Kuhn om vitenskapelige revolusjoner i naturvitenskapene

Transkript

1 Kuhn om vitenskapelige revolusjoner i naturvitenskapene Thomas Kuhn ( ) Fysiker og vitenskapshistoriker Lars Johan Materstvedt Professor dr.art. Filosofisk institutt, NTNU The Structure of Scientific Revolutions (1962/1970) SSR er om naturvitenskap "Paradigme" (gr. paradeigma) = forbilde, mønstergyldig, ettertraktelsesverdig, ideal en virkelighets-oppfatning;"weltanschauung, Thinking Cap Et paradigme kan inneholde flere teorier En slags kjempeteori Teoriene er "paradigme-impregnert" 3 Et paradigme = et "omfattende forutsetningskompleks", og inneholder: Hva som er anerkjente vitenskapelige resultater Hva som skal gjelde som fakta Hvordan disse fakta skal tolkes Regler (normer) for hvordan man skal bedrive vitenskap (dvs. god vitenskap) Normer for hvordan man skal diskutere vitenskapelige spørsmål Rammen/grensene for en vitenskap 4 Hva er et paradigme? Et paradigme inneholder (forts.): Hva som er eksemplariske (forbilledlige) forskerprestasjoner (k (eks. Ptolemaios, Galilei, i Newton, Einstein) i ) Symbolske generaliseringer (eks. f = ma) Modeller Metodologi/metode-filosofi (f.eks. HDM) Ontologi; hvordan verden egentlig/dypest sett er (jfr. Demokrit, Darwin) 5 VITENSKAPENS UTVIKLING 1) Før-paradigmatisk forskning - konkurrerende skoler - overflatisk og tilfeldig innsamling av data - lavt presisjonsnivå 2) Eksemplarisk - innsnevring/presisering gp gav forskerprestasjon forskningsområdet - (eks. Newton, Einstein) 3) Paradigme/ moden vitenskap = normalvitenskap - gruppetilhørighet/sosialisering og dogmatisme - gåte-løsning (puzzle-solving) - oppgaven har en løsning -regler for løsning og for hva som teller som en løsning - fagtidsskrifter 6 1

2 Normalvitenskap Knowles, s. 61: The Ptolemaic and Copernican programmes in astronomy provide two examples of normal science, as do Newtonian mechanics, Lavoisier s oxygenbased chemistry, Maxwell s theory of electromagnetism, Einstein s relativity theory and Bohr and Heisenberg s quantum mechanics. Hvorfor paradigmet er attraktivt PARADIGMET: gir løfter om å kunne løse de vitenskapelige problemer man står overfor har opp til nå vist seg fruktbart i så måte (har løst gamle problemer) inneholder en samling av u-løste såvel som løste problemer (dersom alle var løst ble jo forskeren arbeidsledig!) NB! Det er nå forskeren, ikke paradigmet, som settes på prøve: Han/hun må bevise sin dyktighet til å håndtere paradigmet 7 8 Sosiale sanksjoner og straffetiltak Den som ikke godtar paradigmet stemples som avviker ( punker, opposisjonell ; jf. demokratiet/det politiske paradigmet ) Konsekvensen er at han/hun: får refusert/forkastet sine artikler til vitenskapelige tidsskrifter ikke får de stillinger han/hun søker "fryses ut" av "det gode selskap" av forskere (mobbing, baksnakkelse, etc.) 9 I følge plateteorien hang alle kontinentene en gang sammen i ett stort kontinent, som siden har blitt delt opp i mindre plater. Disse platenes forskyvninger og kollisjoner danner grunnlaget for vår forståelse av jordskjelv og dannelsen av store fjellkjeder. Men Storetvedt fant det han mente var alvorlige mangler ved plateteorien. Rundt 1990 lanserte han sin egen teori; kontinentene glir ikke fra hverandre, men gjennomgår kun «på stedet» vridninger på grunn av jordens ujevne rotasjon. Den nye teorien gir et helt nytt syn på jordens utvikling og gir nye forklaringer på en rekke fenomener. 10 VITENSKAPENS UTVIKLING 4) Paradigme-krise - for mange uløste problemer/gåter (puzzles) - for mange uventede fenomener; anomalier 5) Ekstraordinær - Kamp om å etablere et forskning nytt paradigme 6) Vitensk. revolusjon - omvendelse 7) Nytt paradigme/ny moden vitenskap = ny normalvitenskap - Forskerne befinner seg i en ny verden 11 4) Paradigme-krise a) for mange uløste problemer/gåter ("puzzles") p.g.a. feilslåtte løsningsforsøk b) for mange fenomener som ikke skulle forekomme = ANOMALIER; irregularitet, abnormitet, uventet, uvanlig, merkelig (Eks. "Flat jord" og skipet i horisonten) 12 2

