Deze blogpost vergelijkt de kernconcepten van deze twee denkers en onderzoekt hoe wetenschap vanuit verschillende perspectieven verandert en zich ontwikkelt. Laten we samen de dynamiek van de wetenschap verkennen die door deze verschillende theorieën wordt onthuld.
Gedurende mijn twaalfjarige opleiding tot aan de universiteit heb ik wetenschap altijd beschouwd als een objectieve, absolute en onvoorwaardelijk betrouwbare discipline, zonder ooit diep na te denken over de essentie ervan. Dit geldt waarschijnlijk voor de meeste studenten die een vergelijkbaar opleidingstraject hebben gevolgd. Voordat we echter de gedetailleerde theorieën en principes van de wetenschap bestuderen, moeten we eerst overwegen wat de essentie van de wetenschap werkelijk is. Net zoals we geschiedenis bestuderen om toekomstige richtingen te verkennen op basis van feiten uit het verleden, vereist de wetenschap een diepgaande reflectie op de geschiedenis van haar filosofie om haar continue en correcte ontwikkeling te garanderen. De opvattingen van filosofen over wetenschappelijke vooruitgang lopen aanzienlijk uiteen, waarbij Poppers falsificationisme en Kuhns paradigmatheorie representatieve voorbeelden zijn. Beide theorieën hebben hun eigen sterke en zwakke punten. Dit artikel beoogt Kuhns paradigmatheorie uit te breiden op basis van Poppers falsificationisme.
Chronologisch gezien gaat Poppers falsificationisme vooraf aan Kuhns paradigmatheorie. Om Poppers falsificationisme te onderzoeken, is het noodzakelijk om eerst het inductivisme van het voorgaande tijdperk te onderzoeken. Uit waarnemingen afgeleide uitspraken worden observationele uitspraken genoemd, en inductivisten beweren dat daaruit universele wetten kunnen worden afgeleid. Meer specifiek stellen ze dat als een fenomeen dat consistent is met een bepaalde universele uitspraak voldoende wordt herhaald onder verschillende omstandigheden, en er geen enkele tegenstrijdige waarneming wordt gevonden, het generaliseren van die wet gerechtvaardigd is. Als bijvoorbeeld meerdere keren is waargenomen dat metaal altijd uitzet bij verhitting, ongeacht het type metaal of de verhittingsmethode, en er nooit een enkel geval van krimp is geweest, zou een inductivist het mogelijk achten om de universele uitspraak af te leiden: "Metaal zet uit bij verhitting."
Deze inductieve benadering stuit echter op verschillende problemen. Ten eerste zijn de criteria voor wat inductivisten bedoelen met "voldoende" steekproeven en "verschillende" omstandigheden onduidelijk. Het is onmogelijk te weten hoeveel experimenten nodig zijn om een universele bewering te rechtvaardigen. Bovendien is de populatie die uit experimenten kan worden verkregen over het algemeen oneindig, terwijl de daadwerkelijke steekproef die kan worden onderzocht eindig is. Volgens de klassieke kansrekening convergeert de waarschijnlijkheid dat een bewering waar is, ongeacht hoeveel experimenten er worden uitgevoerd om een universele bewering te bevestigen, naar nul. Dit betekent dat het uitvoeren van meer experimenten de waarschijnlijkheid dat een bewering waar is niet vergroot. Bovendien worden observaties beïnvloed door de kennis, ervaring, verwachtingen, enz. van de waarnemer, en kunnen ze daarom verschillend lijken, afhankelijk van de waarnemer. Dat wil zeggen, theorie gaat altijd vooraf aan observatie, wat in tegenspraak is met de inductivistische opvatting dat wetten worden bewezen door de accumulatie van observaties. Inductivisme heeft dus aanzienlijke beperkingen. In tegenstelling tot dit inductivisme verwierp Popper de stelling dat wetenschap gebaseerd is op inductie en stelde hij falsificationisme voor.
