Czym jest to, co zwiemy nauką?

Zależność obserwacji od teorii

Zależność obserwacji od teorii

Alan Chalmers

Jak twierdzi nasz naiwny indukcjonista, uważna i nieuprzedzona obserwacja daje bezpieczną podstawę, z której można wyprowadzić – jeżeli nie zgoła prawdziwą, to przynajmniej prawdopodobnie prawdziwą wiedzę naukową. W poprzednim rozdziale stanowisko to zostało odrzucone poprzez wskazanie, że istnieją trudności w uzasadnieniu rozumowania indukcyjnego, za pomocą którego owo wyprowadzanie naukowych praw i teorii z obserwacji ma się odbywać. Niektóre przykłady nasuwają podejrzenia co do rzekomej niezawodności rozumowania indukcyjnego. Argumenty te jednak nie stanowią rozstrzygającego obalenia indukcjonizmu, zwłaszcza że jak się okazuje, wiele konkurencyjnych teorii nauki stoi wobec podobnych i pokrewnych trudności1. W tym rozdziale przedstawiam poważniejszy argument przeciwko stanowisku indukcjonistycznemu. Argument ten polega na krytyce nie samych rozumowań indukcyjnych, ale indukcjonistycznego założenia co do statusu i roli samej obserwacji.

Naiwny indukcjonista przyjmuje dwa założenia w sprawie obserwacji. Jedno z nich mówi, że nauka wychodzi od obserwacji. Drugie, że obserwacja dostarcza bezpiecznej podstawy, z której można wyprowadzić wiedzę. W tym rozdziale poddaję krytyce oba te założenia na różne sposoby i odrzucam je z wielu różnych powodów. Ale najpierw przedstawię szkic teorii obserwacji, co do której można sądzić, że jest szeroko uznawana w czasach współczesnych i która nadaje pozory prawdopodobieństwa naiwnemu indukcjonizmowi.

1. Potoczna teoria obserwacji

Po części dlatego, że zmysł wzroku jest zmysłem najczęściej używanym w praktyce naukowej, a po części dla wygody, w dyskusji na temat obserwacji ograniczam się do zjawisk widzialnych. W większości przypadków nie sprawiłoby wielkiej trudności zmienić to rozumowanie tak, aby odnosiło się do obserwacji za pomocą również innych zmysłów. Potoczna teoria obserwacji jest mniej więcej następująca: Istoty ludzkie widzą dzięki organom wzrokowym. Najistotniejszymi elementami ludzkiego oka są soczewka i siatkówka; siatkówka działa tak jak ekran, na którym powstają obrazy obiektów zewnętrznych wobec oka. Promienie światła przechodzą od oglądanego obiektu do soczewek poprzez pewne medium. Promienie te są załamywane przez tkankę soczewek tak, że ogniskują się na siatkówce i formują obraz widzianego przedmiotu. Jak dotąd, działanie oka przypomina funkcjonowanie aparatu fotograficznego. Wielka różnica zachodzi w sposobie “zapisu” ostatecznego obrazu. Nerwy wzroku łączą siatkówkę z centralną korą mózgową. Niosą one informację dotyczącą światła padającego na różne części siatkówki. Rejestracja tych informacji przez ludzki mózg odpowiada widzeniu przedmiotu przez człowieka. Opis ten należałoby oczywiście uzupełnić, ale przedstawia on w prawidłowy sposób ogólną ideę procesuwidzenia.

Powyższy szkic obserwacji za pomocą zmysłu wzroku zawiera dwie ważne dla indukcjonisty idee. Pierwszą, że obserwator posiada mniej lub bardziej bezpośredni dostęp do własności świata zewnętrznego, o ile własności te są rejestrowane przez mózg w akcie widzenia. I drugą, że dwaj normalni obserwatorzy spoglądający na ten sam przedmiot lub scenę z tego samego miejsca „widzieliby” tę samą rzecz. Identyczna kombinacja promieni świetlnych wpadałaby do oka każdego obserwatora, skupiałaby się na ich normalnych siatkówkach dzięki ich normalnym soczewkom i wytwarzałaby podobne obrazy. Podobne informacje przechodziłyby od siatkówki do mózgu każdego obserwatora poprzez ich nerwy wzrokowe i powodowałyby, że „zobaczyliby” oni tę samą rzecz. Obie te idee poddam krytyce w kolejnym punkcie. Dalsze części niniejszego rozdziału zawierają inne argumenty przeciwko indukcjonistycznemu stanowisku wobec obserwacji.

2. Doznania wzrokowe nie wywołane obrazami siatkówkowymi

Zgromadzono ogromną ilość dowodów na to, że przeżycia doznawane podczas oglądania jakiegoś przedmiotu wcale nie zależą wyłącznie od informacji, która w postaci światła wpada do ludzkiego oka, jak również nie zależą one wyłącznie od obrazów siatkówkowych obserwatora. Dwaj normalni obserwatorzy spoglądający na ten sam przedmiot z tego samego miejsca w takich samych okolicznościach nie muszą koniecznie doznawać identycznych wrażeń wzrokowych, nawet jeżeli obrazy na ich siatkówkach mogą być zasadniczo identyczne. Jest pewien ważny aspekt, w którym ci dwaj obserwatorzy nie muszą „widzieć” tej samej rzeczy. Jak N. R. Hanson powiedział „Na widzenie składa się nie tylko to, co się styka z gałką oczną”.