3 Per Strømholm Den vitenskapelige revolusjonen Oslo: Solum, Dersom jorda virkelig bevega seg i en bane rundt sola, og dersom fiksstjernene faktisk befant seg på et kuleskall i en endelig avstand fra universets senter, burde en kunne observere variasjoner i retningen til ei gitt stjerne etter som årstidene skifta. Slike variasjoner i stjernenes retninger observert fra jorda (parallakser) kunne Kopernikus med observasjonsmetodene sine ikke finne. (s. 57) 13 Per Strømholm Den vitenskapelige revolusjonen Oslo: Solum, Når en teori kommer med forutsigelser om fenomen som burde la seg observere, og disse forutsigelsene ikke slår til, snakker vi gjerne om en anomali, en manglende overensstemmelse mellom teori og observasjon. (s. 57) 14 Om anomalier Knowles, s. 64: Om anomalier Knowles, s. 71: Normal science is also a period in which anomalies are tolerated. An anomaly is an observation that doesn t fit in with what one would expect and which moreover resists solution. The existence of astronomical comets constituted anomalies for the Aristotelian paradigm, with its view of the supralunar realm as perfect and unchanging Any paradigm will always have some anomalies at a given time. 15 That one sees the world in a way that reflects one s paradigm does not mean that the world can never yield resistance, as it were, to one s attempts to fit the paradigm to it. Indeed, the very existence of anomalies suggests it must. 16 5) Ekstra-ordinær forskning ontologiske (filosofiske) diskusjoner om fundamentale begreper i paradigmet ekstra-ordinær forskning foregår "på siden" av paradigmet frembringer nye og eksemplariske løsninger særlig yngre forskere går i spissen for denne type forskning Det nye perspektivet kan vinne frem dersom det bidrar til å: løse det gamle paradigmets problemer/uløste gåter ("puzzles"), og får anomaliene til å forsvinne 17 Kuhn: Nye tolkninger av naturen vokser først frem hos enkeltpersoner. Disse er de første til å se vitenskapen og verden i et nytt lys, fordi dide konsentrerer seg intenst t om problemer som fremkaller kriser. Dessuten er de vanligvis unge, eller ferske innenfor det kriserammede feltet [og dermed] i mindre grad forpliktet overfor det gamle paradigmet. 18 3

4 6) Vitenskapelig revolusjon 6) Vitenskapelig revolusjon Forskerne samles rundt en attraktiv, ny måte å se forskningsfeltet på = det har skjedd en vitenskapelig revolusjon KUHN: Revolusjoner er sjeldne og egentlig "utenomvitenskapelige (Vs. Popper: Vitenskap = "kontinuerlig revolusjon"/falsifikasjoner) Overgangen skjer ikke uten regelrett kamp; det gjelder å erobre maktposisjoner i det vitenskapelige hierarkiet NB! Kuhn henter bildet fra politisk historie (1789, f.eks.) Særlig eldre forskere gir nødig slipp på et paradigme Eks.: : Mange fysikere nektet å svelge Einsteins fysikk/relativitetsteori Det nye paradigmet kan først innkassere den endelige seieren når tilhengerne av det gamle paradigmet bokstavelig talt er dødd ut Dybvig & Dybvig, s. 419: Hele den vitenskapelige revolusjon i perioden kan oppfattes som et spesielt omfattende paradigmeskifte, hvor paradigmet som ble byttet ut var (i det vesentlige) det aristoteliske bildet av naturen. Da Newtons fysikk slo gjennom, representerte dette også et paradigmeskifte, en endring av mekanikkens og astronomiens rammebetingelser. 21 Vitenskapens vekst Kunnskapen vokser ikke "jevnt og trutt vs. logisk positivisme & Popper Vitenskapene utvikler seg sprangvis (diskontinuerlig) Ikke-kumulative brudd; "fra paradigme til paradigme" (jfr. fasene) Paradigmene er inkommensurable u-sammenlignbare; uten felles måleenhet begrepenes betydning ulik (defineres annerledes) 22 Inkommensurabilitet Inkommensurabilitet Aristoteles: "Alle legemer har en fallhastighet som er proporsjonal med vekten" Stemmer med dagliglivets erfaring; jfr. luftfriksjonen Galilei: "Alle legemer faller like hurtig, uansett vekt" Stemmer med laboratorie-erfaring; jfr. fall i vakuum (ingen friksjon) 23 Aristoteles: "Hvorfor skal vi beskrive naturen utifra de fire årsakene?" "Fordi de fire årsakene gjelder overalt i naturen, og vi må beskrive naturen slik den er" Galilei: "Hvorfor skal vi beskrive naturen matematisk?" "Fordi naturen er matematisk, og vi må beskrive naturen slik den er" 24 4

