Falsyfikacja, replikacja, taka sytuacja cz.1

Kiedy popularyzatorzy, ‘sceptycy’, ‘racjonaliści’, a czasem nawet sami naukowcy tłumaczą sukces nauki oraz powód, dla którego należy jej się prymat w społeczeństwie, na ogół wskazują na metodę naukową. To ona ma być tym, co czyni z nauki tak potężne narzędzie poznawcze; co gwarantuje, że pokładane w niej nadzieje nie napotkają zawodu; co odróżnia naukę i szarlatanerię, często w postaci religii; co uzasadnia tożsamość ‘nauka = racjonalność’. Z pomocą filozofii nauki (a zatem nie autorskich przemyśleń) mam zamiar pokazać, że kreślony powszechnie obraz naukowości nie przystaje do rzeczywistości, zaś opowieści o charakterze metody naukowej przemyślane nie są.

Nie będę polemizował z żadnym konkretnym opisem metody naukowej, bo, po pierwsze, łatwiej przecież bić chochoła, po drugie, jak pisałem, chciałbym uderzyć w obraz powszechny. Taki obraz nie będzie wszak dziełem pojedynczego autora. Od razu zjawia się pytanie, na ile można rzetelnie zrekonstruować krążąca wizję nauki. Zaraz potem zjawia się odpowiedź, że nie można wcale. Dlatego też nie będę syntetyzował jakiegoś ujęcia całościowego, a ograniczę się do wypisania szeregu tez, które, jak mi się wydaje, nie są kontrowersyjne wśród ogółu osób o nastawieniu pronaukowym. Oczywiście jestem świadom, że wiele osób, w tym czytających ten wpis, podzielać może część z tych tez, inne odrzucając (ja na przykład w swoim czasie podzielałem niemal wszystkie). Z tego względu postaram się krytykować każdą z nich z osobna. Tusze, że wtedy każdy znajdzie coś dla siebie.

Oto domniemany zbiór tez o metodzie naukowej:

(1) Nauka polega na nieuprzedzonym gromadzeniu obserwacji i indukcyjnym formułowaniu na ich podstawie hipotez.
(2) Hipotezy są testowane empirycznie i testy te pozwalają jednoznacznie odrzucać hipotezy, które ich nie przejdą.
(3) To, co odróżnia naukę od pseudonauki, to falsyfikowalność hipotez naukowych.
(4) Hipotez/teorii naukowych nie potwierdza się, a falsyfikuje.
(5) Choć teoria naukowa może ulec zmianie lub może zostać odrzucona, to fakty wyprowadzone z obserwacji i wchodzące w jej skład pozostaną.
(6) Nauka zajmuje się tylko tym, co można zaobserwować, dlatego wszelka metafizyka, która postuluje istnienie czegoś, co obserwacji się nie poddaje, to zbędne pierdolenie.

(1) Nauka polega na nieuprzedzonym gromadzeniu obserwacji i indukcyjnym formułowaniu na ich podstawie hipotez.

Problem z powyższym twierdzeniem ma źródło w rzekomo nieuprzedzonym charakterze obserwacji. I nie chodzi tu tylko o pobudki ideologiczne, jakie mogą motywować naukowców. Przede wszystkim chodzi o to, że obserwacje nie odbywają się w teoretycznej próżni Po pierwsze, zdania obserwacyjne (protokolarne) formułowane są zawsze w jakimś języku. Rzadko w języku potocznym, najczęściej w języku jakiejś teorii. W poprzednim moim wpisie przytoczyłem taki przykład:

Gaz wymieszany z utleniaczem przed osiągnięciem strefy spalania formuje płomień kinetyczny, w którym prędkość spalania zależy od kinetyki reakcji.

Ktoś, kto nie posiadałby za sobą całego zestawu narzędzi teoretycznych dostarczonych przez chemię i fizykę w ciągu ostatnich 200-300 lat, nie zrozumiałby nic z powyższego zdania. Pojęcie kinetyki reakcji nie istniało przed XIX wiekiem, zaś dopiero w XVIII wieku Joseph Black wykazał, że otrzymany przezeń dwutlenek węgla nie jest formą powietrza, a odmienną substancją – wcześniej pojęcie gazu było równoważne pojęciu powietrza. Takie pojęcia nie biorą się z doświadczenia. Weźmy banalny przykład pojęcia zieloności. Zebranie jakiejś grupy zielonych obiektów, wskazanie na nią, i powiedzenie, że własność wspólna wszystkich tych obiektów jest kolorem zielonym, wymaga niestety posiadania tego pojęcia wcześniej. Inaczej nie byłoby możliwe zdefiniowanie zbioru w oparciu o ten kolor. Nasz język determinuje nasze postrzeganie świata. To, co my postrzegamy jako reakcję utleniania, starożytni postrzegali jako egzemplifikację żywiołu ognia.