Falsificationisten erkennen dat theorie aan observatie voorafgaat en benadrukken het belang van speculatie en weerlegging in de wetenschap. Volgens het falsificationisme vordert de wetenschap door het proces van het voorstellen en weerleggen van theorieën, en alleen theorieën die dit proces overleven, blijven bestaan. Zoals eerder bevestigd in het inductivisme, is het onmogelijk om binnen een beperkte tijd door middel van experimenten te bewijzen dat een theorie waar is. Omgekeerd is het relatief eenvoudig om te bewijzen dat een theorie onwaar is, omdat het slechts vereist dat er één enkele tegenstrijdige observationele bewering wordt gevonden. Falsificationisten verklaren wetenschappelijke vooruitgang op basis van deze eigenschap: hypothesen worden gefalsificeerd, tijdens dit proces verbeterd, en de wetenschap boekt vooruitgang. Dit betekent ook dat hypothesen die onmogelijk te falsificeren zijn, wetenschappelijk betekenisloos zijn. Wil de wetenschap vooruitgang boeken, dan moeten nieuw voorgestelde hypothesen vatbaarder zijn voor falsificatie dan bestaande. De hypothese “Alle planeten in het zonnestelsel draaien in elliptische banen om de zon” is bijvoorbeeld geavanceerder dan de hypothese “Mars draait in een elliptische baan om de zon”, omdat deze vatbaarder is voor falsificatie.
De verzameling theorieën die in een bepaald tijdperk algemeen aanvaard zijn, vormt de achtergrondkennis van dat tijdperk. Hoe meer een vermoeden afwijkt van de achtergrondkennis, hoe gewaagder het is; hoe meer het overeenkomt met de achtergrondkennis, hoe voorzichtiger het is. Om een zinvolle bijdrage te leveren aan de wetenschappelijke vooruitgang, moeten gewaagde vermoedens bevestigd worden en voorzichtige vermoedens gefalsificeerd. Terwijl de 'bevestiging' die inductivisten aanvoeren beperkt blijft tot de probabilistische en logische relatie tussen observationele uitspraken en universele uitspraken, houdt bevestiging in falsificationisme in dat een theorie met succes nieuwe feiten voorspelt die de bestaande achtergrondkennis tegenspreken.
Falsificationisme kent echter ook beperkingen. Zoals eerder vermeld, kunnen observaties zelf onjuist zijn, en aangezien observaties worden voorafgegaan door specifieke theorieën, kan er geen sprake zijn van absoluut zekere falsificatie. Bovendien bestaan er historisch gezien gevallen die falsificationisme niet kan verklaren. Zo duurde de overgang van het geocentrische naar het heliocentrische model meer dan 100 jaar, en het bestaan van één enkel falsificerend geval leidt niet onmiddellijk tot het onmiddellijk verlaten van een bestaande theorie. Zowel inductivisme als falsificationisme zijn dus te simplistisch om het feitelijke proces van wetenschappelijke groei te verklaren. Om deze beperkingen te compenseren, ontstond Kuhns paradigmatheorie.
Volgens Alan Chalmers verwijst Kuhns paradigma naar de verzameling aannames, wetten en technieken die wetenschappers in een bepaald tijdperk gemeen hebben. Onderzoek dat binnen dit paradigma wordt uitgevoerd, wordt normale wetenschap genoemd. Binnen de normale wetenschap verduidelijken en verbreden wetenschappers de reikwijdte van de toepassing van het paradigma. Stel dat zich een afwijkend geval voordoet dat niet door het bestaande paradigma kan worden verklaard. Poppers falsificationisme stelt dat zo'n geval één enkele falsificatie van het paradigma vormt, die onmiddellijke verwerping en vervanging door een nieuw paradigma vereist. Kuhns verklaring stelt echter dat een paradigma pas als gefalsificeerd wordt beschouwd wanneer meerdere afwijkende gevallen zich opstapelen, wat leidt tot een crisis. Dit verklaart effectief de overgang van geocentrisme naar heliocentrisme, die het falsificationisme niet kon verklaren. Wanneer een paradigma wordt gefalsificeerd, nemen wetenschappers een nieuw paradigma aan en breekt een nieuwe periode van normale wetenschap aan. Kuhn noemt dit proces een wetenschappelijke revolutie.
Volgens Kuhn wordt de normale wetenschap beheerst door één enkel paradigma; twee of meer paradigma's kunnen niet naast elkaar bestaan binnen de normale wetenschap van één tijdperk. Dat wil zeggen, in tegenstelling tot inductivisten, beschouwt Kuhn de wetenschap niet als een ontwikkeling door de opeenstapeling van observaties. In plaats daarvan ziet hij de wetenschap als een afwisseling tussen periodes van normale wetenschap en wetenschappelijke revoluties, waarin paradigma's worden 'vervangen'. Dit perspectief spreekt echter de feitelijke cumulatieve groei van de wetenschap tegen, macrohistorisch gezien. Hoewel fundamentele theorievervanging, zoals Kuhn betoogt, zich over eeuwen voltrekt, hebben in dezelfde periode diverse paradigma's zich dieper en breder geworteld in verschillende wetenschappelijke domeinen, wat duidelijk de cumulatieve ontwikkeling van wetenschappelijke theorie aantoont. Daarom probeert de auteur Kuhns paradigma realistisch uit te breiden door gebruik te maken van Poppers falsificationisme.