Zilustruję to twierdzenie kilkoma przykładami.

Większość z nas patrząc na Rysunek 3 po raz pierwszy dostrzega stopnie, których górne powierzchnie są widzialne. Ale nie jest to jedyny sposób ich widzenia. Można je bez trudu postrzegać jako stopnie, których spodnie powierzchnie są widzialne. Jeżeli ponadto ktoś, patrzy dłuższą chwilę na ten rysunek, zazwyczaj stwierdza, że to, co widzi, to schody oglądane z góry i z dołu naprzemian. Ale ponieważ to, co jest oglądane przez obserwatora, to przedmiot niezmienny, należałoby uznać, że obrazy siatkówkowe nie ulegają zmianie. To, czy rysunek jest postrzegany jako schody oglądane z góry czy z dołu, wydaje się zależeć od czegoś innego niż obraz na siatkówce obserwatora. Przypuszczam, że nikt nie zechce podważać twierdzenia, iż Rysunek 3 przypomina coś w rodzaju schodów. Jednakże wyniki badań na członkach kilku plemion afrykańskich, w których kulturze nie leży zwyczaj przedstawiania przedmiotów trójwymiarowych przy użyciu dwuwymiarowych rysunków perspektywicznych, wskazują, że członkowie tych plemion nie uznaliby Rysunku 3 za schody, lecz za dwuwymiarowy zbiór linii. Zakładam, że kształt obrazów na siatkówkach obserwatorów jest relatywnie niezależny od ich kultur. Wynika stąd, jak się zdaje, że doznania postrzegawcze, które posiadają obserwatorzy w akcie widzenia, nie są jednoznacznie określone przez obrazy na ich siatkówkach. Tezę tę głosił i wielokrotnie ilustrował Hanson.2

To, co obserwator widzi, czyli doznania wzrokowe, które posiada, gdy patrzy na pewien przedmiot, w części zależy od jego minionego doświadczenia, wiedzy i oczekiwań. Oto dwa przykłady obrazujące tę myśl.

W znanym eksperymencie badanym pokazywano na krótki moment karty do gry i proszono o ich rozpoznawanie. Gdy posługiwano się normalną talią kart, badani łatwo wywiązywali się z zadania. Ale gdy użyto kart sfałszowanych, np. czerwonego asa pikowego, wówczas z początku niemal wszyscy badani rozpoznawali takie karty nieprawidłowo, jako należące do talii normalnych kart. Postrzegali na przykład czerwonego asa pik jako normalnego asa karo lub normalnego asa pik. Subiektywne wrażenia doznawane przez obserwatorów znajdowały się pod wpływem ich oczekiwań. Potem, po pewnym okresie nieporozumień, badani odkrywali lub ich informowano, że w talii były karty sfałszowane; gdy to wyszło na jaw, nie mieli już trudności z rozpoznawaniem kart, czy były one normalne, czy sfałszowane. Zmianie w ich wiedzy i oczekiwaniach towarzyszyła zamiana w tym, co postrzegali, choć nadal oglądali te same przedmioty fizyczne.

Innego przykładu dostarczają obrazkowe zagadki dla dzieci, które wymagają znalezienia ludzkiej twarzy wśród listowia narysowanego drzewa. To, co widać najpierw, czyli subiektywne wrażenie doznawane przez osobę patrzącą na rysunek, odpowiada drzewu, które ma pień, liście, gałęzie. Ale wszystko to zmienia się, gdy zostanie Wykryta ludzka twarz. To, co widziano jako listowie i części gałęzi, teraz jest widziane jako ludzka twarz. A zatem ten sam przedmiot fizyczny był postrzegany przed jak i po rozwiązaniu zagadki i zapewne obraz na siatkówce obserwatora nie uległ zmianie z chwilą znalezienia rozwiązania i wykrycia twarzy. Jeżeli patrzy się na taki obrazek jakiś czas później, twarz jest widoczna od razu dla tego, kto zagadkę rozwiązał. To, co jest widziane przez obserwatora, zależy od jego wiedzy i doświadczenia.

