فتعافى وربط شرب الماء بشفاءه. فحكى الرجل ذلك لأقاربه المصابين بالملاريا، فشربوا من الماء وتعافوا أيضاً. يبدو أن هذه الأسطورة الهندية قد لفتت انتباه المبشرين الإسبان، الذين فهموا أهمية الاكتشاف وقاموا بتزويد أوروبا بلحاء شجرة الكينا. تم التعرف على المادة الفعالة في اللحاء على أنها الكينين، والتي استخدمت منذ فترة طويلة كدواء فعال ضد الملاريا.

المثال الثاني هو العلاج بالضوء كعلاج لليرقان الوليدي. اكتشفت ممرضة مستشفى في إنجلترا بالصدفة أن مرضى اليرقان حديثي الولادة يتعافون بشكل أسرع عندما يكونون بالقرب من نافذة مضاءة. أبلغت رؤسائها بذلك، فتبين أن الأشعة فوق البنفسجية حوّلت البيليروبين (الذي يتراكم في اليرقان) إلى مادة يتم إخراجها بكفاءة من الجسم.

والمثال الثالث هو تطوير لقاح الجدري، والذي ينسب إلى اكتشافه إدوارد جينر الذي عمل طبيبا ريفيا في إنجلترا في نهاية القرن الثامن عشر، إحدى نساء القرية، وهي حلابة أبقار عملت هناك أثناء الطاعون، فأبلغته أنها أصيبت بمرض الجدري البقري (أ.ب) ولم تصاب بالجدري رغم الطاعون. وربط جينر سبب مرض AP مع إمكانية تطعيم مرضى الزهايمر به.

أخذ مادة من جدري العامل المصاب بجدري البقر وأصاب بها عدة أطفال. مرضوا، وبعد شفائهم أصابهم بالجدري. ولم ينتشر المرض لدى هؤلاء الأطفال، وكانت الآثار الجانبية خفيفة. أثبت جينر أن الأطفال تم تطعيمهم باستخدام العامل المسبب لمرض AP، أي أنه كان تطعيمًا متقاطعًا. ومرت 44 سنة أخرى حتى تم رفع المعارضة لاستخدام مركب جينر كلقاح إلزامي في العالم. وبفضل اللقاح، تغلب الطب على مرض الجدري الذي قتل مئات الملايين من الناس على مر الزمن.

مساهمة "الروح المستعدة" في الحكمة الحكيمةفي عام 1854، أشار لويس باستور إلى الاكتشاف العرضي بقوله: في مجال الملاحظات، الصدفة تدعم فقط "العقل المستعد" - "les esprits prépared". العقل الذي تُخزن فيه المعرفة والخبرة السابقة، خاصة في المجال الذي يتعامل فيه الباحث، ويساعد هذا الشكل من التفكير الحكمة الحكيمة في التعرف على الاكتشاف العرضي (عبارة "العقل المستعد" التي تظهر في الأدبيات مشتقة من الترجمة الإنجليزية "العقل المستعد").

بنى باستير تصريحه على "عقله المستعد". كان على علم بعمل جينر على لقاح الجدري (التطعيم المتبادل) حتى قبل أن يقرر إنشاء لقاح ضد مرض كوليرا الطيور. وعلى عكس جينر، فقد حدد بالفعل بكتيريا الكوليرا على أنها سبب المرض. قام مساعده بحقن الطيور عن طريق الخطأ ببكتيريا الكوليرا من ثقافة قديمة فقدت فيها ضراوتها. وعلى نحو غير متوقع، لم تموت هذه الطيور بعد حقنها ببكتيريا الكوليرا الفتاكة.

وفي المقابل، فإن الطيور التي لم تتلق سابقًا بكتيريا من المزرعة القديمة ماتت عندما تم حقنها ببكتيريا ضارة. وفي هذه التجربة اكتشف باستور وحدد مبدأ التلقيح المباشر باستخدام البكتيريا الضعيفة بمساعدة "العقل المستعد" - وهو نفس وضوح الفكر الذي تم إعداده، كما ذكر، من خلال أعمال جينر وغيره من الباحثين فيما يتعلق بمبدأ تطوير اللقاح.

