http://www.foundalis.com/dep/sci/E1_gr.htm
Επιστημονική Μέθοδος και Παραδοχές
ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Ε1 ΤΟΥ Δ.Ε.Π.
Θεωρίες
Αν όλο κι όλο που μας ενδιέφερε ήταν η παρατήρηση και η συλλογή δεδομένων, η επιστήμη σήμερα θα ήταν ανύπαρκτη, και θα βρισκόμασταν ακόμα σε αρχαϊκό, προεπιστημονικό στάδιο. Για παράδειγμα, οι αριθμοί 7, 14, 21, 28, 35, και 42, από μόνοι-τους είναι άχρηστοι, δεν μας βοηθούν σε τίποτα. Το ζήτημα είναι να παρατηρήσουμε οτι «είναι τα πολλαπλάσια του 7», δηλαδή να διατυπώσουμε αυτή τη “θεωρία”, ή “υπόθεση”, ώστε να είμαστε σε θέση να προβλέψουμε ποιος αριθμός έπεται. Αυτός είναι και ένας από τους κύριους στόχους της επιστήμης: να προβλέπει το μέλλον. Όταν π.χ. ο μετεωρολόγος μας ανακοινώνει τί καιρό θα κάνει αύριο, δεν έχει αρκεστεί σε μια απλή καταγραφή των αριθμών που έστειλε ο δορυφόρος, αλλά έχει δώσει τους αριθμούς αυτούς σε κάποιο μετεωρολογικό μοντέλο (τη “θεωρία”), και από το μοντέλο αυτό προέκυψε μια πρόγνωση.
Πότε όμως λέμε οτι έχουμε μια επιστημονική θεωρία; Μπορεί π.χ. να ισχυριστεί κανείς οτι βάσει των παρατηρήσεών μας σχετικά με το πώς είναι οργανωμένος ο φυσικός κόσμος, έπεται οτι κάποια Υπέρτατη Δύναμη πρέπει να τον δημιούργησε. Είναι επιστημονικά αποδεκτή η θεωρία αυτή;
Διαψευσιμότητα
Η πιο σημαντική ιδιότητα που απαιτείται να έχει μια θεωρία για να μπορεί να χαρακτηριστεί “επιστημονική” είναι οτι πρέπει να είναι διαψεύσιμη.
Παράδειγμα: Αν, δοθέντων των αριθμών 7, 14, 21, 28, 35, και 42, διατυπώσουμε τη θεωρία οτι «είναι τα πολλαπλάσια του 7», και επομένως κάνουμε την πρόβλεψη οτι ο επόμενος αριθμός θα είναι ο 49, τότε έχουμε μια διαψεύσιμη, και άρα επιστημονική θεωρία. Γιατί αν ο επόμενος αριθμός τύχει να μην είναι ο 49, τότε η θεωρία-μας θα έχει διαψευστεί, και θα πρέπει να την αλλάξουμε ώστε η νέα θεωρία να περιλάβει τόσο τους παλιούς όσο και το νέο αριθμό, που είναι απροσδόκητος σύμφωνα με την παλιά θεωρία. Π.χ., αν ο επόμενος αριθμός τύχει να είναι ο 50, ιδού μια νέα, βελτιωμένη θεωρία: «Είναι τα πρώτα έξι πολλαπλάσια του 7· από κει και πέρα πρέπει να προσθέτουμε 1 σε κάθε επόμενο πολλαπλάσιο του 7.» (Υπόψη οτι φαίνεται πολύπλοκη η νέα θεωρία, αλλά ένας μαθηματικός μπορεί εύκολα να γράψει έναν τύπο που να συνοψίζει την παραπάνω πρόταση μέσα σε λίγες πράξεις.)
Τί γίνεται αν δεν πρόκειται να παραχθεί κανένα νέο δεδομένο (νέος αριθμός); Τότε η θεωρία-μας δεν μπορεί να διαψευστεί, γιατί ναι μεν κάνει μια πρόβλεψη (οτι ο επόμενος αριθμός θα είναι ο 49), αλλά αφού δεν πρόκειται να υπάρξει επόμενος αριθμός, κανείς δεν θα μπορέσει ποτέ να διαψεύσει τη θεωρία αυτή, δηλαδή να δει αν είναι σωστή ή όχι. Μπορεί π.χ. οι δοσμένοι αριθμοί (7, 14, 21, 28, 35, και 42) να παρήχθησαν από κάποια άλλη, πιο πολύπλοκη μέθοδο από τα πολλαπλάσια του 7, πράγμα που δεν θα το μάθουμε ποτέ αφού δεν θα παραχθεί κανένα νέο δεδομένο. Στην περίπτωση λοιπόν αυτή παύουμε να έχουμε μια θεωρία. Έχουμε να κάνουμε με ένα δεδομένο: τους έξι αυτούς αριθμούς και τίποτ’ άλλο.
