Tässä blogikirjoituksessa vertaillaan näiden kahden ajattelijan ydinkäsitteitä ja tarkastellaan tieteen muuttumista ja kehittymistä eri näkökulmista. Tutkitaan yhdessä näiden erilaisten teorioiden paljastamaa tieteen dynaamisuutta.
Kaikkien 12 yliopisto-opiskeluvuoteni aikana pidin tiedettä objektiivisena, absoluuttisena ja ehdoitta luotettavana tieteenalana, enkä koskaan syvällisesti pohtinut sen olemusta. Tämä pätee todennäköisesti useimpiin opiskelijoihin, jotka ovat kulkeneet samanlaista koulutuspolkua. Ennen kuin tutkimme tieteen yksityiskohtaisia teorioita ja periaatteita, meidän on kuitenkin ensin pohdittava, mikä tieteen todellinen olemus on. Aivan kuten tutkimme historiaa tutkiaksemme tulevaisuuden suuntia menneiden tosiasioiden perusteella, tiede vaatii syvällistä pohdintaa filosofiansa historiasta varmistaakseen jatkuvan ja oikean kehityksensä. Filosofien näkemykset tieteellisestä edistyksestä eroavat toisistaan merkittävästi, ja Popperin falsifikaatiopolitiikka ja Kuhnin paradigmateoria ovat edustavia esimerkkejä. Molemmilla teorioilla on omat vahvuutensa ja heikkoutensa. Tämän artikkelin tavoitteena on laajentaa Kuhnin paradigmateoriaa Popperin falsifikaatiopolitiikkaan perustuen.
Kronologisesti Popperin falsifikaatioajattelu edeltää Kuhnin paradigmateoriaa. Popperin falsifikaatioajattelun käsittelemiseksi on ensin tarkasteltava edeltävän aikakauden induktivismia. Havainnoista johdettuja väitteitä kutsutaan havaintoväitteiksi, ja induktivistit väittävät, että niistä voidaan johtaa universaaleja lakeja. Tarkemmin sanottuna he toteavat, että jos tietyn universaalin väitteen kanssa yhdenmukaista ilmiötä toistetaan riittävän monta kertaa erilaisissa olosuhteissa eikä löydy yhtäkään ristiriitaista havaintoa, lain yleistäminen on perusteltua. Esimerkiksi jos on havaittu useita kertoja, että metalli laajenee aina kuumennettaessa, metallin tyypistä tai lämmitysmenetelmästä riippumatta, eikä yhtäkään supistumista ole tapahtunut, induktivisti pitäisi mahdollisena johtaa universaali väite: "Metalli laajenee kuumennettaessa".
Tällä induktiivisella lähestymistavalla on kuitenkin useita ongelmia. Ensinnäkin kriteerit sille, mitä induktivistit tarkoittavat "riittävän monella" otoksella ja "erilaisilla" olosuhteilla, ovat epäselvät. On mahdotonta tietää, kuinka monta koetta tarvitaan universaalin väitteen perustelemiseksi. Lisäksi, vaikka kokeista saatava populaatio on yleensä ääretön, todellinen tutkittava otos on äärellinen. Klassisen todennäköisyysteorian mukaan riippumatta siitä, kuinka monta koetta universaalin väitteen vahvistamiseksi tehdään, väitteen totuuden todennäköisyys suppenee nollaan. Tämä tarkoittaa, että useampien kokeiden tekeminen ei lisää väitteen totuuden todennäköisyyttä. Lisäksi havaintoihin vaikuttavat havaitsijan tieto, kokemus, odotukset jne., ja ne voivat siksi näyttää erilaisilta havaitsijasta riippuen. Toisin sanoen teoria edeltää aina havaintoa, mikä on ristiriidassa induktivistisen näkemyksen kanssa, jonka mukaan lait todistetaan havaintojen kertymisen kautta. Induktivismilla on siis merkittäviä rajoituksia. Toisin kuin tässä induktivismissa, Popper hylkäsi kannan, jonka mukaan tiede perustuu induktioon, ja ehdotti falsifikaatioteoriaa.
