Tieteenfilosofia

Tieteenfilosofia on filosofian osa, joka tutkii luonnontieteitä.

Tieteestä kiinnostuneet filosofit tutkivat, miten tiedemiehet rakentavat tietoa ja mikä erottaa tieteen muusta toiminnasta. Nykyaikainen tiede on epäilemättä edistänyt tietämystä monilla eri aloilla. Miten se on tehnyt tämän? Tämän kysymyksen käsittelemiseksi on käsiteltävä myös useita muita kysymyksiä.

Karl Popper

Henri Poincaré

Francis Bacon by Frans Purbus

Mikä tekee tieteestä erilaista?

Aikaisemmin jotkut ovat ajatelleet, että tiede oli pelkkää järjestäytynyttä maalaisjärkeä. Thomas Henry Huxley ajatteli näin. Kuitenkin 1900-luvun edetessä tiede tuotti monia ajatuksia, jotka eivät olleet mitään maalaisjärjen kaltaisia. Silloin kävi selväksi, että tiede todella oli jotain muuta kuin maalaisjärjen tietoa. Mutta mitä se oli? Tätä kutsutaan rajanveto-ongelmaksi.

Rajausongelma viittaa tieteen ja ei-tieteen (mukaan lukien pseudotiede) erottamiseen toisistaan. Karl Popper kutsui tätä tieteenfilosofian keskeiseksi kysymykseksi. Filosofit eivät ole päässeet täysin yksimielisyyteen ongelmasta; jotkut pitävät ongelmaa ratkaisemattomana tai epäkiinnostavana.

Loogiset positivistit yrittivät perustaa tieteen havainnointiin. Heidän mukaansa totuus saavutettiin todentamalla. Muu kuin tiede oli havainnoimatonta ja merkityksetöntä.

Tätä vastaan Popper väitti, että tieteen keskeinen ominaisuus on väärennettävyys. Kaikki tieteelliset väitteet voidaan ainakin periaatteessa osoittaa vääriksi. Jos tällaista todistusta ei löydy riittävistä ponnisteluista huolimatta, väite on todennäköisesti totta. Monet tiedemiehet (kuten Peter Medawar) kiittivät Popperin ajatuksia. Skeptikot kuitenkin huomasivat, että teorioita ei useinkaan hylätty, kun ennuste kumottiin. Teoriaa vain mukautettiin uusien havaintojen huomioon ottamiseksi. Tästä kävi selväksi, että vaikka väärennettävyys oli tärkeää, se ei voinut olla yksinkertainen tapa erottaa tiedettä ei-tieteestä.

Muitakin lähestymistapoja kokeiltiin. Yhden ajatuksen mukaan tiede oli ongelmanratkaisuprosessi, jonka tavoitteena oli löytää vastauksia kysymyksiin. Monet muutkin alat pyrkivät tietysti vastaamaan kysymyksiin ja ratkaisemaan ongelmia. Toinen lähestymistapa oli määritellä tiede objektiivisen totuuden etsinnäksi. Objektiivisuutta on kuitenkin hyvin vaikea määritellä, ja on kyseenalaista, onko tiede todella objektiivista.

Biologian osalta tilanne oli melko erilainen. Havaintoja oli julkaistu useita tuhansia, ja Darwin onnistui osoittamaan, että havainnot olivat järkeviä, jos evoluutio oli tapahtunut. Luonnontieteissä (kuten biologiassa, geologiassa tai tähtitieteessä) yksi tieteen tärkeimmistä tehtävistä on selittää, mitä on tapahtunut ja mitä on nähty. Selitykset sekä havainnot ja teoriat ovat luonnollisesti osa tieteenfilosofiaa.

Teoriat ja havainnot

Sekä teoria että havainnot ovat osa tiedettä, ja ne ovat sidoksissa toisiinsa eräänlaisessa syklissä. Erittäin selkeä esimerkki oli Einsteinin ennustus siitä, että painovoiman lähde (kuten tähti) taivuttaa lähellä kulkevaa valoa. Vuonna 1919 järjestettiin retkikunta, jonka tehtävänä oli kirjata tähtien sijainnit Auringon ympärillä auringonpimennyksen aikana. Tähtien asentojen havainnointi osoitti, että Auringon lähellä olevien tähtien näennäinen asento muuttui hieman niiden normaalista odotetusta asennosta. Auringon ohi kulkeva valo vetäytyi painovoiman vaikutuksesta Aurinkoa kohti. Tämä vahvisti Albert Einsteinin vuonna 1915 julkaistussa yleisessä suhteellisuusteoriassaan tekemät gravitaatiolinssiennusteet. Tämä oli ensimmäinen vankka todiste Einsteinin teorian puolesta.