Ας προχωρήσουμε σε πιο πραγματικά παραδείγματα. Έστω οτι παρατηρούμε τους κύκνους που υπάρχουν στον κόσμο. Βρισκόμαστε ακόμα στα 1600, όταν η Αμερική έχει ήδη ανακαλυφθεί, αλλά όχι ακόμα και η Αυστραλία. Όλοι οι κύκνοι που έχουν παρατηρηθεί σε όλα τα μέρη του κόσμου, περιλαμβανομένης και της Αμερικής, είναι λευκοί.
|
|
|
|
|
Cygnus buccinator
|
Cygnus olor
|
Cygnus melanocorypha
|
Coscoroba coscoroba
|
Παραδείγματα ειδών λευκών κύκνων, από Ευρώπη, Αμερική, κλπ.
Διατυπώνουμε λοιπόν τη θεωρία οτι «οι κύκνοι είναι πάντοτε λευκοί», που συμφωνεί με όλα τα μέχρι στιγμής δεδομένα. Η θεωρία είναι διαψεύσιμη, γιατί αν βρεθεί ποτέ ένας μη λευκός κύκνος, θα έχει διαψευστεί. Πράγματι, μετά την ανακάλυψη της Αυστραλίας παρατηρούμε οτι υπάρχει το είδος του μαύρου κύκνου Cygnus atratus, οπότε η θεωρία-μας διαψεύδεται.
Το είδος του μαύρου κύκνου της Αυστραλίας, Cygnus atratus (βλ. πληροφορίες εδώ)
Σημαντικό είναι να ξεχωρίσουμε την έννοια “διαψεύσιμη” από την έννοια “σωστή/λάθος”. Μια θεωρία μπορεί να είναι σωστή, και να παραμένει διαψεύσιμη. (Πάντοτε πρέπει να παραμένει διαψεύσιμη για να είναι επιστημονική.) Για παράδειγμα, αν ακόμα και οι κύκνοι της Αυστραλίας ήσαν λευκοί, η θεωρία περί μόνο λευκών κύκνων θα ήταν σωστή, αλλά θα παρέμενε διαψεύσιμη, γιατί πάντα μπορεί να βρίσκαμε κάποιον μέχρι πρότινος ανεξιχνίαστο βιότοπο στη Γη με μη-λευκούς κύκνους. Τώρα, αν έχουμε ψάξει όλες τις “γωνιές” της Γης (και είμαστε απόλυτα βέβαιοι οτι δεν υπάρχει μέρος που δεν ψάξαμε), και δεν έχουμε βρει παρά μόνο λευκούς κύκνους, τότε πλέον δεν έχουμε μια θεωρία, αλλά ένα δεδομένο: «όλοι οι κύκνοι είναι λευκοί».
Όσο τα νέα δεδομένα που έρχονται εξακολουθούν να υποστηρίζουν τη θεωρία, δηλαδή να μην τη διαψεύδουν, τόσο μεγαλώνει η βεβαιότητά μας οτι η θεωρία είναι σωστή. Ποτέ όμως η βεβαιότητά μας δεν γίνεται ίση με 100%, εκτός αν γνωρίζουμε οτι τελείωσαν τα δεδομένα, όπως στο παραπάνω υποθετικό παράδειγμα με τους κύκνους.
