Narava znanstvenega mišljenja

labodje-jezero

Kaj daje znanosti spoznavno vrednost, ki ji jo dandanes pripisujemo? Imamo prav, če na čelo poskusov potešitve naše kolektivne radovednosti postavimo znanstveno metodo? In nenazadnje, kakšne alternative sploh imamo na voljo? Takšna zanimiva vprašanja srečamo pri razmisleku o naravi znanstvenega mišljenja.


 

Črna škatla se pridnnewtons-cradle-256213_960_720o polni z objavami o kognitivni znanosti, malo manj pa se piše o znanosti nasploh (čeprav bo zvesti bralec Črne škatle hitro našel vsaj dva protiprimera [1][2]). Tudi zunaj tega dotičnega spletišča pri člankih na temo takšne ali drugačne znanosti prepogosto najdemo zapise, ki se podajajo globoko v specifike nekega ozko omejenega področja, pri tem pa kot samoumevne sprejemajo nekatere zaključke, ki jih v besedilo ne bi smeli spustiti brez kritične presoje. Predvsem poljudnoznanstvena besedila, ki ciljajo na širok in raznolik spekter bralcev, bi morala že v sami zasnovi težiti k jasnosti in utemeljenosti. Na trdnih osnovah se potem gradi vsebina, ki predstavlja nek napredek. Tako velja tudi v znanosti.

 

Je znanost samoumevna?

Seveda ne moremo pričakovati, da bo vsak zapis o znanstvenih temah na dolgo in široko razglabljal tudi o vseh pogojih in dejavnikih, ki v končni fazi odločajo o nastalih zaključkih. Nekje pač moramo potegniti črto in vsebino, o kateri pišemo, sprejeti kot splošno znano – denimo, vzročne povezave znotraj skrbno izvedenega eksperimenta, veljavnost zabeleženih rezultatov, zanesljivost logičnega sklepanja … Vsaj te osnove lahko sprejmemo za skoraj samoumevne. Skoraj.

Za to, da lahko danes o premnogih znanstvenih temah govorimo brez potrebe po dolgih uvodnih razpravah, so zaslužni znanstveniki in filozofi preteklosti, ki so z mukotrpnim oblikovanjem in preoblikovanjem znanstvene teorije in prakse tlakovali pot, po kateri lahko sedaj bolj ali manj brezskrbno stopamo. Začeli so seveda z osnovami, ki se le redko pojavljajo v okviru sodobnih znanstvenih in poljudnoznanstvenih razprav, saj se bolj kot na znanstveno vsebino navezujejo na filozofske temelje spoznanja.

 

Osnove znanstvenega mišljenja

Začetek oblikovanja sodobnega znanstvenega mišljenja in moderne znanosti običajno postavljamo v 16. stoletje, ko se je začela tako imenovana znanstvena revolucija, za katero lahko povemo, da je znanosti postavila neke splošne temelje. Čeprav je v prihodnjih stoletjih neprestano prihajalo do najrazličnejših sprememb v znanstveni metodi, je razmeroma nespremenjeno ostalo ključno »pravilo«, ki pravi, da morajo biti kakršnikoli sklepi utemeljeni na podlagi pozornega opazovanja narave in zanesljivega logičnega sklepanja. To predstavlja okvir, ki mu pravimo znanstveno mišljenje.

 Tako nekako bi morala izgledati pot Venere, če bi bila v središču Osončja Zemlja. Preproste elipse v heliocentričnem sistemu so nedvomno veliko bolj elegantne.

Tako nekako bi morala izgledati pot Venere, če bi bila v središču Osončja Zemlja. Preproste elipse v heliocentričnem sistemu so nedvomno veliko bolj elegantne.

