Wykład 3: Indukcjonizm w szerokim sensie
K. Paprzycka
1
Cele. Naszym zadaniem jest poznanie współczesnej wersji poglądu indukcjonistycznego,
zwanego neoindukcjonizmem, bądź indukcjonizmem w szerokim sensie. Neoindukcjoniści
odrzucają pogląd jakoby tezy naukowe były wyprowadzane z doświadczenia za pomocą
indukcji; przyjmują hipotetyzm, tj. pogląd, zgodnie z którym hipotezy naukowe są
postulowane. Przyjmują też logicyzm, według którego podstawowe procedury naukowe
poddają się logicznej, systematycznej rekonstrukcji.
Proszę przeczytać fragmenty rozdziałów Hempla przed przeczytaniem poniższych notatek:
Rozdział 2 (całość)
Podrozdział rozdziału 3 (Rola hipotez pomocniczych)
1. Szeroki indukcjonizm w mgnieniu oka
1.1. Na czym polega różnica między nauką a pseudonauką? (Problem demarkacji)
Testowalność (por. §2.4)
1.2. Jaka jest struktura poznania naukowego (por. §2, §3, §5)?
Fig. 1. Struktura poznania naukowego wg indukcjonizmu w szerokim sensie
Teza logicyzmu – kluczowe struktury (np. zdania obserwacyjne, tezy ogólne, teorie) i
procedury naukowe (np. testowanie, wyjaśnianie, przewidywanie, redukcja) poddają
się logicznej rekonstrukcji. (por. §3)
1.3. Na czym polega rozwój nauki? (por. §4)
akumulacji danych
akumulacja teorii
redukcja teoretyczne (homogeniczne i heterogeniczne)
K. Paprzycka – Epistemology. Lecture 3 (Oct. 19
th
, 2012)
2
2. Testowanie hipotez
2.1. Hipotetyzm
Hipotetyzm to pogląd dotyczący źródeł hipotez naukowych. Jest on kontrastowany z
“indukcjonistycznym” poglądem na temat źródeł tez i teorii naukowych, przyjmowanym na
gruncie indukcjonizmu w wąskim sensie.
Zgodnie z indukcjonizmem w wąskim sensie, ogólne tezy naukowe są wyprowadzane
z doświadczenia czy to za pomocą indukcji enumeratywnej, czy to za pomocą innych metod
indukcyjnych (np. indukcji właściwej Bacona).
Neo-indukcjonim (indukcjonizm w szerokim sensie) przyjmuje hipotetyzm. Według
hipotetyzmu tezy naukowe nie są wyprowadzane z doświadczenia za pomocą jakiejkolwiek
systematycznej metody. Są raczej postulowane, są hipotezami. Nie istnieje systematyczna
metoda postulowania hipotez (por. też psychologia odkrycia §2.3). Hipotezy następnie
podlegają testowaniu, a – o ile są potwierdzone w testach – zostają przyjęte.
2.2. Przykłady (por. Hempel)
Naukowy dochodzą do hipotez na rozmaite sposoby. Dwie kwestie należy podkreślić.
Po pierwsze, neo-indukcjoniści podkreślają rolę twórczej wyobraźni, inspiracji itd. w
procesie postulowania hipotez. Po wtóre, twierdzą, że nie istnieją żadne reguły czy metody
dochodzenia do hipotez (por. też §2.3).
Przykład Semmelweisa
Przykład Torricelli’ego
Przykład Kekulé’go
2.3. Kontekst odkrycia a kontekst uzasadnienia (Psychologia vs. logika odkrycia)
Ważnym rozróżnieniem zarówno dla indukcjonizmu w szerokim sensie jak i dla
falsyfikacjonizmu Poppera jest rozróżnienie między kontekstem odkrycia a kontekstem
uzasadnienia (w terminologii Poppera: między psychologią a logiką odkrycia). W praktyce
naukowców rozróżnia się bowiem między tymi strukturami i procedurami naukowymi, które
poddają się systematycznej rekonstrukcji metodologicznej (kontekst uzasadnienia, logika
odkrycia) oraz tymi, które takiej rekonstrukcji się nie poddają (kontekst odkrycia,
psychologia odkrycia.
Aby sobie to uświadomić skontrastujmy hipotetyzm z indukcjonizmem w wąskim
sensie (Bacona np.). Bacon sądził, że istnieją metody indukowania ogólnych tez naukowych.