Można jednak zapytać, co mają te wymyślne przykłady wspólnego z nauką. W odpowiedzi na to nie byłoby trudno przytoczyć przykłady z praktyki naukowej, które ilustrują tę samą ideę, a mianowicie że to, co obserwator widzi, jego subiektywne doznania doświadczane, gdy patrzy na jakiś przedmiot lub scenę, nie zależy wyłącznie od obrazu na jego siatkówce, lecz także od doświadczenia, wiedzy, oczekiwań oraz ogólnego stanu wewnętrznego. Należy się uczyć patrzeć przez teleskop czy mikroskop; niezróżnicowany układ jasnych i ciemnych plam widziany przez początkującego obserwatora różni się od obrazów, które potrafi dostrzec obserwator o dużej wprawie. Coś takiego musiało mieć miejsce, gdy Galileusz po raz pierwszy wprowadził teleskop jako instrument obserwacji niebios. Wątpliwości zgłaszane przez przeciwników Galileusza wobec takich zjawisk jak księżyce Jowisza, które Galileusz nauczył się widzieć, musiały być w części podyktowane nie przesądem, ale autentycznymi trudnościami w patrzeniu przez coś, co bądź co bądź było jeszcze bardzo prymitywnym teleskopem. W poniższym fragmencie Michael Polanyi opisuje zmiany w doznaniach postrzegawczych studenta medycyny, który uczy się stawiać diagnozy na podstawie zdjęć rentgenowskich. “Rozważmy sytuację studenta uczęszczającego na ćwiczenia z diagnostyki chorób płuc przy użyciu zdjęć rentgenowskich. W zaciemnionym pomieszczeniu ogląda mgliste cienie na świecącym ekranie umieszczonym naprzeciw klatki piersiowej pacjenta i słyszy, jak radiolog w technicznym języku opisuje swym asystentom istotne cechy tych cieni. Z początku student jest zupełnie zagubiony, ponieważ na zdjęciu rentgenowskim dostrzec potrafi jedynie cienie serca i żeber oraz kilka pajęczastych plam pomiędzy nimi. Wydaje mu się, że to, o czym mówią specjaliści, istnieje tylko w ich wyobraźni, bowiem on nic z tego nie potrafi zobaczyć. Potem, w miarę jak słucha przez kilka tygodni wykładów, oglądając uważnie ciągle nowe zdjęcia różnych przypadków chorobowych, pojawia się w nim pierwsze zrozumienie; powoli zapomina o żebrach i zaczyna widzieć płuca. Na koniec zaś, jeżeli stara się i jest bystry, dostrzeże bogatą panoramę szczegółów. Zobaczy anomalie fizjologiczne, zmiany patologiczne, blizny, ślady chronicznych infekcji i oznaki ostrej choroby. Wkracza do nowego świata. Nadal dostrzega tylko ułamek tego, co potrafi dojrzeć specjalista, ale teraz zdjęcia są dlań sensowne i rozumie większość uwag fachowych na temat tego, co przedstawiają”.3 Moje twierdzenia na temat obserwacji, poparte powyższymi przykładami, krytykuje się mówiąc, że dwaj obserwatorzy spoglądający na ten sam obiekt z tego samego miejsca widzą tę samą rzecz, ale różnie ją interpretują. Chciałbym odpowiedzieć na tę krytykę. Gdy idzie o postrzeganie, jedyna rzecz, z którą obserwator ma bezpośredni kontakt, to jego doznania. Doznania te nie są dane i niezmienne, lecz zmieniają się wraz z oczekiwaniami i wiedzą obserwatora. Sytuacja fizyczna powoduje powstanie obrazu na siatkówce obserwatora, lecz obserwator nie ma bezpośredniego postrzegawczego kontaktu z tym obrazem. Jeżeli naiwny indukcjonista i inni empiryści zakładają, że w doświadczeniu dane jest nam coś, co możemy interpretować na różne sposoby, zakładają tym samym, choć bez dostatecznych po temu podstaw oraz wbrew wielu faktom temu przeciwnym, że pomiędzy obrazami na siatkówkach i subiektywnymi doznaniami, które mamy podczas widzenia, zachodzi swego rodzaju relacja jedno-jednoznaczna. Rozumując tak, nadmiernie rozciągają analogię z aparatem fotograficznym.

Chciałbym jednak wyraźnie stwierdzić, co rozumiem przez powyższe uwagi na temat obserwacji, aby nie uznano mego argumentu za twierdzenie silniejsze, niż je zamierzyłem. Z pewnością nie twierdzę, że przyczyny fizyczne obrazów siatkówkowych nie mają nic wspólnego z tym, co widzimy. Nie widzimy tego, co chcemy zobaczyć. Jednakże, choć obrazy siatkówkowe składają się na istotną część tego, co widzimy, inną bardzo ważną częścią tego procesu jest wewnętrzny stan naszego umysłu lub mózgu, który zależy w oczywisty sposób od naszego kulturowego wychowania, wiedzy, oczekiwań, itd., i który nie jest jednoznacznie określony przez fizyczne własności naszych oczu i obserwowanych przedmiotów. Po wtóre, to co widzimy w różnych sytuacjach, nie ulega zmianie, mimo zmian okoliczności. Zależność tego, co widzimy, od stanu umysłu lub mózgu nie jest tak delikatna i niejednoznaczna, aby uniemożliwić komunikację czy naukę. Po trzecie, we wszystkich przytoczonych tu przykładach jest pewien sens, w którym wszyscy obserwatorzy widzą tę samą rzecz. Na użytek tej książki przyjmuję, że istnieje jeden określony świat fizyczny, niezależny od obserwatorów. Stąd też, kiedy pewna ilość obserwatorów patrzy na jakiś obraz, część aparatury, zdjęcie mikroskopowe czy cokolwiek, w pewnym sensie wszyscy spoglądają i „widzą” tę samą rzecz. Nie wynika stąd jednak, że mają oni identyczne doznania postrzegawcze. Istnieje bardzo ważny sens, w którym nie widzą oni tej samej rzeczy; moja krytyka stanowiska indukcjonistycznego jest oparta na tym drugim sensie.