Z začetkom novega veka je postalo jasno, da v znanosti velja slediti opažanjem, meritvam in zbranim dejstvom, ne pa avtoritetam, ki narekujejo le potrjevanje vnaprej postavljenih zaključkov. Lep primer tega zasuka je tako imenovani »kopernikanski obrat«, s katerim je Nikolaj Kopernik prekinil poldrugo tisočletje staro tradicijo geocentrizma. Pred tem so namreč astronomi predpostavljali, da je v središču vesolja naša Zemlja, okoli katere krožijo vsa druga nebesna telesa, kar pa se ni skladalo z dejanskimi opažanji, saj se preostali planeti Osončja gibajo drugače, kot bi se morali v geocentričnem sistemu. Namesto, da bi astronomi opustili zmotno teorijo geocentrizma, so izumljali zapletene matematične modele, ki so nič kaj elegantno, a vseeno razmeroma zanesljivo pojasnjevali nepravilno gibanje planetov, da bi le ohranili položaj Zemlje v središču vesolja. Kopernik je sledil skrbno zbranim podatkom iz natančnih opazovanj nočnega neba in pokazal, da se avtoritete na tem področju motijo. Postavil je heliocentrično teorijo, ki pravi, da je v središču Osončja Sonce, čeprav je bil ta zaključek bolj prepričljiv na papirju kot v vsakdanjem izkustvu, in zato geocentrizma ni uspel takoj ovreči. Resda je bila Kopernikova teorija glede na standarde današnje znanosti še vedno zelo spekulativna (in v nekaterih sklepih napačna [3]), a nedvomno je v takratnem času predstavljala opazen napredek.

Z razvojem znanosti v začetku novega veka torej pridemo do osnutka metode, ki je že takrat očitno zagotavljala večjo verodostojnost spoznanja. Izkazalo se je, da narava sama podaja boljše odgovore od tistih, ki jih najdemo v starih knjigah in pri trenutnih avtoritetah, moč logičnega sklepanja pa poskrbi za to, da so ti odgovori preverljivi in zanesljivi. Pa je res tako?

 

Lahko znanost utemeljimo zgolj na opazovanju in sklepanju?

Če bi bila kombinacija opazovanja in logičnega sklepanja res povsem zanesljiva spoznavna metoda, bi lahko zgodbo zaključili že na samem začetku. Seveda pa se izkaže, da tudi verodostojnosti opazovanja in veljavnosti logičnega sklepanja ne gre razglasiti za absolutni zakon. Tega se je v 18. stoletju zavedal že filozof David Hume, ki je znan po svojih skeptičnih razmislekih – poleg tega, da je podvomil v povezanost vzroka in učinka, je za našo zgodbo še posebej relevantno dejstvo, da je oporekal zanesljivosti oziroma objektivnosti empiričnega opazovanja. Z izrekom, da se »spomin, čuti in razum porajajo v domišljiji ali živahnosti naših predstav« [4], je izrazil pomemben pomislek, ki ga moramo vzeti v obzir, če želimo znanstveno metodo utemeljiti na opazovanju narave. Pojavi se namreč vprašanje, ali je empirično opazovanje sploh dovolj zanesljivo, da lahko poraja kakršnokoli verodostojno spoznanje. Seveda je veliko odvisno tudi od tega, na kakšen način skozi empirično motrenje sveta pridobivamo, preverjamo in potrjujemo podatke – s tem pridemo do logičnih zakonitosti, ki v končni fazi odločajo o tem, kako prepričljivi bodo sklepi določenega znanstvenega podviga.

Hume se je lotil tudi kritike enega izmed ključnih temeljev znanosti – induktivne metode oz. indukcije. Indukcija je oblika logičnega sklepanja, pri kateri iz posameznih opažanj oziroma dejstev sklepamo o splošnem. Znanost se na to metodo močno zanaša, saj se trudi iz posameznih opažanj v naravi izluščiti splošne zakone, ki določajo in pojasnjujejo tovrstno dogajanje. Na podlagi številnih opazovanj in eksperimentov oblikujemo splošen zakon, ki pojasnjuje opažanja in rezultate ter nam daje nekakšno zagotovilo, da bodo pri enakih opažanjih, meritvah in eksperimentih rezultati enaki tudi v prihodnje. Na prvi pogled se zdi, da je takšno sklepanje v znanosti več kot uporabno, a že Hume opozarja, da induktivno metodo spremlja velik problem – ni namreč povsem zanesljiva. Hume ugotavlja, da niti ogromno število opazovanj ali meritev ne zagotavlja, da bodo tudi naslednja opazovanja dala enake rezultate.