Ας προχωρήσουμε την παραπάνω σκέψη, “τραβώντας-τη στα άκρα”. Γνωρίζουμε οτι όταν αφήνουμε ένα αντικείμενο ελεύθερο από κάποιο ύψος, αυτό πέφτει προς την επιφάνεια της Γης. Για το φαινόμενο αυτό έχουμε μια θεωρία: τη θεωρία της βαρύτητας, που ήταν μέρος της κλασικής φυσικής του Νεύτωνα, και τώρα μέρος της θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν. Όσες φορές και να έχουμε αφήσει ένα αντικείμενο να πέσει, αυτό έχει κατευθυνθεί επιταχυνόμενο προς τα κάτω, πάντα επιβεβαιώνοντας τη φυσική θεωρία. Ποτέ δεν είδαμε ένα αντικείμενο να ανεβαίνει προς τα πάνω, ή να πηγαίνει προς άλλη διεύθυνση. (Αντικείμενο βαρύτερο του αέρα· ας αποκλείσουμε μπαλόνια ηλίου ή θερμού αέρα — που άλλωστε κι αυτά επιβεβαιώνουν τη θεωρία, αφού είναι ο βαρύτερος απ’ αυτά αέρας που “πέφτει” γύρω-τους.) Τί σημαίνει αυτό; Οτι η θεωρία της βαρύτητας έχει επιβεβαιωθεί πλήρως; Είναι διαψεύσιμη ή όχι;
Ασφαλώς και δεν έχει επιβεβαιωθεί 100% η θεωρία, και φυσικά είναι διαψεύσιμη. Η θεωρία προβλέπει οτι την επόμενη φορά που θ’ αφήσουμε ελεύθερο ένα αντικείμενο βαρύτερο του αέρα, θα πάει κι αυτό επιταχυνόμενο προς τα κάτω. Αν όμως δούμε ποτέ, έστω και μία φορά, να μη συμβαίνει αυτό — κ’ εφόσον βεβαιωθούμε οτι δεν έχουμε πέσει θύματα ταχυδακτυλουργίας, αυθυποβολής, κλπ. — η τρέχουσα θεωρία της βαρύτητας θα έχει διαψευστεί, και θα πρέπει να τη συμπληρώσουμε, ώστε η νέα θεωρία να περιλαμβάνει και το νέο δεδομένο. Φυσικά, αυτό το παράδειγμα είναι “των άκρων” γιατί τα φυσικά αντικείμενα πέφτουν εκατομμύρια φορές κάθε ημέρα σε όλη τη Γη, και ποτέ κανείς δεν παραπονέθηκε οτι κάποιο-τους έφυγε προς τα πάνω και χάθηκε στο διάστημα. Άρα έχουμε αντίστοιχη βεβαιότητα, που πλησιάζει το σχεδόν ακριβώς 100%. Δεν πρέπει όμως να είναι ποτέ ακριβώς 100%.
Άσκηση: Ο αναγνώστης ας προσπαθήσει να φανταστεί ένα νέο νόμο βαρύτητας, που να είναι συμβατός με όλες τις παρατηρήσεις που έχουν γίνει μέχρι σήμερα· δηλαδή να εξηγεί γιατί όλα τα αντικείμενα που παρατηρούμε καθημερινά κατευθύνονται προς το κέντρο της Γης (ή του πλανήτη γενικότερα), αλλά ο νέος νόμος να προβλέπει κάποιες καινούργιες παρατηρήσεις που, αν τις κάναμε, θα διέψευδαν το σημερινά αποδεκτό νόμο της βαρύτητας. Εννοείται οτι ο νέος νόμος πρέπει να είναι συμβατός με τους άλλους φυσικούς νόμους, δηλαδή να μη γίνεται επίκληση σε υπερφυσικές δυνάμεις.