ويشير المثال التالي إلى فليمنج واكتشاف البنسلين. قبل سنوات، كان فليمنج قد أعد مزرعة في طبق بتري من الإفرازات السائلة من أنفه. وعندما فحص اللوحة، سقطت دمعة من عينه. وفي اليوم التالي، لاحظ أنه في المكان الذي هبطت فيه التمزقات، تشكل سطح خالٍ من البكتيريا. وكان استنتاجه أن المسيل للدموع يحتوي على إنزيم تسبب في تحلل المزرعة (الإنزيم هو الليزوزيم).

كانت القيمة المفيدة لهذا الاكتشاف هامشية، لكنها أحرقت عقل فليمنج وأعدته لاكتشاف آخر مماثل. في عام 1928، درس فليمنج الأنفلونزا. في أحد أطباق بيتري، تطورت فطرية من الفطريات وحولها سطح خالٍ من البكتيريا. استذكر فليمنج اكتشافه السابق للليزوزيم، وخلص إلى أن المادة التي يفرزها الفطر تقتل بكتيريا المكورات العنقودية التي نمت على الطبق. تم تعريف هذا الفطر على أنه Penicillium notatum، وكانت المادة المضادة للمضادات الحيوية تسمى البنسلين.

لولا مشاركة "العقل المستعد" في الاكتشاف، لكان طبق بيتري قد وجد طريقه إلى سلة المهملات معتقدًا أن أبواغ الفطر "أفسدت" التجربة. هل كلام باستير صحيح بشأن أي اكتشاف عرضي؟ وسبق الفيزيائي جوزيف هنري باستور عندما قال: "إن بذور الاكتشافات العظيمة تطفو حولنا باستمرار، ولكنها لا تتجذر إلا إذا كانت أرواحنا مستعدة لاستقبالها". ويبدو أن الأقوال لا تصلح في حالة عدم استعداد النفس لاستيعاب الوحي والتعرف عليه: وهو وضع يتطلب ممارسة حكمة خارجة عن المألوف.

عدم التثبيت العقلي

في بعض الأحيان لا يتمكن مكتشف GMS من استنفاد الإمكانات المفيدة الكاملة للاكتشاف العرضي، مثل فليمنج الذي لم يتعرف على غرض البنسلين كدواء يعمل داخل الجسم. ومن ناحية أخرى، قام عالم الأمراض هوارد فلوري (فلوري والكيميائي إرنست تشين) وموظفوهم في أكسفورد بتطوير بنسلين فليمنج إلى دواء يعمل داخل الجسم. لماذا لم يروج فليمنج نفسه للتطوير الذي قام به فلوري تشين؟ (فاز الثلاثة بشكل مشترك عام 1945 بجائزة نوبل لتطوير البنسلين).

يبدو أن فليمنج، عالم الأحياء الدقيقة، كان يفتقر إلى الخبرة اللازمة لتطوير البنسلين إلى دواء يعمل داخل الجسم. ومع ذلك، ولأسباب مختلفة، لم يدعم فليمنج الترويج للبنسلين بما يتجاوز استخدام مستخلص الفطر لعلاج الالتهابات الجلدية. في الواقع، كان فليمنج يفتقر إلى الانفتاح لتقييم الاستخدام المتنوع للبنسلين بشكل صحيح، وهو الموقف الذي ربما كان سائدًا أيضًا في بيئته العلمية، ولم يكن يعتقد أن البنسلين يمكن استخدامه كدواء فعال ضد الأمراض المعدية داخل الجسم، ولكن فقط كقاح. وحول هذا النهج، قال إرنست تشين إنه "مثال جيد على كيف يمكن للآراء المسبقة والثابتة في العلوم أن تخنق الخيال وتؤخر التقدم". وهذا إذن مثال واضح على دور العقل المستعد في الاكتشاف العرضي.

وفي النهاية، فإن تطوير كلا النوعين من الاكتشافات العرضية مشروط بمنتجات مفيدة في البنية التحتية الاقتصادية والتخصيص. لذلك، تمر سنوات عديدة قبل أن يصبح المنتج صالحًا للاستخدام. من ناحية أخرى، فإن فرصة العثور على GMS أو حتى NS تزداد مع السلوك العلمي المناسب، كما يقول كارل زيغلر (زيغلر)، الذي اكتشف بالصدفة في عام 1953 طريقة لإنتاج البولي إيثيلين: "راقب التطورات غير المتوقعة في التجربة أو الملاحظة ولا تهملها أيضاً إذا لم تكن ذات صلة بموضوع البحث الأصلي". وماذا عن التحديد الصحيح للاكتشاف؟ وسوف تساعد في ذلك الحكمة الحكيمة، بدعم من "العقل المستعد".