3. Teoria a zdania obserwacyjne

Nawet gdyby w procesie postrzegania wszyscy obserwatorzy doznawali pewnego określonego wrażenia, pozostają ważne zastrzeżenia wobec indukcjonistycznych założeń dotyczących obserwacji. W tym paragrafie skupimy się na problemie zdań obserwacyjnych, opartych i rzekomo uzasadnionych za pomocą doznań postrzegaw-czych obserwatorów, którzy uznają te zdania. Zgodnie z induk-cjonistyczną teorią nauki, owa bezpieczna podstawa, na której wznoszą się prawa i teorie składające się na naukę, złożona jest raczej z „publicznych” zdań obserwacyjnych niż z „prywatnych” subiektywnych doznań pojedynczych obserwatorów. Na pewno bowiem obserwacje poczynione przez Darwina podczas jego podróży na statku Beagle nie miałyby znaczenia dla nauki, gdyby pozostały wyłącznie prywatnymi doznaniami samego Darwina. Stały się one ważne dla nauki wówczas, gdy zostały sformułowane i wyrażone jako zdania obserwacyjne, które mogły być wykorzystane i krytykowane przez innych uczonych. Indukcjonistyczna teoria nauki głosi tezę o wyprowadzalności zdań ogólnych ze zdań szczegółowych przez indukcję. Rozumowanie indukcyjne i dedukcyjne polega na określonych związkach pomiędzy różnymi zbiorami zdań, nie zaś na związkach pomiędzy zdaniami i doznaniami zmysłowymi.

Można przyjąć, że doznania zmysłowe jakiegoś rodzaju są bezpośrednio dostępne obserwatorowi, ale na pewno nie są mu bezpośrednio dostępne zdania obserwacyjne. Te drugie, to byty poznawalne publicznie, sformułowane w języku publicznym, które implikują teorie o różnych stopniach ogólności i złożoności. Gdy spojrzymy na zdania obserwacyjne, które mają się składać na trwałą bazę nauki, zrozumiemy, wbrew twierdzeniom indukcjonistycznym, że pewne teorie muszą wyprzedzać zdania obserwacyjne i że zdania obserwacyjne są równie obalane jak teorie, które są przez nie zakładane.

Zdania obserwacyjne muszą być sformułowane w języku jakiejś teorii, nawet jeżeli jest to język wieloznaczny. Rozważmy zwykłe zdanie: „Uwaga! Wiatr spycha wózek dziecinny do przepaści!” W zdaniu tym zakłada się bardzo wiele zdań teoretycznych niskiego poziomu.

Implikuje ono, że istnieje coś takiego jak wiatr, który potrafi nadawać ruch przedmiotom takim jak wózki dziecinne stojące na jego drodze. Sens pilności tej sytuacji, wyrażony zwrotem „Uwaga!”, implikuje przewidywanie, że wózek wraz z dzieckiem może spaść do przepaści i przypuszczalnie rozpadnie się na skałach na jej dnie, co – jak się tutaj zakłada – byłoby rzeczą szkodliwą dla dziecka. Albo kiedy ranny ptaszek, spragniony kawy, skarży się: „Ten gaz nie chce się palić”, implikuje, że są takie substancje na świecie, które można zakwalifikować do grupy pod nazwą „gazy”, i że przynajmniej niektóre z nich się palą. Należy również tu zauważyć, że nie zawsze ludzie dysponowali pojęciem „gazu”. Nie istniało ono, dopóki w połowie osiemnastego wieku Joseph Black jako pierwszy wytworzył dwutlenek węgla. Przedtem wszystkie „gazy” uważano za mniej lub bardziej czyste próbki powietrza.4 Gdy przechodzimy do zdań naukowych tego rodzaju, założenia teoretyczne stają się coraz mniej zwyczajne i coraz łatwiej rozpoznawalne. Jest rzeczą oczywistą, że w zdaniu „Strumień elektronów jest odpychany przez biegun północny magnesu” zawiera się bardzo dużo założeń teoretycznych, podobnie w psychiatrycznych opisach symptomów wycofania się pacjenta.

Zdania obserwacyjne zatem zawsze są wyrażane w języku jakiejś teorii i są co najwyżej tak precyzyjne, jak precyzyjna jest struktura pojęciowa czy teoretyczna danej teorii. Pojęcie „siły”, znane z fizyki, jest precyzyjne, ponieważ czerpie ono znaczenie z roli, jaką odgrywa ono w ścisłej i względnie samodzielnej teorii mechaniki Newtona. Posługiwanie się tym samym słowem w języku codziennym („siła rozumowania”, „wiatr o sile huraganu”, itp.), nie jest precyzyjne, ponieważ teorie implikowane przez te wyrażenia są niejasne i nieścisłe. Teorie ścisłe i jasno sformułowane są niezbędnym warunkiem precyzyjnych zdań obserwacyjnych. W tym sensie teorie poprzedzają obserwację.

Powyższe twierdzenia o priorytecie teorii nad obserwacją są sprzeczne z indukcjonistyczną tezą, że wiele podstawowych pojęć uzyskuje znaczenia dzięki obserwacji. Zastanówmy się na przykład nad prostym pojęciem „czerwieni”. Indukcjonista objaśniłby je następująco: spośród wszystkich doznań, które obserwator uzyskuje dzięki zmysłowi wzroku, niektóre (te, które odpowiadają wrażeniom doznawanym podczas patrzenia na czerwone przedmioty), mają coś ze sobą wspólnego. Obserwator dzięki analizie tych doznań umie wykryć element wspólny we wszystkich tych postrzeżeniach i dochodzi do wniosku, że owym wspólnym elementem jest czerwień. W ten sposób dzięki obserwacji uzyskuje się pojęcie czerwieni. Wyjaśnienie to ma jednak poważną wadę, zakłada bowiem, że z całej nieskończoności doznań uzyskiwanych przez obserwatora, zbiór doznań powstający podczas patrzenia na czerwone przedmioty poddaje się w jakiś sposób badaniu. Lecz ten zbiór nie wybiera sam siebie.