Tässä on kyse siitä, että havainto ja teoria olivat yhteydessä toisiinsa. Havaintoa ei olisi tehty ilman teoriaa, ja silloin havainto oli vakuuttava todiste teorian puolesta. Teoria oli läpäissyt kriittisen testin. Sittemmin Einsteinin ajatuksia on testattu vielä monin tavoin, ja kaikki testit ovat olleet yhdenmukaisia hänen teoriansa kanssa.

"Naiivi" käsitys tieteestä

Maalaisjärjen mukaan tiede alkaa havainnoista: kaikki tieteellinen tieto on peräisin kokemustiedosta. Teoriat syntyvät näiden tosiasioiden havainnoinnin perusteella, ja niitä testataan sitten ennustamalla.

Seuraavassa on kaavio tästä tieteen ideasta, jota jotkut filosofit kutsuvat naiiviksi tiedekäsitykseksi:

---> INDUKTIO ---> LAIT JA TEORIAT ---> DEDUKTIO ---> | | | | | | | | ENNUSTUKSET JA SELITYKSET KOKEMUKSEN TOSIASIAT

Tätä naiivia käsitystä eivät monet filosofit nykyään pidä yllä. Ensinnäkin siinä tiede nähdään yksisuuntaisena moottorina "tosiasioista" (mitä ne ovat?) teorioihin ja ennusteisiin. Kuten Einsteinin esimerkki osoittaa, jossa teoria johti toiseen suuntaan, malli ei sovi juuri mihinkään tieteeseen. Itse asiassa tieteenfilosofian osien väliset suhteet ovat äärimmäisen monimutkaisia.

Ennusteen testaaminen

Pierre Duhemin ja W.V. Quinen mukaan on mahdotonta testata teoriaa eristyksissä. Esimerkiksi Newtonin gravitaatiolain testaamiseksi aurinkokunnassamme tarvitaan tietoa Auringon ja kaikkien planeettojen massoista ja sijainneista. Tunnetusti epäonnistuminen Uranuksen radan ennustamisessa 1800-luvulla ei johtanut Newtonin lain hylkäämiseen. Sen sijaan se johti sen hypoteesin hylkäämiseen, että aurinkokunnassamme on vain seitsemän planeettaa. Sitä seuranneet tutkimukset johtivat kahdeksannen planeetan, Neptunuksen, löytymiseen. Jos testi epäonnistuu, jokin on vialla. Ongelmana on kuitenkin selvittää, mikä se on: puuttuva planeetta, huonosti kalibroitu testilaitteisto, avaruuden epäilemätön kaarevuus jne.

Yksi Duhem-Quine-teesin seuraus on, että mikä tahansa teoria voidaan tehdä yhteensopivaksi minkä tahansa empiirisen havainnon kanssa lisäämällä ylimääräisiä (ad hoc) hypoteeseja. Tämän vuoksi tiede käyttää Occamin partaveitsi - hypoteesit, joille ei ole perusteita, poistetaan. Tämä sai Karl Popperin hylkäämään naiivin falsifikaation ja suosimaan "vahvimman selviytymistä" eli tieteellisten teorioiden falsifioitavuutta. Popperin mielestä hypoteesi, joka ei tee testattavia ennusteita, ei yksinkertaisesti ole tiedettä. Tällainen hypoteesi voi olla hyödyllinen tai arvokas, mutta sen ei voida sanoa olevan tiedettä. W.V. Quine oli sitä mieltä, että empiiriset tiedot eivät riitä teorioiden välisen tuomion tekemiseen. Tämän näkemyksen mukaan teoria voidaan aina saada sopimaan käytettävissä oleviin empiirisiin tietoihin. Tämä ei kuitenkaan välttämättä tarkoita, että kaikki teoriat olisivat yhtä arvokkaita, koska tiedemiehet käyttävät usein ohjaavia periaatteita, kuten Occamin partaveitsi.