Λύση: Μία λύση προτείνεται στο μάθημα Φ1 (Θεμελιώδεις Αρχές Φυσικής), εδώ. |
Ας πάμε στη θεωρία της εξέλιξης των ειδών. Θα μπορούσε να ισχυριστεί κανείς οτι η θεωρία αυτή αφορά σε πράγματα που συνέβησαν στο παρελθόν. Δεν έχουμε νέα δεδομένα στο παρόν, άρα η θεωρία αυτή δεν κάνει προβλέψεις· άρα δεν είναι διαψεύσιμη· άρα ούτε επιστημονική. Είναι σωστό αυτό σαν σκέψη;
Όχι, είναι λάθος. Η θεωρία της εξέλιξης των ειδών πράγματι κάνει προβλέψεις. Για παράδειγμα, κάνει την πρόβλεψη οτι ποτέ δεν πρόκειται να βρούμε ένα απολίθωμα θηλαστικού με ηλικία μεγαλύτερη από 500 εκατομμύρια έτη (γιατί τόσο παλιά δεν είχαν εξελιχθεί ακόμα σε θηλαστικά τα ζώα)· ποτέ δεν πρόκειται να βρούμε απολίθωμα του δικού-μας είδους (Homo sapiens) με ηλικία μεγαλύτερη από 1 εκατομμύριο έτη· κ.ο.κ. Τη στιγμή που θα βρούμε ένα απολίθωμα με ηλικία που δεν μπορεί να εξηγηθεί από την εξελικτική θεωρία (και αφού γίνουν επανειλημμένες εκτιμήσεις της ηλικίας του απολιθώματος, ώστε να βεβαιωθούμε οτι δεν πρόκειται για λάθος μετρήσεων), θα έχουμε καταρρίψει τη θεωρία της εξέλιξης, την οποία θα πρέπει να διορθώσουμε ώστε να περιλαμβάνει και το νέο εύρημα. Κάνοντας στην πραγματικότητα χιλιάδες προβλέψεις σαν αυτές που αναφέρθηκαν, ασφαλώς και είναι διαψεύσιμη η θεωρία της εξέλιξης των ειδών, άρα και επιστημονική. Απλά δεν έχει διαψευστεί μέχρι σήμερα.
Τί μπορούμε όμως να πούμε για τη λεγόμενη θεωρία του “ευφυούς σχεδιασμού”, που λέει πάνω-κάτω οτι τα έμβια όντα μπορεί μεν να εξελίχθηκαν και να εξελίσσονται ως ένα βαθμό, αλλά σε κάποια κρίσιμα σημεία επενέβη ένας “ευφυής σχεδιαστής” ο οποίος παρήγαγε τα πιο πολύπλοκα από τα όργανα (όπως π.χ. τα μάτια), και χωρίς τον οποίο δεν θα υπήρχαμε σήμερα; Είναι αυτή η θεωρία διαψεύσιμη;
Αν το καλοσκεφτούμε, θα δούμε πως δεν είναι. Όποιος διαφωνεί δεν έχει παρά να προτείνει μια πρόβλεψη που κάνει η θεωρία αυτή, την οποία να μπορούμε να διαψεύσουμε μέσω μιας παρατήρησης. Προσοχή: η υπόδειξη ενός ακόμη οργάνου που φαίνεται αρκετά πολύπλοκο (π.χ., το αυτί) δεν αποτελεί πρόβλεψη, αλλά απλώς υπόδειξη ενός αντικειμένου για το οποίο αυτός που το υποδεικνύει έχει άγνοια του πώς δημιουργήθηκε. Η προσωπική άγνοια ενός ατόμου για κάποιο γεγονός δεν συνεπάγεται το οτι το γεγονός αυτό συνέβη μέσω ενός θαύματος (δηλ. καταστρατήγησης των φυσικών νόμων). Στην πραγματικότητα όταν κάποιος ισχυρίζεται οτι κάτι συνέβη μέσω θαύματος, δεν αφήνει περιθώριο για να διαψευστεί αυτός ο ισχυρισμός-του, γιατί η οντότητα που προκάλεσε το υποτιθέμενο θαύμα θα μπορούσε κάλλιστα να λάβει μέτρα ώστε να αποφευχθεί η οποιαδήποτε διάψευση. Άρα οποιαδήποτε θεωρία επικαλείται κάποια ανώτερη και εξωκοσμική ευφυΐα που έχει τη δύναμη και τις ικανότητες να παρακάμψει τον επιστημονικό έλεγχο, είναι αναγκαστικά μη επιστημονική.
Ακόμα πιο σημαντικό όμως είναι να καταλάβουμε οτι το βάρος της υπόδειξης οτι μια θεωρία είναι διαψεύσιμη το σηκώνει εκείνος που προτείνει τη θεωρία. Δηλαδή, όποιος προτείνει τη θεωρία του “ευφυούς σχεδιασμού” για να εξηγήσει το πώς δημιουργήθηκαν τα έμβια όντα, αυτός είναι εκείνος που πρέπει να δείξει το πώς μπορεί να διαψευστεί η θεωρία-του, αν θέλει να ισχυριστεί οτι η θεωρία είναι επιστημονική. Αν δεν μπορεί να προτείνει κάποιον τρόπο με τον οποίο να διαψεύδεται η θεωρία, τότε δεν έχει μια επιστημονική θεωρία αλλά απλώς μια γνώμη. (Εγκυκλοπαιδικά, κανείς υποστηρικτής του “ευφυούς σχεδιασμού” δεν έχει προτείνει ποτέ το πώς η θεωρία αυτή μπορεί να διαψευστεί.)
