6: Філософія науки

У середній школі вас, напевно, познайомили з чимось, що вводить в оману під назвою науковий метод. Відповідно до цієї картини науки, наука продовжує задавати питання, формулювати гіпотезу, розробляти експеримент для перевірки гіпотези та аналізувати результати, щоб дійти висновку. Експеримент повинен бути повторюваним, і гіпотеза вважається добре підтримуваною лише в тому випадку, якщо наші експерименти дають багато даних на його підтримку. Коли ми знаходимо безліч даних, що підтверджують наші гіпотези, використовується модель міркування - це основна індукція шляхом перерахування, де ми узагальнюємо або прогнозуємо на основі спостережуваних закономірностей.

Хоча ця модель описує часто використовуваний метод в науці, це вводить в оману думати про це як про науковий метод. Погана послуга, зроблена фактичній практиці науки цим бітом середньої шкільної програми, дійсно досить кричуще. Це так, ніби вам показали, як грати на фортепіано за шкалою C major, а потім сказали «ось ви йдете, ось як зробити музику. Це метод». У реальній практиці вчені використовують різноманітні методи, які передбачають широкий спектр моделей міркування, як індуктивних, так і дедуктивних. Тестування гіпотез часто включає в себе такі речі, як полювання на підказки, діагностування причин несподіваних результатів, розробка нових способів виявлення доказів, і багато речей, крім проектування експериментів і узагальнення на основі результатів цих. Підтримка гіпотези часто є питанням висновку про найкраще пояснення, а не індуктивне узагальнення. Іноді найкращий аналіз даних шукає альтернативні пояснення аномалій даних, які не відповідають прогнозам, а не автоматично підраховують такі дані як докази проти гіпотези.

Досліджуючи брудні, брудні деталі, які керують фактичною науковою практикою, - це те, де реальна дія в філософії науки є сьогодні. Пояснення того, як наука просуває людське розуміння світу, часто вимагає ретельного вивчення того, що відбувається в реальній науковій практиці. Нерідкі випадки, коли філософи науки описують свою роботу як щось на зразок науки науки. Методи не повинні бути запропоновані заздалегідь філософськими лордами гносеології. Швидше, в сучасній філософії науки ми дивимося на науку, щоб побачити, які методи насправді працюють, а потім намагаємося краще зрозуміти значення цих методів.

За останні кілька глав ми висвітлили пару класичних скептичних проблем. Після Декарта та Юма ви можете хвилюватися, що ми взагалі не можемо багато чого знати. З інтелектуальної ліні багато людей готові просто дозволити справі відпочити там і думати, що ми можемо мати стільки суб'єктивних думок, навіть щодо наукових питань (свідком, наприклад, реакції багатьох людей на заперечувачів кліматичної науки). Важко, однак, серйозно сприймати цей некритичний скептицизм перед обличчям справді вражаючих досягнень науки за останні кілька століть. Дивлячись на ці досягнення, здається, у нас є досить вагомі докази нашої здатності з'ясувати речі та здобути знання та розуміння. Отже, пропозиція, яку я хочу зробити на початку цієї глави, полягає в тому, що спосіб вирішення скептичних проблем, піднятих Юмом, може полягати в тому, щоб більш уважно вивчити методи, за допомогою яких ми, здається, досягаємо знань і починаємо з'ясовувати, як вони працюють на практиці. У цьому розділі ми простежимо кілька подій протягом 20 століття з метою кращого розуміння того, як філософія науки переросла в те, що вона є сьогодні. Почнемо з Логічного Позитивізму, широкого емпіричного руху початку 20 століття.