Jakie jest więc kryterium, według którego pewne doznania zmysłowe należy włączyć do tego zbioru, a inne wykluczyć? Kryterium to polega oczywiście na tym, że do tego zbioru włączane są tylko czerwone przedmioty. A zatem indukcjonistyczne wyjaśnienie zakłada samo pojęcie czerwieni, którego pochodzenie chce wyjaśnić. Stanowiska indukcjonisty nie da się obronić przy użyciu argumentów, że rodzice i nauczyciele wybierają zbiór przedmiotów czerwonych, gdy uczą dzieci rozumienia pojęcia “czerwień”, interesuje nas bowiem, w jaki sposób pojęcie to uzyskało znaczenie po raz pierwszy. Fałszywe jest więc twierdzenie, że pojęcie „czerwień”, czy jakiekolwiek inne, bierze swoje znaczenie wyłącznie z doświadczenia.

Jak dotąd krytykowałem teorię nauki naiwnego indukcjonizmu wskazując, że teorie muszą poprzedzać zdania obserwacyjne i że fałszywe jest twierdzenie, jakoby nauka opierała się na obserwacji. Przejdźmy teraz do innego typu krytyki indukcjonizmu. Zdania obserwacyjne są równie obalane jak teorie, które one zakładają, a więc nie stanowią żadnej trwałej podstawy do budowania teorii i praw naukowych.

Najpierw zobrazuję to twierdzenie za pomocą zmyślonych przykładów, a następnie, za pomocą przykładów z nauki i jej historii, objaśnię, na czym polega jego znaczenie.

Rozważmy zdanie: „Tu jest kawałek kredy”, wygłoszone przez nauczyciela wskazującego na białą, okrągłą pałeczkę na tle tablicy. Nawet to bardzo podstawowe zdanie obserwacyjne implikuje jakąś teorię i można je obalić. Zakłada ono pewne uogólnienia o bardzo niskim poziomie, teorie takie jak na przykład „Białe pałeczki w salach lekcyjnych w pobliżu tablic są kawałkami kredy”. Takie uogólnienie wcale nie musi być prawdziwe. Nauczyciel z naszego przykładu może się mylić, ponieważ to, co wziął za kawałek kredy, może być czymś bardzo doń podobnym, co podłożył jeden z uczniów dla uciechy. Nauczyciel, czy ktokolwiek z obecnych w klasie, może podjąć się sprawdzenia prawdziwości zdania „To jest kawałek kredy”, ale im bardziej ścisłe są sprawdziany, tym więcej założeń teoretycznych należy przyjąć, a mimo to nie udaje się osiągnąć absolutnej pewności. Na przykład nauczyciel, podejmując wyzwanie, przeciąga białym przedmiotem po tablicy, wskazuje na pozostawiony biały ślad i powiada „Widzicie, to jest kawałek kredy”. Zdanie to implikuje założenie, że „Kreda pozostawia białe ślady, gdy zostanie przeciągnięta po powierzchni tablicy”. Dowód nauczyciela można podważyć mówiąc, że również inne przedmioty pozostawiają białe ślady na tablicy, nie tylko kreda. Być może, gdy nauczyciel podejmuje się innych sposobów, na przykład poprzez złamanie kredy, i znowu spotka się ze sprzeciwem, zdecyduje się ostatecznie na przeprowadzenie analizy chemicznej. Z chemicznego punktu widzenia kreda składa się przede wszystkim z węglanu wapnia, będzie więc dowodził, że zanurzenie tego kawałka w kwasie powinno spowodować wydzielanie się dwutlenku węgla. Przeprowadza doświadczenie i wykazuje, że ulatniający się gaz jest dwutlenkiem węgla, ponieważ powoduje on mleczne zabarwienie wody wapiennej. Każdy krok w tym ciągu prób udowodnienia zdania “To jest kawałek kredy” pociąga nie tylko nowe zdania obserwacyjne, ale również uogólnienia o coraz bardziej technicznym charakterze. Ostateczny sprawdzian w naszym ciągu opiera się na określonej teorii chemicznej (wpływ kwasów na węglany, określony wpływ dwutlenku węgla na wodę wapienną). Aby więc wykazać poprawność zdania obserwacyjnego, należy się odwołać do teorii, a im silniej chcemy je udowodnić, tym obszerniejsza wiedza teoretyczna będzie w tym celu potrzebna. Stoi to w sprzeczności z sugestią płynącą z poglądu indukcjonistycznego, że aby wykazać prawdziwość pewnego problematycznego zdania obserwacyjnego, musimy odwołać się do zdań obserwacyjnych, które są bardziej niezawodne od poprzednich, lub być może do praw wyprowadzonych z nich metodą indukcyjną, ale nie do teorii.