Η λανθασμένη τάση προς επαλήθευση, παρά προς διάψευση
Είναι παρατηρημένο και γνωστό ψυχολογικό φαινόμενο οτι ο άνθρωπος τείνει να επιδιώκει την επιβεβαίωση μάλλον των απόψεών του (ή των επιστημονικών θεωριών-του), παρά τη διάψευσή τους. Αυτή η τάση και πρακτική είναι τελείως λανθασμένη, γιατί όσες επαληθεύσεις και να κάνουμε, δεν μπορούμε παρά να είμαστε προσεγγιστικά μόνο βέβαιοι για την αλήθεια της άποψης· ενώ αντίθετα αρκεί μία και μόνη διάψευση για να βεβαιωθούμε αμέσως για το λάθος. Επομένως, ο τίμιος επιστήμονας (αλλά και ο τίμιος νους που έχει κάποια άποψη γενικά για κάτι) πρέπει να επιδιώκει κυρίως τη διάψευση.
Ενδιαφέρον είναι οτι για το θέμα αυτό έγραψε ο Άγγλος φιλόσοφος Francis Bacon (Φράνσις Μπέικον, 1561–1626) από το 17ο αιώνα ακόμη (η τελευταία πρόταση μπήκε σε έντονη γραφή από το συγγραφέα του παρόντος):
| “Η ανθρώπινη διάνοια, από τη στιγμή που θα υιοθετήσει μια άποψη (είτε επειδή είναι η κοινώς παραδεκτή είτε επειδή της είναι αρεστή), διαμορφώνει το καθετί κατά τρόπον ώστε να στηρίζει και να επιβεβαιώνει την άποψη αυτή. Όσο ισχυρές και πολλές και να είναι οι αποδείξεις περί του αντιθέτου, με μια βαριά και ολέθρια προκατάληψη τις αγνοεί και τις περιφρονεί ή τις εξαιρεί και τις απορρίπτει, επικαλούμενη κάποια διάκριση, προκειμένου να διαφυλαχθεί το κύρος των πρώτων παραδοχών. […]”
“Έτσι λειτουργούν όλες οι προλήψεις, είτε πρόκειται για την αστρολογία, τα όνειρα, τους οιωνούς, τη θεία δίκη, είτε για άλλο τι παρόμοιο· οι άνθρωποι, που αρέσκονται σε τέτοιες κενότητες, δίνουν σημασία στα γεγονότα όταν αυτά επαληθεύουν τις προβλέψεις τους, ενώ όταν κάτι τέτοιο δεν συμβαίνει — πράγμα που αποτελεί και τον κανόνα — τα παραβλέπουν και τα προσπερνούν. Αυτό το κακό, όμως, παρεισφρέει με πολύ πιο ύπουλο τρόπο στη φιλοσοφία και στις επιστήμες, όπου η αρχική άποψη αλλοιώνει και υποτάσσει εκείνην που έπεται, ακόμη και αν η τελευταία είναι ορθότερη και καλύτερα θεμελιωμένη. Εξάλλου, ανεξάρτητα από αυτή την τέρψη και την ελαφρότητα που περιέγραψα, είναι μόνιμο και χαρακτηριστικό σφάλμα της ανθρώπινης διάνοιας να συγκινείται και να διεγείρεται περισσότερο από την κατάφαση παρά από την άρνηση, ενώ κανονικά θα έπρεπε να αντιμετωπίζει καί τα δύο με τον ίδιο τρόπο. Για τη θεμελίωση μάλιστα ενός πραγματικού αξιώματος, μεγαλύτερη ισχύ έχει το αρνητικό παράδειγμα.”
Francis Bacon, 1620: “Τα είδωλα της φυλής”, από το Νέο όργανο (Novum Organum). Απόσπασμα από το βιβλίο: “Η «εντολή» του Γαλιλαίου”, Edmund Blair Bolles· απόδοση στα ελληνικά: Διονύσης Γιαννίμπας· Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο 2004. |
Πρόσφατα σχόλια