Логічний позитивізм

Логічний позитивізм можна розуміти як емпіризм, під сильним впливом Юма, і наддувний новими потужними розробками в символічній логіці. Система логіки, яку ми зараз викладаємо на курсах символічної логіки на рівні коледжу (PHIL& 120 в BC), була розроблена трохи більше століття тому в роботі Готлоба Фреге, Бертрана Рассела та Альберта Норта Уайтхеда з метою кращого розуміння основ математики. У Principia Mathematica Рассел і Уайтхед зробили вагомий аргумент для аналізу всієї математики з точки зору логіки (разом з теорією множин). Відповідно до аргументу Principia Mathematica, математичні істини не є істиною, виправданою незалежно від досвіду лише світлом розуму. Швидше вони похідні від логіки та теорії набору поодинці. Просто логічні істини тривіальні в тому сенсі, що вони нічого не говорять нам про природу світу. Наприклад, будь-яке речення у вигляді «P або not P» є основною логічною істиною. Але, як і всі просто логічні істини, пропозиції, що мають таку форму, нічого не стверджують про те, яким є світ. Логіка не є знанням світу, це лише інструмент для організації знань та підтримки послідовності.

Математика давно служила раціоналістичною парадигмою випадку знань, виправданих лише розумом. Таким чином, ми можемо зробити потужний випадок для емпіризму, показавши, що математика насправді є лише продовженням логіки. Залишається дискусійним, чи вдалося це показати Фрегу, Расселу та Уайтхеду, але їх спроба, і особливо потужна нова система логіки, яку вони розробили при здійсненні цієї спроби, склали потужний удар по раціоналізму і надихнули групу емпірично налаштованих філософів та вчених у Відень використовувати ті ж логічні інструменти в аналізі та з'ясуванні філософських питань в науці. Як ми побачимо, їхні амбіції були ще більш грандіозними, оскільки вони також стверджували, що багато чого з того, що відбувалося в філософії в той час, було буквально безглуздим.

Ми розглянемо три центральні проекти, взяті на себе позитивісти при розробці їх емпіричного погляду на наукове знання. Це проблема демаркації, проблема відрізнення науки від ненаукової, вироблення погляду на те, що таке наукова теорія, і надання звіту наукового пояснення. Позитивісти використовують ресурси символічної логіки в кожному з цих проектів.

Проблема розмежування

Серед основних завдань, які ставили перед собою позитивісти, полягала в тому, щоб відрізнити законну науку від інших досить підозрілих сфер і методів людського дослідження. Зокрема, вони хотіли відрізнити науку від релігії, метафізики та псевдонауки, як астрологія.

Німецька метафізика XIX століття передбачала спроби міркувати про такі незрозумілі поняття, як «абсолют», або природа «нічого». Таку метафізику потрібно було відрізняти від справжньої науки. Ми також бачили звернення до незрозумілих емпірично підозрілих сутностей і сил в арістотелівській науці, таких як «життєва сила» для пояснення життя, або «загальнозміцнююча чеснота» таємнича сила речовин, таких як опіум, викликати сон. Такі загадкові сили потрібно було усунути з справжнього наукового дискурсу.

Хоча метафізику та розмови про незрозумілі сили в науці слід було відрізняти від справжньої науки, позитивісти повинні були зберегти роль для неспостережуваних теоретичних сутностей, таких як атоми та електрони. Відмова від метафізики і незрозумілих сил не повинно підривати законну роль теоретичних сутностей.

Позитивісти використовували емпіризм у запропонованому розв'язанні проблеми демаркації. Емпіризм, як ми знаємо, - це лише думка, що наш чуттєвий досвід є кінцевим джерелом виправдання всіх наших фактичних знань про світ. Позитивісти поширюють емпіризм, щоб охопити не лише виправдання знань, але й осмисленість мови. Тобто, вони приймають джерело всього сенсу, щоб в кінцевому рахунку бути нашим чуттєвим досвідом. Тільки осмислені твердження можуть бути правдивими або хибними. Отже, істинними чи хибними можуть бути тільки твердження, значення яких в кінцевому підсумку може бути дано спостережливими термінами. Теоретичні терміни, такі як «атом», стосуються речей, які ми не можемо безпосередньо спостерігати. Але розмови про такі теоретичні сутності можна було б зробити емпірично респектабельними за допомогою спостережних тестів, коли теоретичні терміни застосовуються належним чином. Електричний заряд, наприклад, сам по собі не спостерігається. Але ми можемо визначити теоретичні терміни з точки зору спостережних тестів для визначення того, чи застосовується цей термін. Тож ми можемо сказати, що річ знаходиться в стані електричного заряду, якщо вона реєструє напругу, коли електроди приєднані та підключені до вимірювача напруги. Аналогічно, хоча ви безпосередньо не спостерігаєте за станом заряду акумулятора, ви можете легко провести тест у спостережливих умовах, помістивши акумулятор у ліхтарик і побачивши, чи він загоряється.