W języku potocznym zdarza się często, że pozornie niezawodne „zdanie obserwacyjne” okazuje się fałszywe, gdy jakieś oczekiwanie zostanie zawiedzione z powodu fałszywości pewnej teorii założonej w akcie uznania tego zdania obserwacyjnego. Na przykład turyści na szczycie bardzo wysokiej góry, patrząc na kocioł nad ogniem obozowiska dochodzą do wniosku, że „Woda jest dostatecznie gorąca, aby zaparzyć herbatę”, a potem stwierdzają zawiedzeni, że przyrządzony napar fatalnie smakuje. Założyli bowiem błędnie teorię, że wrząca woda jest dostatecznie gorąca, aby zrobić herbatę.Nie musi tak być, gdy woda gotuje się pod niskim ciśnieniem na dużych wysokościach.

Teraz przejdźmy do przykładów, które nie są zmyślone i które pomogą nam lepiej zrozumieć istotę nauki.

W czasach Kopernika (zanim wynaleziono teleskop) prowadzono dokładne obserwacje rozmiarów planety Wenus. Na podstawie tych obserwacji astronomowie, zarówno kopernikańscy jak i niekopernikańscy uznali zgodnie zdanie, że „Wenus widziana z Ziemi nie zmienia w widzialny sposób swych rozmiarów w ciągu roku”. Andreas Osjander, astronom współczesny Kopernikowi, uznał przewidywanie, iż rozmiary Wenus powinny się zmieniać w ciągu roku astronomicznego za twierdzenie „obalone przez doświadczenie długich wieków”.5 Przekonanie to akceptowano mimo zastrzeżeń, ponieważ teoria Kopernika, jak również niektóre jej konkurentki przewidywały, że Wenus powinna zmieniać swoje pozorne rozmiary w widoczny sposób w ciągu roku. Zdanie to jednak uważa się teraz za fałszywe. Zakłada ono fałszywą teorię, że rozmiary pozorne małych źródeł światła można trafnie oszacować gołym okiem. Teorie współczesne wyjaśniają, dlaczego szacunki pozornych rozmiarów małych źródeł światła, dokonywane gołym okiem, są błędne i dlaczego należy polegać raczej na obserwacjach teleskopowych, które wykazują, że pozorne rozmiary Wenus zmieniają się znacznie w ciągu roku. Przykład ten obrazuje zależność zdań obserwacyjnych od teorii oraz ich obalalność.

Drugi przykład pochodzi z elektrostatyki. Pierwsi badacze tej dziedziny zanotowali, że naelektryzowane pręty stają się lepkie, co widać po tym, że przylegają do nich małe kawałki papieru, oraz że dwa naelektryzowane ciała uciekają od siebie. Ze współczesnego punktu widzenia obserwacje te są błędne. Fałszywe koncepcje, które przyczyniły się do dokonania tych spostrzeżeń, zastąpiono teraz pojęciami sił przyciągania i odpychania, działającymi na odległość, co prowadzi do zupełnie nowych obserwacji.

Na koniec przykład nieco zabawniejszy: współcześni uczeni nie , mieliby trudności z wykazaniem fałszywości jednego z zapisów w notatniku Keplera, który po przeprowadzeniu obserwacji przez galileuszowski teleskop stwierdził: „Mars jest kwadratowy i silnie zabarwiony”.6

W tym paragrafie starałem się wykazać, że indukcjonista myli się w dwóch punktach. Nauka nie wychodzi od zdań obserwacyjnych, ponieważ pewna teoria zawsze poprzedza wszelkie zdania obserwacyjne, oraz zdania obserwacyjne nie tworzą trwałej podstawy, na której można budować wiedzę naukową, ponieważ są one obalalne. Nie twierdzę jednak, że zdania obserwacyjne nie odgrywają żadnej roli w nauce. Nie twierdzę, że wszystkie zdania obserwacyjne należy odrzucić, ponieważ są obalalne. Sugeruję jedynie, że rola, jaką zdaniom obserwacyjnym przypisuje indukcjonista, jest nieprawidłowa.

4. Rola teorii w obserwacji i eksperymencie

Według najbardziej naiwnych indukcjonistów, podstawa wiedzy naukowej składa się z obserwacji zdobywanych przez nieuprzedzone-go obserwatora.7 Gdyby twierdzenie to rozumieć dosłownie, okazałoby się ono absurdalne i nie do utrzymania. Aby to wykazać, wyobraźmy sobie, jak Heinrich Hertz przeprowadzał w 1888 roku eksperyment związany z elektrycznością, dzięki któremu po raz pierwszy wytworzył i wykrył fale radiowe. Jeżeli miałby być całkowicie obiektywny podczas obserwowania wywoływanych przez siebie zjawisk, musiałby zapisywać nie tylko wskazania różnych mierników, obecność lub brak iskry w różnych krytycznych miejscach w obwodach elektrycznych, rozmiary tych obwodów, itd., ale także barwy mierników, wymiary laboratorium, stan pogody, rozmiar butów i całą gamę „zupełnie nieistotnych” szczegółów; nieistotnych oczywiście dla teorii, którą zajmował się Hertz i którą właśnie sprawdzał. (W tym przypadku Hertz sprawdzał teorię elektromagnetyczną Maxwella, aby stwierdzić, czy można wytworzyć fale radiowe przewidywane przez tę teorię.) Przypuśćmy teraz, w drugim, hipotetycznym przykładzie, że bardzo chcę dokonać czegoś znaczącego w dziedzinie anatomii lub fizjologii człowieka i stwierdzam, że jak dotąd uczyniono bardzo niewielki postęp w badaniach nad wagą ludzkich małżowin usznych. Jeżeli na tej podstawie miałbym przejść do uważnych badań nad wagą małżowin usznych u ludzi, zapisując i kategoryzując wiele obserwacji, nie wniósłbym niczego ważnego do nauki. Mój czas byłby całkowicie stracony, jeżeli nie przedstawiłbym jakiejś teorii, według której ciężar małżowin usznych byłby ogromnie istotny, na przykład teorię wykazującą ścisły związek pomiędzy rozmiarami małżowin usznych a zachorowalnością na raka.

