Phân biệt định luật và quy luật khoa học

Tuy nhiên, khi cần phân tích cách khoa học biểu đạt tri thức, có thể dùng một phân biệt hữu ích: quy luật nhấn mạnh mối liên hệ, khuynh hướng hoặc tính có quy tắc của đối tượng; định luật nhấn mạnh sự phát biểu khoa học về mối liên hệ đó dưới một hình thức tương đối xác định. Vì vậy, một bên nghiêng về cái được nhận biết trong hiện thực, bên kia nghiêng về hình thức tri thức dùng để mô tả nó.

Điểm khác biệt cốt lõi giữa định luật và quy luật khoa học

“Quy luật khoa học” có thể được hiểu theo nghĩa rộng là một mối liên hệ tương đối ổn định, có tính lặp lại hoặc có điều kiện giữa các thuộc tính, quá trình hay hiện tượng mà khoa học tìm cách nhận diện. Khi nói một quá trình “có quy luật”, trọng tâm nằm ở việc nó không diễn ra hoàn toàn tùy tiện mà biểu hiện một cấu trúc hoặc xu hướng có thể nghiên cứu.

“Định luật khoa học” thường nhấn mạnh hơn vào mệnh đề khoa học được xác lập để biểu đạt một quan hệ như vậy. Định luật có thể được trình bày bằng lời, bằng quan hệ toán học, bằng xác suất hoặc bằng một hệ điều kiện xác định.

Có thể hình dung sự khác biệt theo hướng:

·         Quy luật trả lời: Hiện tượng vận động hoặc liên hệ theo kiểu nào?

·         Định luật trả lời: Khoa học phát biểu mối liên hệ đó như thế nào?

Ví dụ, quan hệ giữa lực, khối lượng và gia tốc trong cơ học không chỉ được nhận biết như một sự đều đặn thực nghiệm. Nó được biểu đạt trong cơ học cổ điển bằng phương trình (F = ma). Chính dạng phát biểu xác định đó khiến tri thức có thể được sử dụng để tính toán, giải thích và dự đoán trong phạm vi áp dụng của mô hình.

Sự phân biệt này chủ yếu là phân biệt về vai trò nhận thức và cách biểu đạt, không có nghĩa rằng mọi quy luật đều tồn tại độc lập với mọi mô tả khoa học hay mỗi định luật đều là một “bản sao” hoàn hảo của tự nhiên.

Quy luật nhấn mạnh mối liên hệ khách quan của hiện tượng

Khi dùng “quy luật” theo nghĩa nhận thức luận rộng, khái niệm này hướng sự chú ý tới cấu trúc của chính hiện tượng được nghiên cứu.

Một quy luật không đơn thuần có nghĩa rằng hai sự việc tình cờ xuất hiện cùng nhau nhiều lần. Điều quan trọng là khoa học tìm kiếm một quan hệ có đủ tính ổn định, có điều kiện xác định và có khả năng giải thích để phân biệt nó với một sự trùng hợp ngẫu nhiên.

Chẳng hạn, quan sát rằng thủy triều lên xuống theo chu kỳ là nhận biết một tính đều đặn. Nhưng việc có một tính đều đặn chưa tự động biến phát biểu mô tả nó thành một định luật cơ bản. Khoa học còn phải xác định cơ chế, các đại lượng liên quan, điều kiện chi phối và mối quan hệ của hiện tượng với một hệ lý thuyết rộng hơn.

Điều này dẫn tới một điểm dễ bị bỏ qua: “có quy luật” không đồng nghĩa với “không có ngoại lệ quan sát được”. Trong sinh học, kinh tế học, tâm lý học hoặc khoa học xã hội, nhiều quan hệ chỉ biểu hiện dưới những điều kiện nhất định hoặc dưới dạng xác suất. Một quy luật ở các lĩnh vực này có thể mô tả khuynh hướng có hệ thống thay vì một quan hệ tất định tuyệt đối.

Vì vậy, bản chất của quy luật không nằm ở việc hiện tượng phải lặp lại giống hệt nhau trong mọi trường hợp, mà ở việc khoa học nhận diện được một cấu trúc quan hệ có thể giải thích bằng các điều kiện thích hợp.

Định luật là một hình thức phát biểu tri thức khoa học

Nếu quy luật nhấn mạnh vào mối liên hệ được nghiên cứu, định luật nhấn mạnh hơn vào cách mối liên hệ ấy được khoa học phát biểu.