Bacon uważał, że procesy dochodzenia do tez naukowych należą do kontektsu uzasadnienia
(logiki odkrycia). Według hipotetyzmu, takie metody nie istnieją. Z metodologicznego
punktu widzenia, hipotezy są po prostu postulowane, a dokładne ich źródła są nieistotne.
Oczywiście szczegółowe źródła w indywidualnych przypadkach mogą być bardzo różne –
mogą być też „irracjonalne”. Niektóre mogą być sugerowane przez dane doświadczenia.
Inne mogą być wyrazem twórczej wyobraźni (Einsteina podróż na promieniu słonecznym).
Hipotezy mogą się przyśnić (Kekulé), a nic nie stoi na przeszkodzie by zostały zasugerowane
przez wróżkę czy astrologa.
Nie każda hipoteza jest jednak hipotezą naukową.
K. Paprzycka – Epistemology. Lecture 3 (Oct. 19
th
, 2012)
3
2.4. Testowalność jako kryterium demarkacji
Ponieważ hipotezy mogą pochodzić z różnych, nawet niewiarygodnych czy dziwnych,
źródeł, ważne staje się pytanie, jak odróżnić hipotezę naukową od pseudonaukowej.
Neoindukcjoniści odwołują się do jednej z najważniejszych w ich ujęciu procedur
naukowych, mianowicie testowania. Według nich, naukowe są hipotezy, które są testowalne,
tj. które można byłoby poddać testowaniu.
Wszystkie hipotezy naukowe są testowalne.
Warto zwrócić uwagę na pewne problemy ze zrozumieniem znaczenia tego zdania. Mówiąc o
„testowalności” nie mówimy o poddania hipotezy testom, lecz raczej o możliwości poddania
tej hipotezy testom. Co więcej może być tak, że w danym momencie czasowym nie można
poddać hipotezy testom, ale o ile możliwe są testy, którym hipotezę można byłoby poddać, to
jest ona naukowa.
Hempel oferuje następującą hipotezę jako przykład hipotezy niefalsyfikowalnej: takie
siły fizyczne jak np. grawitacja są przejawem głębszej i bardziej fundamentalnej siły miłości,
która spaja świat. Jest to hipoteza, którą nie sposób poddać testom.
3. Logicyzm. Przykłady rekonstrukcji logicznych
Jak widzieliśmy neo-indukcjoniści dzielą praktykę naukową na te części, które poddają się
systematycznej metodologicznej rekonstrukcji oraz na te które takiej rekonstrukcji się nie
poddają.
To rozróżnienie jest przejawem poglądu leżącego u podstaw filozofii nauki na
początku XXw., mianowicie tezy logicyzmu. Według logicyzmu, kluczowe struktury
naukowe (np. zdania obserwacyjne, tezy ogólne, teorie) i procedury naukowe (np. testowanie,
wyjaśnianie, przewidywanie, redukcja) poddają się systematycznej metodologiczno-logicznej
rekonstrukcji. Co więcej, według logicystów takie rekonstrukcje oddają istotę metody
naukowej, oddając głęboką strukturę działań naukowców w praktyce.
Wielu współczesnych filozofów nauki nadal przyjmuje tezę logicyzmu, choć różnią
się między sobą zarówno co do zakresu takich rekonstrukcji (jakie struktury i procedury
naukowe można w ten sposób zrekonstruować), jak i co tego, jakie narzędzia logiczne
powinny być wykorzystane.
3.1. Testowanie
Hipotezy (H) są zawsze twierdzeniami ogólnymi. Aby je empirycznie sprawdzić,
poddaje się badaniu konsekwencje obserwacyjne, czyli implikacje testowe (I), tych hipotez.
Innymi słowy każde testowanie rozpoczyna się od wyprowadzenia zdania I ze zdania H. U
podstaw testowania leży implikacja postaci: H
I (jeżeli prawdziwa jest hipoteza H, to
prawdziwe jest zdanie obserwacyjne I).
Przykład: Załóżmy, że w wielkiej torbie znajdują się czekoladki. Przyjmuję hipotezę, że
wszystkie są miętowe:
H1 = „Wszystkie czekoladki w torbie są miętowe”
Aby zbadać tę hipotezę wyprowadzam implikacje testowe:
I1 = „Wyciągnięta czekoladka będzie miętowa”
I1 wynika z H1 (jeżeli H1 jest zdaniem prawdziwym, to I1 też jest zdaniem prawdziwym).