Przykład ten ilustruje ważny sens, w którym można mówić, że teoria poprzedza obserwację w nauce. Obserwacje i eksperymenty przeprowadza się, aby poddać sprawdzeniu jakąś teorię lub rzucić na nią nieco światła i należy utrwalać tylko te obserwacje, które mają znaczenie dla tak określonego zadania. Jednakże, ze względu na fakt, że teorie składające się na wiedzę naukową są obalalne i niezupełne, wskazówki dostarczane przez teorie co do tego, które obserwacje są ważne dla badanego zjawiska, mogą być błędne i prowadzić do pomijania istotnych czynników. Eksperyment Hertza stanowi dobry tego przykład. Jeden z czynników, który zaliczyłem do „zupełnie nieistotnych”, jest w istocie bardzo ważny. Konsekwencją sprawdzanej teorii było twierdzenie, że fale radiowe powinny mieć prędkość równą prędkości światła. Gdy Hertz mierzył prędkość fal radiowych, wielokrotnie stwierdzał, że ich prędkość jest znacząco niższa od prędkości światła. Nigdy nie udało mu się rozwiązać tego problemu. Dopiero po jego śmierci zagadkę tę rozwiązano. Fale radiowe, emitowane z jego urządzenia, były odbijane od ścian laboratorium z powrotem na urządzenie i zakłócały jego pomiary. Okazało się, że wymiary laboratorium są bardzo ważne. A zatem błędne i niezupełne teorie naukowe mogą dawać fałszywe wskazówki obserwatorowi. Problemy takie jednak należy rozwiązywać poprzez doskonalenie i rozszerzanie naszych teorii, nie zaś poprzez zapisywanie nieskończonej listy bezcelowych obserwacji.

5. Indukcjonizm nie całkiem obalony

Omawiana w tym rozdziale zależność obserwacji od teorii z pewnością podważa indukcjonistyczne twierdzenia, że nauka wychodzi od obserwacji. Ale tylko najbardziej naiwni indukcjoniści chcieliby wyznawać taki pogląd. Nikt ze współczesnych, bardziej wyrafinowanych indukcjonistów nie wyznaje tego poglądu w jego dosłownej wersji. Nie muszą oni głosić, że nauka opiera się na obiektywnych i nieuprzedzonych obserwacjach, co umożliwia im wprowadzenie rozróżnienia pomiędzy sposobem, w jaki teoria jest uzasadniana i oceniana, oraz sposobem, w jakim teoria ta jest pomyślana lub odkryta. Zgodnie z tym zmodyfikowanym stanowiskiem teorie są tworzone na liczne i bardzo różne sposoby. Mogą one przychodzić do głowy odkrywcy w chwili natchnienia, jak w mitycznej historii o odkryciu prawa grawitacji przez Newtona, spowodowanym przez spadające z drzewa jabłko. Mogą one również zdarzać się przypadkiem, jak to było z odkryciem promieni X przez Roentgena, który stwierdził zaczernienie płyt fotograficznych przechowywanych w sąsiedztwie lampy katodowej. Nowe odkrycia są również niekiedy wynikiem długiego procesu obserwacji i rachunków, jak to miało miejsce w przypadku odkrycia praw ruchu planetarnego. Teorie zazwyczaj zjawiają się, zanim przeprowadzi się obserwacje konieczne do ich sprawdzenia. Wyrafinowana wersja indukcjonizmu głosi, że nowatorskie i najznaczniejsze akty twórcze, które wymagają geniuszu, nie poddają się analizie logicznej. Odkrycie naukowe oraz problematykę z nim związaną wyklucza się poza obszar filozofii nauki.

Jednakże, gdy już mamy nowe prawa i teorie, pozostaje problem ich poprawności. Czy odpowiadają one wymogom poprawnej wiedzy naukowej, czy nie? Pytanie to jest źródłem niepokoju wyrafinowanego indukcjonisty. Jego odpowiedź jest taka, jak to przedstawiłem ogólnie w rozdziale pierwszym. Należy zgromadzić dużą ilość faktów, powiązanych z daną teorią w różnych okolicznościach, oraz ustalić zakres, w jakim da się wykazać metodą indukcji, że teoria ta jest prawdziwa lub prawdopodobnie prawdziwa w świetle znanych faktów.