Một định luật tốt thường làm được nhiều việc cùng lúc: xác định các đại lượng hoặc yếu tố có liên quan, chỉ ra quan hệ giữa chúng, quy định điều kiện áp dụng và cho phép rút ra hệ quả có thể kiểm nghiệm.

Trong vật lý, đặc điểm này thường thể hiện rất rõ vì nhiều định luật có dạng toán học. Chẳng hạn:

[

F = ma

]

Phương trình không phải bản thân một chuyển động xảy ra trong tự nhiên. Nó là biểu thức lý thuyết cho quan hệ giữa các đại lượng trong một khuôn khổ cơ học xác định.

Tương tự, định luật khí lý tưởng được viết:

[

PV = nRT

]

Công thức cho phép liên hệ áp suất, thể tích, lượng chất và nhiệt độ của một mô hình khí lý tưởng. Tuy nhiên, nó không có nghĩa mọi chất khí thực ở mọi trạng thái đều tuân theo biểu thức với độ chính xác tuyệt đối. Khi điều kiện vật lý thay đổi đáng kể, mức độ phù hợp của mô hình cũng thay đổi.

Điểm này cho thấy định luật khoa học không chỉ là một câu mô tả “điều thường xảy ra”. Nó thường là một thành phần của hệ thống lý thuyết, trong đó các khái niệm, đại lượng và điều kiện áp dụng đã được xác định.

Định luật không đơn giản là quy luật được viết thành công thức

Một cách hiểu phổ biến là: quy luật được mô tả bằng lời, còn khi viết thành công thức toán học thì trở thành định luật. Cách phân biệt này quá đơn giản.

Không phải mọi định luật khoa học đều nhất thiết phải được biểu diễn bằng một phương trình ngắn. Một định luật có thể được trình bày bằng một mệnh đề định tính, một quan hệ xác suất hoặc một phát biểu chứa nhiều điều kiện.

Ngược lại, không phải mọi công thức xuất hiện trong khoa học đều là định luật. Một phương trình có thể chỉ là định nghĩa, hệ quả toán học, công thức xấp xỉ hoặc biểu thức dành cho một trường hợp cụ thể.

Do đó, yếu tố phân biệt quan trọng hơn hình thức toán học là vai trò của phát biểu trong hệ thống tri thức. Một định luật phải thể hiện một quan hệ khoa học có tính khái quát thích hợp và có chức năng giải thích, dự đoán, ràng buộc hoặc hệ thống hóa hiện tượng trong phạm vi nhất định.

Điều này cũng giải thích tại sao tên gọi lịch sử không phải lúc nào cũng phản ánh chính xác địa vị nhận thức hiện đại của một phát biểu. Trong khoa học, việc một nguyên lý được gọi là “law”, “principle”, “rule” hay “relation” đôi khi chịu ảnh hưởng của truyền thống thuật ngữ, không chỉ phụ thuộc vào một tiêu chuẩn phân loại duy nhất.

Phạm vi và điều kiện áp dụng quyết định ý nghĩa của một định luật

Một hiểu lầm khác là cho rằng đã là định luật khoa học thì phải đúng tuyệt đối, không có điều kiện và không thể bị giới hạn.

Trên thực tế, định luật luôn phải được đọc cùng với miền áp dụng của nó.

Các định luật của cơ học Newton cho kết quả rất tốt trong phạm vi vận tốc không tiến gần vận tốc ánh sáng và khi những hiệu ứng tương đối tính hoặc lượng tử không giữ vai trò chi phối. Điều đó không khiến cơ học Newton trở thành tri thức vô giá trị. Nó cho thấy một định luật được hiểu chính xác phải bao gồm cả điều kiện mà trong đó phát biểu có hiệu lực.

Ở các ngành khoa học đặc thù như sinh học hay kinh tế học, điều kiện còn quan trọng hơn. Quan hệ được gọi là định luật có thể phụ thuộc vào môi trường, cấu trúc quần thể, giả định mô hình hoặc nguyên tắc “các yếu tố khác không đổi”.

Do đó, khi đánh giá một định luật, không nên chỉ hỏi:

“Phát biểu này có đúng không?”

Câu hỏi đầy đủ hơn là:

“Phát biểu này đúng hoặc có giá trị xấp xỉ trong những điều kiện nào, với những đối tượng nào và ở mức độ nào?”