Це вчення про значення отримало назву Верифікаційна теорія сенсу (ВТМ). Верифікаційна теорія значення має, що речення вважається значущим лише в тому випадку, якщо ми можемо вказати спостережувані умови, за яких воно буде вважатися істинним чи хибним. Цей погляд потім може бути використаний для відрізнення емпірично респектабельної мови від нісенітниці. Законний науковий дискурс повинен розглядатися як значущий на теорії достовірності значення. Отже, ми маємо уявлення про те, яку науку відрізняють як значущу, тоді як лженаука, релігія, поезія тощо, строго кажучи, безглузді. Так само більшість філософії також виявляється безглуздою. Не тільки затемнення німецької метафізики 19-го століття виявиться безглуздим, але й розмови про вільну волю, нематеріальні речовини та вся етика також виявляться безглуздими. Єдиною законною роллю, що залишилася філософам, на думку логічних постівітистів, буде логічний аналіз наукового дискурсу. Будучи безглуздим, релігія, псевдонаука, більшість філософії, літератури тощо не є ні правдою, ні помилковою. Хоча ці речі не можуть бути правдивими чи помилковими, відповідно до критеріїв позитивістів щодо осмисленості, вони можуть надавати корисні вирази людських емоцій, ставлення до життя тощо. тобто поезія, література, релігія та більшість філософії будуть просто настільки втішними або тривожними лепет, просто coos, верески, або крики.

Значний прогрес досягається завдяки зверненню пильної уваги на змістовність наукового дискурсу. Але Верифікаційна теорія сенсу врешті-решт розпадається з ряду причин, включаючи те, що вона виявляється не значущою відповідно до власних критеріїв. Цікаво, що ми не можемо надати емпіричну перевірку правди чи фальші для твердження про те, що твердження має сенс лише в тому випадку, якщо ми можемо надати емпіричний тест на його істинність чи хибність. Тобто, згідно з верифікаторомтеорії значення, термін «сенс» виявляється безглуздим. Логічний позитивізм залишався потужним впливом у філософії протягом більшої частини 20-го століття, і він служив відсіяти деякі досить незрозумілі метафізики. Але тепер я можу радісно повідомити, що інші важливі галузі філософії, зокрема етика та метафізика, оговталися від нападу позитивістів на філософію зсередини.

Теорії

Розуміння логічного позитивістського погляду теорій вимагає, щоб ми говорили кілька речей про формальні мови. Символічна логіка, розроблена в Principia Mathematica Рассела і Уайтхеда, є формальною мовою. Комп'ютерні мови також є формальними мовами. Формальна мова - це точно вказана штучна мова. Формальна мова визначається, виконуючи три речі:

• визначити словниковий запас мов.
• визначити, що вважається добре сформованим виразом цієї мови.
• дати аксіоми або правила висновку, які дозволяють перетворювати певні види добре сформованих виразів в інші види добре сформованих виразів.

Наукові теорії є формальними мовами на думку позитивістів. Ми можемо зрозуміти, що це означає розглядати складові частини наукової теорії і як ці карти на елементи формальних мов щойно надані. Теорія складається з формальної мови логіки присудків першого порядку з кванторами (логіка, розроблена спочатку Фреге, а потім більш детально Расселом і Уайтхедом), доповненої спостережною лексикою, правилами відповідності, які визначають теоретичні терміни з точки зору спостережної лексики, і твердження законів, таких як закони руху Галілея, закон всесвітнього тяжіння Ньютона тощо Вся нелогічна лексика наукової теорії визначається спостережливими термінами. Добре сформовані вирази в науковому дискурсі будуть тільки ті, що виражаються з точки зору формальної логіки плюс лексика науки. Правила умовиводу в науковому дискурсі складаються лише з правил логічного та математичного висновку плюс наукових законів.

