W ciągu ostatnich trzystu lat nauki matematyczno-empiryczne odniosły niesłychane sukcesy i powiedziały nam wiele fascynujących i zaskakujących faktów o świecie. Jednakże ich doniosłość nadal bywa negowana, a wynika z niezrozumienia fundamentalnych zasad rządzących nauką. Chcąc zatem mówić o nauce w ogóle, konieczne jest wyjaśnienie podstawowego zagadnienia: czym jest teoria naukowa.
Mówią, że niepełna wiedza jest rzeczą niebezpieczną,
ale jednak nie tak złą, jak całkowita ignorancja.
Terry Pratchett, Równoumagicznienie
W słowniku języka polskiego znajdziemy trzy znaczenia teorii:
- «całościowa koncepcja zawierająca opis i wyjaśnienie określonych zjawisk i zagadnień; też: czyjakolwiek koncepcja na określony temat»
- «dział nauki o literaturze, kulturze, sztuce itp. zajmujący się systematyzowaniem pojęć i twierdzeń leżących u podstaw tych dziedzin»
- «teza jeszcze nieudowodniona lub nieznajdująca potwierdzenia w praktyce»[1]
Znaczenia te istotnie różnią się od siebie i stąd wielokrotnie prowadzą do nieporozumień i sporów.
Wynika to głównie z faktu, iż w pierwszym znaczeniu mówimy o teorii naukowej, zaś w trzecim znaczeniu o naukowej hipotezie. Na niedomiar tego, każda teoria naukowa była wpierw naukową hipotezą, ale z kolei aby hipoteza mogła być naukowa, musiała mieć podstawy wywnioskowane z teorii naukowych.[2] (Współcześnie mogą być także mylące te hipotezy, które w nazwie mają słowo „teoria”, takie jak teoria superstrun czy teoria wszystkiego.)
Powszechnie za podstawę metody naukowej uznaje się termin falsyfikacji, wprowadzony przez Karla Raimunda Poppera. Falsyfikacja oznacza możliwość wykazania fałszywości danej hipotezy, a zatem jeśli nie jest ona falsyfikowalna, to nie jest zarazem częścią nauki. Ujmując prościej, falsyfikacja jest sprawdzeniem prawdziwości danej hipotezy i jeśli pozytywnie przeszła próbę weryfikacji, wówczas staje się teorią naukową i mówimy o niej, że została niesfalsyfikowana. Jednakże, nadal to nie wyklucza możliwości jej obalenia, gdyż jak tłumaczy Popper:
Teoria jest sfalsyfikowana wówczas, gdy przyjęto sprzeczne z nią zdania bazowe. Jest to warunek niezbędny, lecz niewystarczający (…) Z powodu kilku oderwanych zdań bazowych, sprzecznych z teorią, nie będziemy odrzucać jej jako sfalsyfikowanej. Uznamy ją jedynie wówczas, gdy zostanie odkryte z j a w i s k o p o w t a r z a l n e, obalające teorię.[3]
Teoria naukowa zatem ma wówczas miejsce, gdy następuje zgodność teorii matematycznych z obserwacjami, ale jeśli niemożliwe jest jej obalenie na gruncie logiki, nie jest wówczas teorią naukową.[4]
Przykładowo, zdanie „Mars porusza się po elipsie wokół Słońca” jest falsyfikowalne, czyli dające możliwość sprawdzenia prawdziwości tego twierdzenia, ale jest niesfalsyfikowane, gdyż prawdziwość tego zdania została obroniona. Zdanie „Mars porusza się po orbicie wokół Słońca” jest także falsyfikowalne, ale już sfalsyfikowane, gdyż dowiedziono jego fałszywości. Natomiast zdanie „po elipsie wokół Słońca porusza się czajniczek” nie jest w żadnym wypadku falsyfikowalne, gdyż zjawisko takie nie zostało zaobserwowane, a więc nie podlega logicznej analizie i nie może być częścią nauki.
Istotą nauki jest zdolność generowania problemów, które następnie odpowiednimi metodami zostają rozwiązywane. Są to dwie nierozerwalne jej cechy, wzajemnie się napędzające, paradoksalnie rodzące kolejne problemy do rozwiązania i często wymagające opracowania nowych metod badawczych. Nauka jest zatem procesem wielopoziomowym i dlatego też niewiele jest teorii, które sformułowane zostały przez jednego człowieka. W większości przypadków na ich sukces pracowało wielu uczonych, dokładających swoją cegiełkę do naukowej budowy. Często też się zdarzało, że stara teoria okazywała się mniejszą częścią nowej, znacznie rozwiniętej teorii. Tak jest chociażby w przypadku teorii Newtona, którą nadal używamy w codziennej praktyce, lecz która stała się częścią szerszej teorii względności Einsteina, wyjaśniającej prawa rządzące ruchem wszystkich dużych obiektów we Wszechświecie.