5 Inkommensurabilitet & anomalier A classical physicist might admit the anomalies that the double-slit experiment with photons creates for his or her view, but regard the principle of determinism as so axiomatic as to render quantum mechanics a non-starter. All arguments for or against paradigms are thus ultimately circular Knowles, s Paradigme-skifte = teknologisk fremskritt Nye paradigmer er bedre redskaper til å løse praktiske problemer med Gir oss mer og bedre teknologi Har større forklarings-kraft enn de gamle Eks.: fra geosentrisk til heliosentrisk verdensbilde/paradigme; lettere å forklare/forutsi himmellegemenes bevegelser 26 Ontologisk problemstilling: er de nye paradigmene dermed sannere? Vi kan ikke si at ett paradigme er falskt, mens et annet er sant Fordi de er inkommensurable, er det ikke mulig å veie dem mot thverandre RELATIVISME Paradigmene er kun forskjellige/annerledes De gir forskjellige "bilder" av virkeligheten Dermed kan vi ikke si at de gir et stadig sannere bilde av virkeligheten Kuhn: meningsløst å hevde dette (instrumentalisme) 27 SSR, Kuhns etterord: Jeg er ikke i tvil om at f.eks. Newtons mekanikk er en forbedring i forhold til Aristoteles, eller at Einsteins er en forbedring i forhold til Newtons når vi betrakter dem som instrument for problemløsning [puzzle-solving]. Men jeg kan ikke se at de representerer en koherent ontologisk utvikling. Tvert i mot, i enkelte viktige henseende, men slett ikke i alle, er Einsteins generelle relativitetsteori nærmere Aristoteles teori enn de begge er til Newtons teori. 28 Kuhn og Kant: [Kuhn s term] dynamic Kantianism, according to which all scientific theories concern one and the same physical reality, but conceptualise this reality differently form one another present different pictures of it. As in Kant, science does not tell us how the world is in itself [Ding an Sich]. Knowles, s Kuhn vs. Popper Popper: Falsifiserte teorier må oppgis til fordel for nye og/eller mer omfattende teorier (eks. Storetvedt) Kuhn: Vitenskapshistorien: Mange eksempler på teorier som har "overlevd" til tross for at en del data motsier/ falsifiserer teoriene 30 5

6 Kuhn vs. Popper Kuhn: Det er ikke rasjonelt å forkaste "falsifiserte" teorier uten videre F.eks. dersom man mangler gode teorier å erstatte dem med "Falsifiserte" teorier har ofte vist seg fruktbare innenfor paradigmet De har hatt stor forklaringskraft over lang tid 31 Kuhn vs. Popper Derfor tar ikke forskerne hensyn til falsifikasjonene (i Poppers forstand) Funn/data som virker falsifiserende blir forsøkt forklart/nøytralisert li ved at man: introduserer hjelpe-hypoteser introduserer ad hoc-hypoteser ("redningsplanker") "legger skylden" for falsifikasjonene på andre forhold enn selve teorien; tilleggsvilkår 32 Hjelpe-hypoteser Kopernikus kunne ikke observere parallakser I følge vanlig logikk måtte dette bety at teorien var gal, sia den ga gale forutsigelser. I anomalisituasjoner er likevel forskerne ikke helt uten hjelpemidler. [Man kan] introdusere hjelpehypoteser. [Deres] funksjon er i kombinasjon med teorien å gi de nødvendige korrekte forutsigelsene. (Strømholm s. 57) Kopernikus løste problemet ved å anta mye større avstand til fiksstjernene = hjelpe-hypotese Hjelpe-hypoteser Bruken av hjelpehypoteser er et nødvendig og legitimt middel i forskningen. Uten dem ville en aldri kunne beholde teorier lenge nok til å realisere potensialet deres. Likevel kan de skape nye problem, særlig hvis de stadig blir brukt til å bortforklare anomalier, til å redde teorier for enhver pris. (Strømholm s. 57) Jf. Poppers kritikk Ad hoc-hypoteser Strømholm, s. 57-8: Som regel krever en derfor av introduserte hjelpehypoteser at de skal ha et overskudd av empirisk innhold, at de skal ha testbare konsekvenser ut over de anomaliene de blir brukt til å eliminere. Dersom de ikke har det, kaller vi dem gjerne ad hoc-hypoteser. Ad hoc betyr til dette formål, og forskningen er ikke særlig begeistra for slike hjelpemidler. I visse tilfeller er likevel ad hoc-hypoteser det eneste en har. 35 Kuhn vs. Popper Poppers posisjon er OK "på papiret": H I - I Formal-logisk gyldig slutning - H (modus tollens) 36 6

7 Kuhn vs. Popper Men hva er det som er falsifisert i praksis? H & A I -I("Denne( ravnen er ikke svart") Heller -A A = hjelpe-hypoteser + ad hoc-hypoteser + tilleggsvilkår (ukjente forhold, feil på apparaturen, etc.) Heller A? Dette er generelle poeng; de gjelder alltid Vi kan ikke ha oversikt over det vi ikke har oversikt over for da har vi jo nettopp oversikt! Å kreve at kun én falsifikasjon av en universell hypotese/teori skal være nok til å gjendrive den, er for Kuhn "naiv falsifikasjonisme" (Popper anklager de logiske positivistene for naiv verifikasjonisme )