Črni labod. Ptica, ki je s svojim obstojem pošteno zamajala temelje verodostojnosti znanosti.

Črni labod. Ptica, ki je s svojim obstojem pošteno zamajala temelje verodostojnosti znanosti.

Problem indukcije najbolje ponazori znani primer črnega laboda [5]. Črni labodi evropskim naravoslovcem v zgodnjem novem veku niso bili znani, saj te ptice naseljujejo samo določene dele Oceanije, tako da je bilo dolgo v veljavi prepričanje, da so vsi labodi beli. Znanih je bilo veliko belih labodov in res je bil vsak novo opaženi labod bele barve, iz česar se je kar ponujal zaključek, da so vsi labodi beli. A takšno sklepanje je napačno – tudi če v naravi srečujemo samo bele labode in če smo doslej opazili že ogromno število belih labodov, iz tega ne moremo izpeljati zaključka, da so beli vsi labodi. To je prišlo še posebej lepo do izraza ob odkritju črnih labodov v Avstraliji ob koncu 17. stoletja!

Zdi se torej, da pozorno opazovanje in induktivna logika vendarle ne zadostujeta za vzpostavitev zanesljivega temelja znanosti. A ta problem je le občasno zmotil kakšnega filozofa, medtem ko je znanost skozi 17., 18. in 19. stoletje pridno nadaljevala s svojim razvojem na teh temeljih. Indukcija je namreč pri skrbno zastavljenih eksperimentih še vedno delovala dovolj zanesljivo, da je bila v znanosti uporabna. Tako se je uveljavil znanstveni proces: hipoteza → eksperiment → potrditev → zanesljiva znanstvena teorija.

 

Filozofija znanosti v 20. stoletju

Uveljavljeni znanstveni praksi so stopili v bran tudi filozofi. V začetku 20. stoletja se je znotraj filozofije znanosti oblikovala in utrjevala teorija verifikacije, po kateri so znanstvena odkritja veljavna samo v primeru, da jih je možno preveriti in potrditi. Hipoteza postane dejstvo samo po tem, ko njene predpostavke izpostavimo eksperimentu, ki poda pozitiven rezultat. To načelo so v 20. in 30. letih minulega stoletja utemeljevali in zagovarjali predvsem člani skupine filozofov z imenom Dunajski krog (Carnap, Neurath, Schlick idr.). Opazovanje in indukcija tako ohranita osrednjo vlogo v procesu znanstvenega raziskovanja.

Zagovornikom načela verifikacije pa ni bilo dano dolgo živeti v prepričanju, da jim je le uspelo postaviti zanesljiv temelj znanosti – kaj hitro so se namreč pojavile kritike tega gledišča in tudi predlogi novih rešitev. S slednjim se je še posebej izkazal filozof Karl Popper, ki je menil, da je odkril zanesljivejšo »logiko znanstvenega odkritja [6]«.

Karl Popper je (med drugim) znan po tem, da je načelu verifikacije po robu postavil svoje načelo falsifikacije. Glede na to, da indukcija ne zagotavlja zanesljivih sklepov, pravi Popper, moramo v znanosti uporabiti drugo obliko logičnega sklepanja. »[S]klepanje teorij iz posameznih stavkov, ki jih ‘preverimo z izkustvom’ (karkoli že naj to pomeni), [je] logično nedopustno.«[7] Skozi načelo falsifikacije filozof v znanost uvede deduktivno metodo, ki za razliko od induktivne podaja povsem trdne sklepe. Dedukcija iz splošnega sklepa na posamezno, torej potrjuje, da neko splošno pravilo res velja za vse posamezne elemente, na katere se nanaša. Kako ta metoda deluje v znanosti? Dedukcijo lahko uporabimo v znanosti tako, da namesto k potrjevanju hipotez težimo k ovržbi le-teh. Načelo falsifikacije pravi, da znanstvenih hipotez nikoli ne moremo zanesljivo potrditi, lahko pa te hipoteze enostavno in zanesljivo ovržemo z uporabo dedukcije. Namesto da bi v želji po potrditvi hipoteze o belih labodih skušali najti vsakega belega laboda, je dovolj, če najdemo že enega samega črnega laboda in tako zanesljivo ovržemo celotno hipotezo. Odkritje enega samega črnega laboda namreč zanesljivo potrdi, da niso vsi labodi beli. Z načelom verifikacije tako trdnega sklepa ne bi mogli doseči, saj hipoteze, da so vsi labodi beli, nikoli ne bi mogli dokončno potrditi.