Po drugie, kiedy badacz ma dokonać obserwacji lub eksperymentu, nie przystępuje do czynu, dobierając losowo narzędzia, miejsce, czas, warunki itd. Gdy Kepler prowadził badania, patrzył przez teleskop, nie przez doniczkę, bo posiadał teorię optyczną, sformułowaną zresztą przez siebie. Gdy Galileusz toczył kulę po równi pochyłej, opisując jej ruch, nie uwzględniał fazy księżyca czy ilości ślimaków w ogrodzie, bowiem zakładał nieistotność tych faktów. Tę nieistotność można jednak stwierdzić jedynie w oparciu o teorię, nawet jeśli trywialną i silnie zakorzenioną. Oczywistym jest, że dziś w laboratoriach nikt nie duma nad tym, czy kolor skarpetek technika może mieć wpływ na wynik eksperymentu. Ten brak związku nie jest jednakże samooczywisty i coś go w końcu musi uzasadniać.

Po trzecie, nie bardzo wiadomo, jak z dowolnego zbioru obserwacji zjawisk elektromagnetycznych można indukcyjnie wyprowadzić wniosek o istnieniu elektronów, które wszakże w samej obserwacji nie ujawniają się bezpośrednio. To samo tyczy się wszystkich innych nieobserwowalnych bezpośrednio obiektów, których istnienie postuluje nauka (inne cząstki elementarne, geny, struny etc.) Wprowadzenie takich obiektów do dyskursu przypomina raczej dzieło fantazji i intuicji niż niewzruszony wniosek wynikający z ostrożnie przeprowadzonych doświadczeń.

(2) Hipotezy generują predykcje, które są testowane empirycznie i testy te pozwalają jednoznacznie odrzucać hipotezy, które ich nie przejdą.

Do pierwszej części tego zdania nie można się przyczepić. Problematyczna jest część druga, bo natrafiamy na tzw. problem Duhema-Quine’a. Jako że temat to dość skomplikowany, przedstawię ten problem w uproszczeniu.

Załóżmy, że posiadamy hipotezę A, którą chcemy sprawdzić empirycznie. W tym celu musimy sformułować na jej podstawie jakieś szczegółowe twierdzenie o świecie, które będzie naszą predykcją. To jednak za mało. Musimy też dołączyć do tego zdania założenia dodatkowe, które dotyczyć będą działania naszego aparatu pomiarowego. Aby tego było mało, musimy ustalić warunki początkowe naszego eksperymentu np. ustawienia czujników i kolor skarpetek technika. W konsekwencji kiedy dochodzi do eksperymentu, nie testujemy jedynie naszej hipotezy A, lecz również szereg teorii pomocniczych, w których ugruntowane jest całe doświadczenie. Załóżmy teraz, że wynik nie zgadza się z naszymi przewidywaniami. Jak znajdziemy winnego? Pierwszym podejrzanym będzie oczywiście nasza hipoteza A, mimo to nie sposób konkluzywnie i jednoznacznie winy tej udowodnić. Zawsze istnieje szansa na to, że zawiodła któraś z innych teorii zaangażowanych w eksperyment.

Standardowym już przykładem jest historia odkrycia Neptuna. W 1821 roku Bouvard opublikował tablice astronomiczne, gdzie zawarł opis orbity Urana stworzony na podstawie praw dynamiki i prawa ciążenia Newtona. Szybko jednak okazało się, że jego predykcje nie zgadzają się z obserwacjami. Innymi słowy, obserwacje ruchu Urana falsyfikowały mechanikę newtonowską. Nikomu jednak nie spieszyło się do tego, aby ją porzucać. Zamiast tego zaproponowano istnienie ósmej planety, której oddziaływanie miałoby tłumaczyć zakłócenia orbity Urana. Wydawać się to mogło desperacką próbą ratowania dogmatu, jednak Le Verrier i Adams (niezależnie od siebie) wyliczyli pozycję hipotetycznej planety. 24 września 1846 Galle, po niecałej godzinie poszukiwań, odnalazł Neptuna na niebie. Mechanika newtonowska została uratowana.

Powyższy przykład obrazuje opisany problem. Predykcje otrzymane na bazie praw Newtona były fałszywe, lecz odrzucenie mechaniki newtonowskiej byłoby czynem pochopnym. Przyczyna nie leżała w teorii, ale w warunkach początkowych, które zakładały zbyt małą ilość planet. Pozorna falsyfikacja teorii okazała się w istocie jej wielkim tryumfem. Nie została ona nawet zmodyfikowana.

Reszta w kolejnych częściach, aby łatwiej się czytało.

#nowyonanizm #filozofia #nauka