K. Paprzycka – Epistemology. Lecture 3 (Oct. 19
th
, 2012)
4
3.1.1. Falsyfikacja
Załóżmy, że dojdzie do falsyfikacji. To znaczy, przewidywane konsekwencje
obserwacyjne nie zajdą (~I). Wywodzimy stąd, że hipoteza H jest fałszywa (~H). Całość
naszego wnioskowania przybiera postać:
H
I [jeżeli prawdziwa jest hipoteza H, to prawdziwe jest zdanie obserwacyjne I).
~I
[Przewidywane konsekwencje obserwacyjne nie zaszły: I jest nieprawdziwe].
Zatem ~H [Hipoteza H jest nieprawdziwa]
Przykład: Rozważamy hipotezę H1, że wszystkie czekoladki w torbie są miętowe.
Wyprowadziliśmy już konsekwencję empiryczną I1. Przechodzimy do testu. Wyciągam
czekoladkę, ale okazuje się, że jest orzechowa, a nie miętowa. Zatem moja hipoteza została
sfalsyfikowana – nie jest prawdą, że wszystkie czekoladki w torbie są miętowe.
Wnioskowanie ma postać:
H1
I1 [jeżeli wszystkie czekoladki są miętowe, to wyciągnięta czek. jest miętowa).
~I1
[Okazało się, że czekoladka nie jest miętowa].
Zatem ~H1 [Hipoteza H1 jest nieprawdziwa: nie wszystkie czekoladki są miętowe]
Struktura logiczna.
Jest to przykład logicznie poprawnego wnioskowania dedukcyjnego, znanego jako
modus tollens. Niech p i r będą dowolnymi zdaniami:
p
r
~r
Zatem ~p
Jakiekolwiek zdania podstawimy pod p i r, to otrzymamy wnioskowanie logicznie poprawne,
to jest takie, gdzie prawdziwość wniosku jest gwarantowana przez prawdziwość przesłanek.
3.1.2. Konfirmacja (potwierdzanie)
Inaczej jest w przypadku, gdy przewidywane konsekwencje empiryczne I
rzeczywiście zajdą, a hipoteza H się potwierdzi. Wtedy nasze wnioskowanie nie ma postaci
dedukcyjnej, lecz indukcyjną. Według neoindukcjonistów wnioskowanie to powinniśmy
rekonstruować w następujący sposób.
p
r
r
Zatem jest bardziej prawdopodobne, że p
Przykład: Rozważamy jeszcze raz hipotezę H1, że wszystkie czekoladki w torbie są miętowe.
Dla porządku weźmy inną torbę! Wyprowadziliśmy już konsekwencję empiryczną I1.
Przechodzimy do testu. Wyciągam czekoladkę i okazuje się, że istotnie jest miętowa. Zatem
moja hipoteza zostaje potwierdzona. Ale czy mogę twierdzić, że hipoteza H1 jest prawdziwa?
Znalezienie jednej miętowej czekoladki nie gwarantuje przecież, że wszystkie czekoladki w
torbie są miętowe. Prawdziwość implikacji testowej nie gwarantuje prawdziwości hipotezy
H1, ale co najwyżej hipotezę tę uprawdopodabnia.
Wnioskowanie ma postać:
H1
I1 [jeżeli wszystkie czekoladki są miętowe, to wyciągnięta czek. jest miętowa).
I1
[Okazało się, że czekoladka jest miętowa].
Zatem H1 jest bardziej prawdopodobna (niż była przed testem) [jest bardziej
prawodopodobne niż było przed testem, że wszystkie czekoladki są miętowe, ale trzeba
badać dalej]
K. Paprzycka – Epistemology. Lecture 3 (Oct. 19
th
, 2012)
5
Logiczna struktura
Warto podkreślić, że jeżeli staralibyśmy się to wnioskowanie oddać jako
wnioskowanie dedukcyjne, to okazuje się ono po prostu wnioskowaniem błędnym. Aby się o
tym przekonać, wystarczy pokazać przykład takiego podstawienia pod p i r, przy którym
przesłanki są prawdziwe a wniosek fałszywy. Podstawmy zdanie „Paprzycka jest małpą”
pod p a zdanie „Paprzycka jest ssakiem” pod r. Otrzymujemy wówczas:
Jeżeli Paprzycka jest małpą to jest ssakiem. [prawdziwe – każda małpa jest ssakiem]
Paprzycka jest ssakiem
[prawdziwe]
Zatem, Paprzycka jest małpą.
[fałszywe]
Jest to wnioskowanie logicznie błędne.