Погляд логічного постивіста про те, що таке теорія, з тих пір вважається надмірно формалізованим. Є численні законні теорії в науці, які не можуть бути винесені в формальній системі. Розглянемо теорії в антропології або геології, наприклад. Проте ідея теорії як формальної системи є потужною і вона залишається золотим стандартом у багатьох науках. Наприклад, лінгвістика «пішла обчислювальною» в останні роки. Найамбітніше наукове починання в усій історії людства, наука про зміну клімату, також має на меті надати теорію та пояснення в формальних системах за допомогою масових та складних деталізованих комп'ютерних моделей зміни клімату. Насправді, грубо кажучи, ми можемо вважати теорію формалізованою, коли її можна всебічно змоделювати на комп'ютері. Комп'ютерні програми є прикладами парадигми формальних систем.

Подальший більш загальний урок, який ми могли б взяти з позитивістського погляду теорій, стосується дуже звичайного нерозуміння того, що таке теорія. Люди зазвичай думають про теорії як просто стверджує, що лежать на шкалі визначеності, будучи дещо більш певним, ніж здогадки чи гіпотези, але скоріше менш певні, ніж встановлені питання факту. Це дійсно страшне непорозуміння того, що таке теорія. Це зазвичай посилається в помилкових спробах дискредитувати науку, як коли люди відкидають еволюцію або науку про зміну клімату як «просто теорію». Такі коментарі виявляють основне нерозуміння того, що таке теорія. Бо щось вважати теорією не має нічого спільного з нашим рівнем впевненості в її істині. Багато наукових теорій є одними з найкращих усталених наукових знань, які ми маємо. Кілька років тому, наприклад, якийсь вчений стверджував, що спостерігав частинку в прискорювачі частинок, що рухається швидше, ніж швидкість світла. Це зробило новину і викликало трохи хвилювання. Але ті, хто знає, ті, хто розуміє особливу відносність Ейнштейна та повну вагу доказів на його підтримку, терпляче чекали неминучого одкровення про те, що деякі годинники були неправильно відкалібровані. Особлива відносність Ейнштейна є правильною, і ми знаємо це приблизно з такою ж впевненістю, як ми можемо знати що-небудь. В іншому напрямку, є багато справжніх теорій, які ми добре знаємо, щоб бути помилковими. Фізика Аристотеля була б одним із прикладів. Наявність дуже або дуже мало впевненості в чомусь не має нічого спільного з тим, чи правильно це називається теорією.

Отже, якщо мова йде не про нашу ступінь впевненості, що робить щось теорією? Те, що робить щось теорією, полягає в тому, що вона забезпечує загальну основу для пояснення речей. Позитивісти цього не виявили, але їхнє уявлення про теорію як формальну систему добре ілюструє ідею. Теорії, як правило, складаються з ряду логічно взаємопов'язаних принципів, які можуть бути взаємно використані для пояснення та прогнозування діапазону спостережуваного явища. Майте це на увазі, оскільки ми розглядаємо позитивістський погляд на наукове пояснення.

Пояснення

Відповідно до дедуктивної номологічної моделі пояснення, розробленої Логічним позитивістом Карлом Хемпелем, наукове пояснення має форму дедуктивно вагомого аргументу. Різниця між аргументом і поясненням є лише їх відповідними цілями. Формально аргументи і пояснення виглядають однаково. Але мета пояснення - пролити світло на те, що ми приймаємо як істинне, тоді як мета аргументу - дати нам причину думати, що щось є правдою. З огляду на цю різницю в призначенні, пояснювальниками називаємо претензію, яка займає місце висновку (це факт потрібно пояснити), а претензії, що займають місце приміщення, пояснювальниками (це твердження, які разом узяті дають пояснення). У науковому поясненні пояснення складатимуться із законів та фактичних претензій. Фактичні претензії в поєднанні з законами будуть дедуктивно спричинити пояснення.

Для прикладу розглянемо таке пояснення того, чому скеля падає на землю:

1. F = Gm1m2/R2, закон Ньютона про всесвітнє тяжіння, який говорить нам, що масивні тіла відчувають силу взаємного тяжіння, пропорційну їх масі і обернено пропорційну відстані між ними.