Yksi tämän näkemyksen seurauksista on, että tieteenfilosofian asiantuntijat korostavat vaatimusta, jonka mukaan tieteen tarkoituksia varten tehtävät havainnot on rajoitettava intersubjektiivisiin kohteisiin. Toisin sanoen tiede rajoittuu alueisiin, joilla vallitsee yleinen yksimielisyys kyseisten havaintojen luonteesta. Fysikaalisia ilmiöitä koskevista havainnoista on suhteellisen helppo päästä yksimielisyyteen, sosiaalisia tai psyykkisiä ilmiöitä koskevista havainnoista on vaikeampi päästä yksimielisyyteen, ja äärimmäisen vaikeaa on päästä yksimielisyyteen teologian tai etiikan kysymyksistä (ja näin ollen jälkimmäiset jäävät tieteen tavanomaisen toimialan ulkopuolelle).

Muita ideoita

Tieteellisen menetelmän kritiikki

Onko olemassa minkäänlaista tieteellistä menetelmää? Paul Feyerabend väitti, että mikään tieteellisen menetelmän kuvaus ei voi mitenkään kattaa kaikkia tutkijoiden käyttämiä lähestymistapoja ja menetelmiä. Feyerabend vastusti määräävää tieteellistä menetelmää sillä perusteella, että tällainen menetelmä tukahduttaisi ja jarruttaisi tieteellistä edistystä. Feyerabend väitti, että "ainoa periaate, joka ei estä edistystä, on: kaikki on mahdollista".

Tieteelliset vallankumoukset

Thomas Kuhn kiisti, että testattavaa hypoteesia olisi koskaan mahdollista erottaa sen teorian vaikutuksesta, johon havainnot perustuvat. Hän väitti, että havainnot perustuvat aina tiettyyn paradigmaan ja että kilpailevia paradigmoja ei ole mahdollista arvioida itsenäisesti. Paradigmalla hän tarkoitti johdonmukaista "kuvaa" maailmasta, joka ei sisällä loogisia ristiriitoja ja joka on johdonmukainen paradigman näkökulmasta tehtyjen havaintojen kanssa. Useampi kuin yksi tällainen loogisesti johdonmukainen konstruktio voi piirtää käyttökelpoisen kuvan maailmasta, mutta ei ole mitään yhteistä pohjaa, jonka pohjalta kaksi paradigmaa voitaisiin asettaa vastakkain, teoria teoriaa vastaan. Kumpikaan ei ole standardi, jonka mukaan toista voitaisiin arvioida. Sen sijaan kysymys on siitä, minkä "muotokuvan" jotkut ihmiset arvioivat lupaavan hyödyllisimmän tieteellisen "arvoituksen ratkaisemisen" kannalta.

Kuhnille paradigman valinta perustui loogisiin prosesseihin, mutta ei viime kädessä määräytynyt niiden perusteella. Yksilön valinta paradigmojen välillä merkitsee kahden tai useamman "muotokuvan" asettamista vastakkain maailmaa vastaan ja sen päättämistä, mikä niistä on lupaavin. Jos jokin paradigma hyväksytään yleisesti, Kuhn uskoi sen edustavan tiedeyhteisön yksimielisyyttä. Jonkin paradigman hyväksyminen tai hylkääminen on hänen mukaansa yhtä lailla sosiaalinen kuin looginenkin prosessi. Kuhnin kanta ei kuitenkaan ole relativistinen. Kuhnin mukaan paradigman muutos tapahtuu, kun joukko havaittuja poikkeavuuksia (ongelmia) vanhassa paradigmassa on tehnyt uudesta paradigmasta hyödyllisemmän. Toisin sanoen uuden paradigman valinta perustuu havaintoihin, vaikka nämä havainnot tehdäänkin vanhan paradigman taustaa vasten. Uusi paradigma valitaan, koska se ratkaisee tieteellisiä ongelmia paremmin kuin vanha paradigma.

Se, että havainnot sisältyvät teoriaan, ei tarkoita, että havainnot olisivat tieteelle merkityksettömiä. Tieteellinen ymmärrys perustuu havainnointiin, mutta tieteellisten lausuntojen hyväksyminen on riippuvainen siihen liittyvästä teoreettisesta paradigmasta sekä havainnoista. Lisäkokeet voivat tietysti ratkaista näkemyserot.