Popper ponudi znanosti načelo falsifikacije, ki se zdi zanesljivejše od induktivnih metod. Videti je, da lahko znanost končno zanesljivo odloča o resničnosti svojih domnev, in sicer tako, da jih skuša ovreči. Na ta način nobena teorija ni zanesljiva ali potrjena, temveč ostanejo le tiste, ki jih še nismo ovrgli. Naloga znanstvenika pa je, da stremi po dejstvih, ki bi teorije ovrgla, saj je to vse, kar lahko zanesljivo ugotovi in dokaže. Če neke teorije ni mogoče ovreči, potem ta ne spada na področje znanosti.

 

Znanstveno mišljenje danes

Popper je uspel načelo falsifikacije izpostaviti kot ključni element znanstvene metode. Tudi znanstveniki priznavajo, da se hipotez ne da potrditi, temveč jih lahko samo ovržemo, na ta način pa se opravljajo tudi sodobna znanstvena raziskovanja – nekateri bralci se bodo morda vsaj bežno spomnili, kako je odkritje pospešenega širjenja vesolja leta 1998 postavilo na laž predhodno veljavno predpostavko, po kateri bi morala hitrost širjenja vesolja padati, odkritje pa je dokončno ovrglo tudi dolgo tradicijo statičnega vesolja. Seveda pa so le redki prepričani, da je tako imenovani falsifikacionizem končna postaja na poti spoznavanja narave znanstvenega mišljenja. Tudi Popprova teorija ni popolna in je že takoj izzvala kritike, ki teorijo vsaj nekoliko postavijo pod vprašaj. Očitno je, da znanstvena praksa ni vedno strogo zvesta načelu falsifikacije, a vseeno deluje z zadostno zanesljivostjo, kar je v svoji kritiki izpostavil Thomas Kuhn [8]. Pojavi se vprašanje, ali znanost sploh lahko omejimo z okvirom enotne znanstvene metode, ali pa bi morali biti pri definiranju znanosti morda nekoliko manj izključujoči. Pojavi se celo ideja spoznavnega anarhizma, ki znanosti ne priznava nikakršne prednosti pred drugimi spoznavnimi metodami – zanimivosti te teorije gre iskati predvsem v delu Paula Feyerabenda [9].

Filozof znanosti nas torej pušča v stanju delnega zadovoljstva – falsifikacionizem nudi zanesljivo osnovo za pridobivanje spoznanj o naravi, hkrati pa se zdi, da bi bilo treba teorijo še vedno nekoliko nadgraditi (kar so sicer poskušali storiti Popprovi nasledniki, predvsem Imre Lakatos). Kljub temu pa sodobna znanost v teoriji večinoma sprejema načelo falsifikacije kot temelj zanesljivosti znanstvene metode. Popper je med znanstveniki (bolj kot med filozofi) priznan in spoštovan, njegova teorija pa se pri upravičevanju spoznavne vrednosti znanosti še kako upošteva in včasih tudi posebej izpostavlja [10]. Po tem, kako zanesljiva so načela filozofa, pričajo tudi besede moža, ki ga danes ob vsaki omembi takoj povežemo z znanostjo – Albert Einstein je izid knjižice svojih kritikov Sto avtorjev proti Einsteinu pospremil z izjavo: »Če bi bil v zmoti, bi že en [kritik] zadostoval« [11], na las podobna Popprovim načelom pa je tudi Einsteinova izjava, da »še tako veliko število eksperimentov ne more dokazati, da imam prav, lahko pa en sam eksperiment dokaže, da se motim«. [12]

 

Kaj smo od vsega skupaj odnesli?