Mnogość teorii wynika ze złożoności wszechświata. Koniecznością stało się podzielenie nauki na dziedziny i dyscypliny, które w sposób cząstkowy opisują pewien ograniczony zbiór obserwacji. Takie podejście jednakże wydaje się być całkowicie zgubne w próbie wyjaśnienia fundamentalnej prawdy o rzeczywistości, czyli znalezienia tzw. teorii wszystkiego. Ostatecznie konieczne okazuje się połączenie poszczególnych teorii w całość. Na tych poszukiwaniach opiera się współczesna nauka – idei znalezienia teorii łączącej dwie podstawowe teorie cząstkowe: względności i mechaniki kwantowej.[5]
Nauka jest tym rodzajem wiedzy, który pozwala z podstawowych teorii wyprowadzić te bardziej szczegółowe. Z ogólnej teorii względności możemy wyprowadzić więc kolejno szczególną teorię względności i mechanikę klasyczną, a z kwantowej teorii pola – fizykę jądrową, fizykę atomową i chemię, ale w praktyce wydaje się już niemożliwe wyprowadzenie na przykład biologii z chemii lub psychologii z biologii. Teoretycznie jednak te elementy cząstkowe nauki można ułożyć w coś na wzór drzewa genealogicznego, na którym jasno widać, że wszystko co do tej pory odkryliśmy, łączy się w spójną całość.[6]
Jest to optymistyczna wiadomość oznaczająca, że jesteśmy w stanie poznać „części składowe” naszej własnej natury i na ich podstawie wydawać oraz formułować odpowiednie sądy i opinie. Istotnie bowiem, jak stwierdził Stefan Amsterdamski: „nauka zawiera w sobie nie tylko twierdzenia o świecie badanym, lecz również założenia co do natury podmiotu naukę uprawiającego”[7].
Musimy przy tym pamiętać, że podobnie jak w przypadku Newtona, nasza współczesna wiedza zostanie w przyszłości skorygowana za pomocą nowocześniejszych technologii oraz na podstawie wielokrotnych eksperymentów, odbywających się w lepszych warunkach doświadczalnych i drobiazgowych analiz komputerowych. Stawia to uzasadnione pytanie, czy w takim wypadku możemy jakkolwiek mówić o współczesnych teoriach, jako o faktach, skoro nie możemy uznać ich za wiążące?
Odpowiedzi udzielił Karl Popper:
istotnie nowe eksperymenty przesądzają na niekorzyść starej teorii.
Jednakże:
Taka stara teoria, nawet wyrugowana, często zachowuje ważność jako pewnego rodzaju przypadek graniczny teorii nowej: nadal stosuje się, przynajmniej z dużym przybliżeniem, do tych przypadków, które z powodzeniem obejmowała przedtem.[8]
Gdy mówimy o faktach naukowych, mamy na myśli te fakty, które dają się wyrazić za pomocą języka matematyki i dowodów doświadczalnych, mówiących nam o pewnych prawidłowościach występujących w świecie. Michał Heller stwierdza:
Fakt nigdy nie jest jakimś obiektem (czymś w rodzaju przedmiotu, który się odkrywa lub na który się patrzy), lecz raczej zespołem zależności pomiędzy różnymi wielkościami, które już same w sobie mają charakter matematyczny (dają się wyrazić liczbowo).[9]
Zatem fakty, o których współcześnie mówimy, nie stracą na swojej ważności, gdyż matematyka (liczba) zawsze będzie miała tę samą niezmienną wartość, lecz zawsze mogą stracić na znaczeniu wśród przyszłych uczonych.
To dowodzi, że powinniśmy operować w codziennym życiu takimi informacjami, które możliwie najpełniej ujmują faktyczny stan rzeczywistości, ale wraz z napływem kolejnych danych, uaktualniać ten obraz w jeszcze bardziej skonkretyzowane aspekty. Wszak, nie jest cnotą uporczywe trwanie przy raz zdobytej wiedzy, bo jak słusznie zauważa cytowany już wyżej Michał Heller: „Fizyka uczy nas tylko, co „rzeczy robią”, kiedy „wewnętrzna natura rzeczy” jest otoczona mrokiem naszej ignorancji.”[10]
W słynnej idei jaskini platońskiej, Platon przyrównał nas do ludzi uwięzionych w jaskini, którzy w blasku palącego się ogniska, odwróceni tyłem do wyjścia, wpatrywali się w cienie przesuwających się za nimi obiektów, żyjąc w przeświadczeniu, że to co widzą, jest wszystkim co istnieje. I tylko jeden z nich odważył się wyjść i spojrzeć na świat racjonalnie. Każdy z nas, kto wychodzi z tej jaskini, jest tym, który patrzy na rzeczywistość taką, jaką opisuje nauka za pomocą teorii, a nie taką, jaką chciałby, by ta rzeczywistość była.
Powiązane:
O naturze informacji
O mediach i psychologii tłumu
Przypisy:
[1] Teoria.
[2] Zob. R. Dawkins, Najpiękniejsze widowisko świata. Świadectwa ewolucji, Wydawnictwo CiS, Warszawa 2010, s. 10-23.
[3] K. R. Popper, Logika odkrycia naukowego, Polskie Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1977, s.74.
[4] M. Tegmark, Nasz matematyczny Wszechświat, W poszukiwaniu prawdziwej natury rzeczywistości, Prószyński i S-ka, Warszawa 2015, s.184.
[5] S. Hawking, Krótka historia czasu, Zysk i S-ka Wydawnictwo, Poznań 2015, s. 22.
[6] M. Tegmark, dz. cyt., s. 373, zob. s. 458.
[7] S. Amsterdamski, Między doświadczeniem a metafizyką, Książka i Wiedza, Warszawa 1973, s. 100.
[8] K. Popper, dz. cyt., s. 203.
[9] M. Heller, Filozofia i Wszechświat, Towarzystwo Autorów i Wydawców Prac Naukowych UNIVERSITAS, Kraków 2013, s. 22.
[10] Tamże, s. 226.
Zdjęcia:
- jason leung: Colin00B/pixabay.com