Zoals blijkt uit de onderstaande voorbeelden, betoog ik dat de verzameling paradigma's binnen wetenschappelijke domeinen voornamelijk verandert via drie modi: modificatie, generatie en integratie. Wetenschappelijke vooruitgang kan worden begrepen aan de hand van de mate waarin de verzameling paradigma's de 'omvang van het verklaarbare domein' vergroot. 'Verklaring' betekent hier niet alleen de afwezigheid van tegenstrijdigheid, maar ook de mogelijkheid van directe bevestiging.
Ten eerste kunnen paradigma's veranderen. Dit lijkt op het fenomeen dat Kuhn beschreef. Voor een paradigmaverschuiving is falsificatie nodig die voldoende is om een crisis binnen de bestaande, normale wetenschap te creëren. Deze falsificatie ontstaat wanneer een nieuw paradigma verschijnselen kan verklaren die het oude paradigma niet kan verklaren. Een nieuw paradigma dat er niet in slaagt verschijnselen te verklaren die het bestaande paradigma wel kan verklaren, bevat al een weerlegging en kan daarom niet worden geaccepteerd. Dat wil zeggen, het mist de verklarende kracht om het bestaande paradigma te vervangen. Ad-hocverklaringen zijn hier uitgesloten.
Ten tweede kunnen paradigma's nieuw ontstaan. De primaire theorie die een paradigma vormt, wordt de fundamentele theorie genoemd, en theorieën die daarvan zijn afgeleid, worden subtheorieën genoemd. Fundamentele theorieën bieden nieuwe hulpmiddelen en denkkaders. Vooruitgang in de optica maakte bijvoorbeeld de microscoop mogelijk, wat leidde tot de geboorte van nieuwe fundamentele theorieën zoals cytologie en een nieuw paradigma creëerde. Uitbreiding naar nieuwe domeinen verbreedt de reikwijdte van wat de wetenschap kan verklaren.
Ten derde kunnen paradigma's geïntegreerd worden. De unificatie van elektrische en magnetische velden is hiervan een goed voorbeeld. Een geïntegreerd paradigma maakt niet alleen verklaringen mogelijk voor de domeinen die voorheen door bestaande paradigma's werden bestreken, maar biedt ook aanvullende verklaringen die inherent zijn aan de integratie zelf.
Naarmate de reeks paradigma's de reikwijdte van wat verklaard kan worden door hun verandering, creatie en integratie uitbreidt, boekt de wetenschap vooruitgang. De notie dat een paradigma met een bredere verklarende reikwijdte een meer geavanceerde theorie vertegenwoordigt, sluit aan bij Poppers falsificationisme. Een bredere verklarende reikwijdte impliceert inherent een groter potentieel voor falsificatie. De 'verklaring' in Poppers 'theorie die alles kan verklaren' verschilt van de 'verklaring' die hier besproken wordt. Popper verwijst naar een theorie die logisch onfalsifieerbaar is, terwijl de verklaring in deze tekst de mogelijkheid van directe bevestiging inhoudt.
Poppers falsificationisme loste de meeste problemen van het inductivisme op, maar het kon de complexiteit van de feitelijke wetenschappelijke ontwikkeling niet verklaren, omdat het de verwerping van theorieën vereiste, ongeacht de mate van falsificatie. Omgekeerd kon Kuhns paradigmatheorie het proces verklaren waarmee wetenschappelijke theorieën over lange perioden veranderen, maar weerspiegelde het de cumulatieve ontwikkeling van feitelijke wetenschappelijke theorieën niet volledig. Daarom richt de auteur zich op hoe het verklarende domein van de wetenschap zich uitbreidt door paradigmaverschuivingen, generatie en integratie. De auteur probeert wetenschappelijke vooruitgang te definiëren als de omvang van het domein dat verklaard kan worden door een reeks paradigma's. Dit is fundamenteel in lijn met Poppers falsificationisme, aangezien de uitbreiding van het verklarende domein inherent de falsifieerbaarheid vergroot.