S kratkim pregledom nekaterih prelomnih idej v razvoju znanstvenega mišljenja smo ugotovili, da »misliti kot znanstvenik« vključuje predvsem dvoje – upoštevanje empirično zbranih dejstev in uporabo logičnega sklepanja. To daje znanosti edinstveno spoznavno vrednost, saj so pridobljena spoznanja preverljiva in neodvisna od interpretacij ali okoliščin. Trenutno znanost v tej obliki velja za primarno spoznavno metodo, ki upravičeno vodi naše poskuse odkrivanja in spoznavanja stvarnosti, vprašanje pa je, kako ekskluzivna je ta vloga. Obstaja več alternativ, ki znanost predstavljajo le kot eno izmed možnosti pri spoznavanju sveta, v nekaterih primerih pa se druge metode izpostavljajo celo kot bolj zanesljive – nekatere alternative smo na kratko omenili pri navedbi kritik falsifikacionizma. Zaenkrat se zdi, da znanost z vsakim odkritjem znova potrjuje svojo premoč pri iskanju resnice, a ne pozabimo, da lahko že ena sama zmota povsem spodkoplje temelje njene verodostojnosti!

Kot je pri filozofiranju običajno, tudi v tem primeru bralec ob koncu besedila ne bo našel jasnega odgovora. Znanost ostaja prednostna spoznavna metoda, a njena zanesljivost ni samoumevna. V zaključnih besedah se gre torej držati zgoraj omenjenih načel: tudi znanosti ne gre slepo zaupati, temveč jo moramo vedno znova izpostavljati strogemu preverjanju, njena izhodišča moramo vedno znova utemeljevati, niti po vsem tem pa ne smemo misliti, da smo resnico končno trdno ujeli v svojo pest – nenazadnje je še vedno možno, da se bo celotno stvarstvo lepega dne spremenilo v borovničevo marmelado [13].

 

Izven škatle

[1] ^ Trpin, B. (2015). Eksperimenti iz miselnih laboratorijev. Črna škatla: spletna revija za kognitivno znanost. Ljubljana: Slovensko društvo za kognitivno znanost. Pridobljeno 7. marca, 2016 na povezavi

http://www.crnaskatla.si/2015/11/eksperimenti-iz-miselnih-laboratorijev/

[2] ^ Sluga, A. (2016). Težke izbire in majhni vzorci. Črna škatla: spletna revija za kognitivno znanost. Ljubljana: Slovensko društvo za kognitivno znanost. Pridobljeno 7. marca, 2016 na povezavi

http://www.crnaskatla.si/2016/01/tezke-izbire-in-majhni-vzorci/

[3] ^ Commentariolus. (n.d.). Wikipedia. Pridobljeno 7. marca, 2016 na povezavi

https://en.wikipedia.org/wiki/Commentariolus#Summary

[4] ^ Cit. po: Švajncer, M. (1999). Spoznavanje in modrovanje. Nova Gorica, Educa.

[5] ^ Black swan theory. (n.d.). Wikipedia. Pridobljeno 7. marca, 2016 na povezavi

https://en.wikipedia.org/wiki/Black_swan_theory#Background

[6] ^ [7] ^ Popper, K. R. (1998). Logika znanstvenega odkritja. Ljubljana, Studia humanitatis.

[8] ^ Kuhn, T. S. (1998). Struktura znanstvenih revolucij. Ljubljana, Krtina.

[9] ^ Feyerabend, P. K. (2000). Proti metodi. Ljubljana, Studia humanitatis.

[10] ^ Medawar, P. B. (1964). Is The Scientific Paper a Fraud? London, BBC.

[11] ^ [12] ^ Calaprice, A. (2010). The Ultimate Quotable Einstein. Princeton, Princeton University Press.

[13] ^New riddle of induction. (n. d.). Wikipedia. Pridobljeno 7. marca, 2016 na povezavi

https://en.wikipedia.org/wiki/New_riddle_of_induction

Viri slik

[1] https://pixabay.com/en/newton-s-cradle-balls-sphere-action-256213/

[2] https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cassini_apparent.jpg

[3] http://vintageprintable.com/vintage-printable-animal/animal-%E2%80%93-bird/animal-bird-6/animal-bird-black-swan-2-2/


Avtorstvo motivov na naslovni grafiki: Freepik, dostopno na naslovu: http://www.flaticon.com/

Komentirajte prispevek