Indukcjoniści są tego świadomi. Uważają oni, że aby zrekonstruować metodologiczną
strukturę konfirmacji trzeba konfirmację rozumieć jako wnioskowanie indukcyjne, a nie
dedukcyjne.
Do refleksji: Indukcjoniści w szerokim sensie odrzucają pogląd, że hipotezy naukowe są
indukowane I przyjmują hipotetyzm. Czy zatem wolno powiedzieć, że problem indukcji
przestaje być dla nich problemem?
4. Rozwój naukowy
Neoindukcjonizm przyjmuje zasadniczo kumulacjonistyczną wizję rozwoju nauki. Po
pierwsze, nauka rozwija się przez poszerzenia obserwacyjnej wiedzy o świecie, o faktach.
Fakty są z natury ze sobą zgodne, więc można je akumulować. Po drugie, akumulowane są
sprawdzające się teorie (dopóki się sprawdzają). Bywa, że teorie zostają sfalsyfikowane –
wówczas trzeba je odrzucić (jako przykłady może posłużyć cieplikowa teoria ciepła, czy
flogistonowa teoria spalania). Teorie, które się sprawdzają natomiast są utrzymywane.
Neoindukcjoniści żywili nadzieję, że teorie stare będzie można zredukować do teorii nowych
(§4.1). Relacja redukcji leży u podstaw tezy o jedności nauk utrzymywanej przez logicznych
pozytywistów na początku 20-ego wieku (§4.2).
4.1. Redukcja
Wyróżnia się dwa rodzaje redukcji:
4.1.1. Redukcja homogeniczna
Redukcje homogeniczne zachodzą między teoriami w obrębie jednej dyscypliny
naukowej, które sformułowane są w jednym języku teoretycznym (stąd nazwa
‘homogeniczna’). Redukcja tego typu polega na wyprowadzeniu praw teorii redukowanej z
praw teorii redukującej. W ten sposób myśli się np. o relacji między Newtona teorią
grawitacji a Galileusza prawem swobodnego spadku. Podobnie prawa ruchu planet
sformułowane przez Keplera można zredukować do teorii Newtona.
4.1.2. Redukcja heterogeniczna
Redukcja może też zachodzić między teoriami z różnych poziomów a nawet z
różnych dziedzin nauki. Aby takiej redukcji dokonać konieczne jest ustalenie tzw. praw
pomostowych (ang. bridge laws), które łączą pojęcia występujące w obu dziedzinach. W
przypadku redukcji heterogenicznej wyprowadza się prawa teorii redukowanej z praw teorii
redukującej w oparciu o prawa pomostowe.
K. Paprzycka – Epistemology. Lecture 3 (Oct. 19
th
, 2012)
6
Przykłady: termodynamika jakościowa (np. prawo Boyle’a-Marriotta) została
zredukowana do termodynamiki statystycznej w oparciu o prawa pomostowe, które
utożsamiają temperaturę gazu ze średnią energią kinetyczną cząsteczek gazu, a ciśnienie ze
średnim pędem cząsteczek gazu. Genetyka klasyczna została zredukowana do genetyki
molekularnej w oparciu o utożsamienie genu z kodującym fragmentem DNA.
4.2. Postulat jedności nauk
Postulat jedności nauk ująć można w sposób następujący: Ponieważ świat jest jeden,
to prawdziwa teoria wyjaśniająca jego funkcjonowanie też jest jedna. Chociaż naukowcy
pracują w różnych dziedzinach jest to kwestia dogodności epistemicznej. Pod koniec dnia
(nauki), wszyscy powinniśmy oddać się pracy nad nauką podstawową, tj. fizyką. W rzeczy
samej, zgodnie z tym poglądem, nauki tworzą hierarchię (‘’ znaczy ‘jest redukowalna do’)
socjologia
psychologia
biologia
chemia
fizyka
5. Problemy
5.1. Testowalność nie jest ani wystarczająca ani konieczna dla nauki.
Testowalność nie jest ani warunkiem wystarczającym ani koniecznym dla
naukowości.
Istnieją teorie naukowe, które nie są testowalne (np. w kosmologii) – nie jest to zatem
warunek konieczny.
Popper twierdził, że testowalność nie jest warunkiem wystarczającym dla naukowości
(zobaczymy to szczegółowiej na następnym wykładzie): pewne teorie są testowalne, ale nie
naukowe (np. psychoanaliza, marksizm).