Falsifikationistit myöntävät, että teoria edeltää havaintoja, ja korostavat oletusten ja kumoamisen merkitystä tieteessä. Falsifikationismin mukaan tiede etenee teorioiden esittämisen ja kumoamisen prosessin kautta, ja vain teoriat, jotka selviävät tästä prosessista, pysyvät voimassa. Kuten induktivismissa aiemmin vahvistettiin, teorian todistaminen todeksi rajallisessa ajassa kokeilujen avulla on mahdotonta. Kääntäen, teorian paljastaminen vääräksi on suhteellisen helppoa, koska se vaatii vain yhden ristiriitaisen havaintoväitteen löytämisen. Falsifikationistit selittävät tieteellistä edistystä tällä ominaisuudella: hypoteeseja falsifoidaan, niitä parannetaan prosessin aikana ja tiede edistyy. Tämä tarkoittaa myös sitä, että hypoteesit, joita on mahdotonta falsifoida, ovat tieteellisesti merkityksettömiä. Jotta tiede voi edistyä, uusien ehdotettujen hypoteesien on oltava alttiimpia falsifioitaville kuin olemassa olevien. Esimerkiksi hypoteesi "Kaikki aurinkokunnan planeetat kiertävät aurinkoa elliptisillä radoilla" on edistyneempi kuin hypoteesi "Mars kiertää aurinkoa elliptisellä radalla", koska se on alttiimpi falsifioitaville.
Tietyllä aikakaudella yleisesti hyväksyttyjen teorioiden joukko muodostaa kyseisen aikakauden taustatiedon. Mitä enemmän olettamus poikkeaa taustatiedosta, sitä rohkeampi se on; mitä paremmin se on linjassa taustatiedon kanssa, sitä varovaisempi se on. Jotta tieteellinen edistys olisi merkityksellinen, rohkeat olettamukset on vahvistettava ja varovaiset olettamukset on kumottava. Vaikka induktivistien käyttämä "vahvistus" rajoittuu havaintoväittämien ja universaalien väitteiden väliseen todennäköisyyteen ja loogiseen suhteeseen, falsifikatismissa vahvistus tarkoittaa, että teoria ennustaa onnistuneesti uusia tosiasioita, jotka ovat ristiriidassa olemassa olevan taustatiedon kanssa.
Falsifikaatioteorialla on kuitenkin myös rajoituksensa. Kuten aiemmin mainittiin, havaintoväitteet itsessään voivat olla virheellisiä, ja koska havaintoja edeltävät tietyt teoriat, täysin varmaa falsifikaatiota ei voi olla olemassa. Lisäksi historiallisesti on olemassa tapauksia, joita falsifikaatioteoria ei pysty selittämään. Esimerkiksi siirtyminen geosentrisestä aurinkosentriseen malliin kesti yli 100 vuotta, eikä yhdenkään falsifikaatiotapauksen olemassaolo johda välittömästi olemassa olevan teorian välittömään hylkäämiseen. Siten sekä induktivismi että falsifikaatioteoria ovat liian yksinkertaisia selittämään tieteellisen kasvun todellista prosessia. Näiden rajoitusten kompensoimiseksi syntyi Kuhnin paradigmateoria.
Alan Chalmersin mukaan Kuhnin paradigma viittaa joukkoon oletuksia, lakeja ja tekniikoita, joita tiedemiehet ovat jakaneet tietyllä aikakaudella. Tämän paradigman puitteissa tehtyä tutkimusta kutsutaan normaaliksi tieteeksi. Normaalin tieteen sisällä tiedemiehet selventävät ja laajentavat paradigman sovellusalaa. Oletetaan, että ilmenee poikkeava tapaus, jota ei voida selittää olemassa olevalla paradigmalla. Popperin falsifikaatioteorian mukaan tällainen tapaus muodostaa yhden paradigman falsifikaation, joka vaatii sen välitöntä hylkäämistä ja korvaamista uudella paradigmalla. Kuhnin selityksen mukaan paradigmaa pidetään falsifikoituneena vain silloin, kun useita poikkeavia tapauksia kasaantuu, mikä johtaa kriisiin. Tämä selittää tehokkaasti siirtymisen geosentrismistä aurinkosentrismiin, jota falsifikaatioteoria ei pystynyt selittämään. Kun paradigma falsifikoidaan, tiedemiehet omaksuvat uuden paradigman, ja uusi normaalin tieteen kausi alkaa. Kuhn kutsuu tätä prosessia tieteelliseksi vallankumoukseksi.
Kuhnin mukaan normaalia tiedettä hallitsee yksi paradigma; kaksi tai useampi paradigma ei voi esiintyä rinnakkain yhden aikakauden normaalin tieteen sisällä. Toisin sanoen, toisin kuin induktivistit, Kuhn ei näe tieteen kehittyvän havaintojen kertymisen kautta. Sen sijaan hän näkee tieteen vuorotellen normaalin tieteen ja tieteellisten vallankumousten kausien välillä, joiden aikana paradigmat "korvautuvat". Tämä näkökulma on kuitenkin ristiriidassa tieteen todellisen kumulatiivisen kasvun kanssa makrohistoriallisesti tarkasteltuna. Vaikka perustavanlaatuinen teorioiden korvautuminen, kuten Kuhn väittää, tapahtuu vuosisatojen kuluessa, samana aikana erilaiset paradigmat ovat juurtuneet syvemmälle ja laajemmin eri tieteenaloille, mikä osoittaa selvästi tieteellisen teorian kumulatiivisen kehityksen. Siksi kirjoittaja pyrkii realistisesti laajentamaan Kuhnin paradigmaa hyödyntämällä Popperin falsifikaatioteoriaa.