Oddzielenie sposobu odkrycia teorii od sposobu jej uzasadnienia umożliwia indukcjoniście umknięcie zarzutów przeciwko jego twierdzeniu, że nauka opiera się na obserwacjach. Można jednak zakwestionować oddzielenie obu tych sposobów podejścia do teorii. Jest na przykład rzeczą rozsądną uznać, że teoria, która antycypuje i prowadzi do odkrycia nowych zjawisk, tak jak teoria Clerka Maxwella, która prowadziła do odkrycia fal radiowych, zasługuje na większą uwagę niż teoria, którą wynaleziono tylko po to, aby uporządkować zjawiska już znane, i która nie prowadzi do żadnych nowych odkryć. Mam nadzieję, że w miarę niniejszego wykładu stanie się rzeczą oczywistą, dlaczego naukę należy rozumieć jako wiedzę rozwijającą się i że teorię można właściwie ocenić tylko wówczas, gdy zwraca się uwagę na jej kontekst historyczny. Ocena teorii jest nierozerwalnie związana z okolicznościami, w których się ona po raz pierwszy pojawia.

Nawet jeżeli pozwolimy indukcjoniście na oddzielenie sposobu odkrycia od sposobu uzasadnienia teorii, Nawet jeżeli pozwolimy indukcjoniście na oddzielenie sposobu odkrycia od sposobu uzasadnienia terorii, jego stanowisko nadal jest zagrożone przez to, że zdania obserwacyjne są przesiąknięte teorią, a zatem obalalne. Indukcjonista chce wprowadzić ostre rozróżnienie między bezpośrednią obserwacją, co do której ma on nadzieję, że stanowić będzie trwałą podstawę wiedzy naukowej, a teoriami, które mają być uzasadniane w stopniu, w jakim uzyskują one indukcyjne wsparcie od owej trwałej, obserwacyjnej podstawy. Ci skrajni indukcjoniści, czyli pozytywiści logiczni, głosili nawet, że teorie mają znaczenie o tyle, o ile można je potwierdzić w drodze bezpośredniej obserwacji. Stanowisko to jednak nie da się utrzymać, ponieważ niemożliwe jest wprowadzenie ostrego rozróżnienia pomiędzy obserwację i teorię, albowiem obserwacja, czy raczej zdania budowane na podstawie obserwacji, są przesiąknięte teorią.

Chociaż krytykowałem mocno indukcjonistyczną filozofię nauki w tym i w poprzednich rozdziałach, przedstawione argumenty nie stanowią rozstrzygającego obalenia tego programu. Problemu indukcji nie można wcale uważać za obalenie rozstrzygające, ponieważ jak już wcześniej wspomniałem, większość innych koncepcji filozoficznych stoi przed podobną trudnością. Wskazałem tylko jeden ze sposobów, W jaki można uniknąć do pewnego stopnia krytyki skoncentrowanej na zależności teorii od doświadczenia, i jestem przekonany, że indukcjoniści potrafią wymyślić inne, skomplikowane sposoby obrony. Główny powód dla którego uważam, że indukcjonizm winien być odrzucony, polega na tym, że w porównaniu z konkurencyjnymi i bardziej nowoczesnymi teoriami, nie udało mu się wyjaśnić w interesujący sposób aspektów nauki, co spowodowało, że Imre Lakatos uznał ten program za zdegenerowany. Bardziej adekwatne, interesujące i bardziej płodne teorie nauki, omówione w dalszych rozdziałach, stanowić będą najsilniejsze argumenty przeciwko indukcjonizmowi.

WSKAZÓWKI BIBLIOGRAFICZNE

Zależność danych doświadczenia od teorii omawia i ilustruje przykładami N. R. Hanson w Patterns of Discovery, Cambridge University Press, Cambridge 1958. Pisma Poppera, Feyerabenda i Kuhna pełne są argumentów i przykładów na rzecz tezy, że obserwacje i zdania obserwacyjne są zależne od teorii. Szczegółowo sprawę tę omawia Popper w Logic of Scien-tific Discovery, Hutchinson, London 1968 [wydanie polskie Logika odkrycia naukowego, PWN, Warszawa 1977], r. 5 i Uzupełnienie* 10, oraz w Objec-tive Knowledge, Oxford University Press, Oxford 1972 [wydanie polskie Wiedza obiektywna, PWN, Warszawa 1991], ss. 341—361, Feyerabend, Aga-inst Method: Outline of an Anarchistic Theory of Knowledge, New Left Books, London, rozdziały 6 i 7, oraz T. S. Kuhn, The Structure of Scientific Revolutions, Chicago University Press, Chicago 1970 [wydanie polskie, Struktura rewolucji naukowych, PWN, Warszawa 1968], rozdział 10. Rozdział l książki Carla R. Kordiga, The Justification of Scientific Change, Reidel Publishing Company, Dordrecht 1971, zawiera omówienie tego zagadnienia, krytyczne w stosunku do Hansona i Feyerabenda. Poważne, choć nieco trudniejsze omówienie tych problemów przedstawia Israel Scheffler, Science and Subjectivity, Bobbs-Merril, New York 1967. Interesujące omówienie procesu postrzegania związane z tym filozoficznym zagadnieniem znajduje się w dziełach R. L. Gregory’ego, Eye and Brain, Weidenfeld and Nicholson, London 1972 i Ernsta Gombricha, Art and Illusion, Pantheon, New York 1960. Polecam również gorąco bardzo ciekawą książkę o postrzeganiu u zwierząt Yitusa B. Droschera, The Magie of Senses, Harper and Rów, New York 1971. Książka ta podkreśla mocno ograniczoność ludzkiego postrzegania i arbitralność, z jaką ludzie przypisują wielkie znaczenie informacji, które uzyskują za pomocą własnych zmysłów.

 

Skomentuj

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

*

code