5.2. Redukcja
- pewne problem z neoindukcjonistycznym ujęciem redukcji prześledzimy później
(Popper, Kuhn)
5.3. Problem hipotez dodatkowych
Hipotezy rzadko testowane są jako hipotezy samodzielne. Zwykle aby wyprowadzić
implikacje testowe z hipotezy teoretycznej, trzeba przyjąć mnóstwo hipotez dodatkowych.
Proszę sobie wyobrazić, że chcemy przetestować hipotezę Rutherforda o strukturze atomu.
Bez przyjęcia całej gamy hipotez (łącznie z hipotezami dotyczącymi tego, jak działają
urządzenia pomiarowe) nie jesteśmy w stanie wyprowadzić żadnej konsekwencji
obserwacyjnej.
Przyjrzyjmy się jednak bliżej prostszemu przykładowi Hempla.
K. Paprzycka – Epistemology. Lecture 3 (Oct. 19
th
, 2012)
7
Przykład. Hipoteza, że gorączka połowa jest spowodowana przez zatrucie „trupią substancją”
(H) nie pozwala jeszcze wyciągnąć implikacji testowej (I), że jeżeli personel medyczny
umyje ręce w roztworze wapna chlorowanego, to przypadki zachorowań spadną. Ta
implikacja zakłada hipotezę dodatkową A: roztwór wapna chlorowanego wyeliminuje „trupią
substancję” (przecież gdyby roztwór wapna chlorowanego nie eliminował „trupiej
substancji”, to mycie rąk w tym roztworze nie doprowadziłoby do spadku zachorowań).
Zatem podstawą testowania nie jest implikacja:
Jeżeli H jest prawdziwe, to I jest prawdziwe,
ale raczej implikacja:
Jeżeli H i A są prawdziwe, to I jest prawdziwe,
Ta prosta obserwacja prowadzi do poważnych komplikacji w rozpoznaniu struktury zarówno
konfirmacji jak i falsyfikacji
(a) Konfirmacja
Jeżeli (H i A) są prawdziwe, to prawdziwa jest implikacja testowa I
I
Zatem, jest bardziej prawdopodobne, że (H i A)
Potwierdzona została nie tyle hipoteza H, co hipoteza H wespół z hipotezą dodatkową A.
Można chcieć zadać pytanie, w jaki sposób to potwierdzenie wspólne dotyczy potwierdzenia
hipotezy. (Są metody indukcyjne odpowiedzi na takie pytanie, np. w bayesianizmie.)
Problem jest szczególnie dotkliwy w przypadku, gdy hipotez dodatkowych jest bardzo dużo
(często zakłada się w zasadzie całą naukę jako hipotezę dodatkową – por. hipoteza o
właściwym funkcjonowaniu mikroskopu zakłada prawdziwość optyki).
(b) Falsyfikacja
Problem jest jeszcze gorszy dla falsyfikacji. W przeciwieństwie do konfirmacji, falsyfikacja
jest oparta na wnioskowaniu dedukcyjnym. Gdy uwzględnimy rolę hipotez dodatkowych,
struktura falsyfikacja przedstawia się w następujący sposób:
Jeżeli (H i A) są prawdziwe, to prawdziwa jest implikacja testowa I
Nieprawda, że I
Zatem, nieprawda, że (H i A)
Z faktu, że implikacja testowa okazała się nieprawdą, wynika jedynie tyle, że hipoteza
badana wraz z hipotezą dodatkową nie mogą być obie prawdziwe. To znaczy jednak, że
dopuszczalne są trzy sytuacje:
a) H jest fałszywa, a A prawdziwa
b) H jest prawdziwa, a A fałszywa
c) H i A są fałszywe
Innymi słowy: możemy jedynie powiedzieć, że H lub/i A są fałszywe.
Aby jednak odrzucić hipotezę główną na podstawie falsyfikacji musimy dokonać
dalszego wnioskowania indukcyjnego. Np. jeżeli okaże się stopień konfirmacji hipotezy H
jest mniejszy w porównaniu ze stopniem konfirmacji hipotezy A, to powinniśmy odrzucić H,
a w przeciwnym razie, powinniśmy odrzucić hipotezę dodatkową.
W rzeczywistości hipotezy dodatkowe zawsze wchodzą w grę (często tylko
implicite). Zawsze przyjmuje się choćby hipotezy dotyczące właściwego funkcjonowania
urządzeń pomiarowych. Tego typu hipotezy często zakładają olbrzymie połacie całych
dziedzin naukowych. Stąd m.in. teza Duhema-Quine’a: zawsze testujemy całą naukę.