Chính ranh giới áp dụng giúp biến một công thức hoặc mệnh đề tổng quát thành tri thức khoa học có thể sử dụng đúng cách.

Vì sao định luật và quy luật thường bị dùng lẫn nhau?

Sự lẫn lộn không hoàn toàn xuất phát từ việc sử dụng thuật ngữ sai. Một nguyên nhân quan trọng là hai từ này thực sự có vùng nghĩa chồng lấn.

Trong nhiều ngữ cảnh, cùng một tri thức có thể được nói đến từ hai góc nhìn. Nếu nhấn mạnh mối liên hệ tồn tại hoặc được phát hiện trong đối tượng, người viết có thể dùng “quy luật”. Nếu nhấn mạnh phát biểu khoa học đã hệ thống hóa mối liên hệ ấy, “định luật” trở nên tự nhiên hơn.

Ngoài ra, quá trình dịch thuật cũng làm ranh giới trở nên không tuyệt đối. Từ tiếng Anh law có thể xuất hiện trong tiếng Việt dưới dạng “định luật” ở nhiều ngữ cảnh khoa học tự nhiên, nhưng cũng có thể được diễn đạt là “quy luật” tùy ngành và truyền thống học thuật.

Vì thế không nên tạo ra một quy tắc máy móc kiểu:

“Quy luật là hiện thực, còn định luật là câu chữ của con người.”

Phân biệt như vậy có giá trị giải thích ban đầu nhưng nếu tuyệt đối hóa sẽ dẫn đến sai lệch. Trong thực hành khoa học và triết học khoa học, chính khái niệm “law of nature” cũng là đối tượng tranh luận: các nhà nghiên cứu không hoàn toàn thống nhất một định luật có phải là đặc điểm khách quan của thế giới, một mô tả của những đều đặn, một quan hệ tất yếu hay một thành phần của hệ thống lý thuyết.

Cách phân biệt hai khái niệm khi đọc tài liệu khoa học

Thay vì chỉ nhìn vào tên gọi, có thể phân tích vai trò của phát biểu trong ngữ cảnh.

Nếu nội dung đang nói về một mối liên hệ, khuynh hướng hoặc cấu trúc lặp lại của sự vật, “quy luật” thường là cách hiểu phù hợp. Nếu nội dung trình bày một mệnh đề khoa học có hình thức xác định, kèm các biến số, điều kiện hoặc khả năng suy ra kết quả, khía cạnh “định luật” nổi bật hơn.

Có thể kiểm tra lần lượt bốn câu hỏi:

1.    Đối tượng được nói tới là mối liên hệ của hiện tượng hay phát biểu khoa học về mối liên hệ đó?

2.    Phát biểu có điều kiện và phạm vi áp dụng xác định hay không?

3.    Nó có chức năng giải thích, dự đoán hoặc ràng buộc các trạng thái có thể của hệ hay chỉ ghi nhận một sự đều đặn?

4.    Tên gọi là một phân loại có chủ ý hay chỉ là thuật ngữ được duy trì theo truyền thống của ngành?

Cách đọc này hữu ích hơn việc mặc định rằng bất cứ thứ gì mang tên “định luật” đều có tính tuyệt đối hoặc mọi “quy luật” đều nhất thiết phải được chuyển thành một công thức toán học.

Có thể tóm lại sự khác biệt theo cách thận trọng nhất: quy luật khoa học thiên về mối liên hệ hoặc tính có quy tắc mà khoa học nhận diện ở đối tượng; định luật khoa học thiên về phát biểu có hệ thống dùng để biểu đạt một quan hệ như vậy trong một phạm vi xác định.

Định luật vì thế là một phương thức tổ chức và biểu đạt tri thức rất mạnh, nhưng không phải lúc nào cũng đồng nhất một-một với “quy luật của hiện thực”. Một quy luật có thể được mô tả bằng nhiều mô hình hoặc phát biểu khác nhau; một định luật lại chỉ có ý nghĩa đầy đủ khi đặt trong hệ khái niệm, giả định và điều kiện áp dụng của nó.

Quan trọng hơn, ranh giới giữa hai từ không phải một chuẩn thuật ngữ tuyệt đối áp dụng cho mọi ngành. Khi đọc một tài liệu cụ thể, cần ưu tiên cách tác giả định nghĩa và sử dụng thuật ngữ thay vì suy ra địa vị khoa học chỉ từ việc họ dùng từ “định luật” hay “quy luật”.