2. Ф = МА. Це закон сили, який говорить нам, що сила дорівнює масі раз прискорення.

3. Гірська порода має масу 1 кг.

4. Земля має масу 5,97219 × 1024 кілограмів.

5. Скеля була випущена в межах гравітаційного поля землі.

6. Ніякі сили не заважали скелі впасти на землю.

7. Скеля впала на землю.

Нагадаємо, що дедуктивна логіка є частиною кожної теорії, кожної пояснювальної рамки. Перші дві претензії в цьому поясненні є твердженнями права з ньютонівської фізики. Решта чотири - це констатації факту. Узяті разом ці шість претензій дедуктивно тягнуть за собою пояснення, що скеля впала на землю. Це повинно проілюструвати, як теорії функціонують як пояснювальні рамки.

Одна дуже корисна річ Hempel розповідь пояснення робить, це попередити нас про аргументоподібну структуру розроблених пояснень. Основна ідея тут полягає в тому, що повне пояснення повинно включати всі факти, пов'язані з тим, щоб пояснити факт правдивим. Вони будуть включати як конкретні факти, що стосуються конкретного факту, який ми хочемо пояснити, так і загальні принципи (наукові закони у випадку наукових пояснень), які належать до більш широких рамок для пояснення. Повністю розроблене пояснення виявляє логічний зв'язок між тим фактом, який ми хочемо пояснити, іншими відповідними фактами та сполучними принципами, такими як закони природи.

Розповідь Хемпеля про пояснення зіткнувся з низкою проблем, які допомогли вдосконалити наше розуміння наукового пояснення. Ми не будемо звертатися до них тут, крім згадки одного, тому що це забавно. Розглянемо таке пояснення:

1. Чоловіки, які приймають протизаплідні таблетки, не завагітніють.
2. Брюс - людина, і він приймає протизаплідні таблетки.
3. Брюс не вагітна.

Це, здається, відповідає всім критеріям позитивіста, щоб бути поясненням. Але крім того, що він дурний, це принаймні не дуже гарне пояснення того, чому Брюс не вагітний. Проблемні випадки, подібні до цього, говорять про те, що чисто формальні звіти про пояснення, такі як Хемпел, не вдасться сортувати, які факти мають відношення до пояснення.

Існує також більш загальний урок, який я хотів би, щоб ви взяли з позитивістської розповіді пояснення. За всю вашу кар'єру студента вас попросили пояснити речі, але шанси, що ніхто ніколи не пояснював, що означає щось пояснити. Особисто я не думаю, що коли-небудь замислювався над тим, що було пояснення, поки я не зіткнувся з дедуктивним номологічним рахунком у класі філософії науки. Але тепер ви познайомилися з моделлю пояснення. Можливо, ви не знайдете його повністю застосовним до кожної академічної ситуації, з якою ви стикаєтеся. Але якщо ви спробуєте скористатися ним, думаючи про пояснення як наявність розвиненого аргументу, як структура, ви можете знайти оцінки в багатьох з ваших класів значно покращуються.

Спочатку ми згадували, що на логічний позитивізм дуже сильно вплинув емпіризм Юма. Ви згадаєте, що Хьюм аргументував деякі дивовижні скептичні результати. Логічні позитивісти прийняли одну з двох стратегій боротьби з цим. З одних питань стверджувалося, що скептичні висновки Юма були прийнятними, тоді як щодо інших скептицизм Юма розглядався як проблема, яку ще належить вирішити. Як приклад першої стратегії, Бертран Рассел, хоч і не сам логічний позитивіст, написав впливову роботу, в якій стверджував, що наука може діяти як завжди без будь-якого посилання на поняття причинно-наслідкового зв'язку. Скептицизм щодо необхідних причинно-наслідкових зв'язків вважався не проблематичним. Скептицизм щодо індукції було складніше прийняти. Так на початку 20 століття спостерігалося безліч часом барвистих, але взагалі невдалих спроб вирішити проблему індукції. І це підводить нас до Карла Поппера.