Kuten alla olevista esimerkeistä käy ilmi, väitän, että tieteenalojen paradigmat muuttuvat pääasiassa kolmella tavalla: muokkaamalla, luomalla ja integroimalla. Tieteellinen kehitys voidaan ymmärtää sillä, kuinka paljon paradigmat laajentavat "selitettävän alueen kokoa". Tässä "selitys" ei tarkoita pelkästään ristiriidan puuttumista, vaan myös suoran vahvistuksen mahdollisuutta.
Ensinnäkin paradigmat voivat muuttua. Tämä muistuttaa Kuhnin kuvailemaa ilmiötä. Paradigman muutoksen tapahtumiseksi tarvitaan falsifikaatio, joka riittää luomaan kriisin olemassa olevan normaalin tieteen sisällä. Tämä falsifikaatio syntyy, kun uusi paradigma pystyy selittämään ilmiöitä, joita vanha paradigma ei pysty selittämään. Uusi paradigma, joka ei pysty selittämään ilmiöitä, jotka olemassa oleva paradigma pystyy selittämään, sisältää jo kumoamisen, eikä sitä siksi voida hyväksyä. Toisin sanoen siltä puuttuu selitysvoima korvata olemassa oleva paradigma. Ad hoc -selitykset on tässä suljettu pois.
Toiseksi, paradigmoja voidaan luoda kokonaan uusia. Paradigman muodostavaa ensisijaista teoriaa kutsutaan perustavanlaatuiseksi teoriaksi, ja siitä johdettuja teorioita kutsutaan aliteorioiksi. Perusteoriat tarjoavat uusia työkaluja ja ajattelun viitekehyksiä. Esimerkiksi optiikan kehitys mahdollisti mikroskoopin, mikä johti uusien perustavanlaatuisten teorioiden, kuten sytologian, syntyyn ja loi uuden paradigman. Laajentuminen uusille alueille laajentaa tieteen selitysmahdollisuuksia.
Kolmanneksi, paradigmoja voidaan integroida. Sähkö- ja magneettikenttien yhdistäminen on tästä erinomainen esimerkki. Integroitu paradigma mahdollistaa selitykset paitsi aiemmin olemassa olevien paradigmojen kattamalle alueelle, myös tarjoaa lisäselityksiä itse integrointiin liittyen.
Näin ollen, kun paradigmojen joukko laajentaa selitettävien asioiden laajuutta niiden muutoksen, luomisen ja integroinnin kautta, tiede edistyy. Ajatus siitä, että laajemman selitysalan omaava paradigma edustaa edistyneempää teoriaa, on yhdenmukainen Popperin falsifikationismin kanssa. Laajempi selitysala merkitsee luonnostaan suurempaa falsifikaatiopotentiaalia. Popperin "kaiken selittävän teorian" "selitys" eroaa luonteeltaan tässä käsitellystä "selityksestä". Popper viittaa teoriaan, joka on loogisesti falsifikoitavissa oleva, kun taas tässä tekstissä esitetty selitys sisältää mahdollisuuden suoralle vahvistukselle.
Popperin falsifikaatioteoria ratkaisi useimmat induktivismin ongelmat, mutta se ei ottanut huomioon todellisen tieteellisen kehityksen monimutkaisuutta, koska se vaati teorioiden hylkäämistä falsifikaatioasteesta riippumatta. Kuhnin paradigmateoria puolestaan pystyi selittämään prosessin, jolla tieteelliset teoriat muuttuvat pitkien ajanjaksojen aikana, mutta se ei täysin heijastanut todellisten tieteellisten teorioiden kumulatiivista kehitystä. Siksi kirjoittaja keskittyy siihen, miten tieteen selitysalue laajenee paradigman muutosten, syntymisen ja integraation kautta. Kirjoittaja pyrkii määrittelemään tieteellisen edistyksen selitysalueen kokona, joka on selitettävissä joukolla paradigmoja. Tämä on pohjimmiltaan linjassa Popperin falsifikaatioteorian kanssa, sillä selitysalueen laajeneminen luonnostaan lisää falsifikaatiokelpoisuutta.
