Mistä tulee tutkimusta?

"Science reveals where religion conceals. Where religion purports to explain, it actually resorts to tautology. To assert that "God did it" is no more than an admission of ignorance dressed deceitfully as an explanation."
(Peter Atkins)

Tiedon klassinen määritelmä on ollut "hyvin perusteltu uskomus". Filosofiassa on perinteisesti oltu "nojatuolifilosofeja", eli on uskottu järkeilyyn, logiikkaan ja matematiikkaan joiden on uskottu tuovan totuuksia esiin. Toisaalta tämä on osoittautunut monesti hyödyttömäksi: Esimerkiksi kun menemme lääkäriin, siellä täytyy tehdä kokeita jotta sairaus selviäisi. Tai sitten päättely sairaudesta tehdään oireiden perusteella ja tätä oireryhmää ei ole päätetty matemaattisesti, vaan kokeellisella tutkimuksella.

Tieteessä korostetaan empiiristä perustaa. Se rakentuu kahdelle olennaiselle osaselle (Yksityiskohdista on sitten vääntöä enemmän, mutta nämä ovat olennaisia):
1: Luotettaviin työmenetelmiin ja näiden tuottaman datan tulkintaan. Tarvitaan havaintoja sekä se, mitä ne tarkoittavat. (~a posteriorinen tieto)
2: Jokin määritelty logiikka jota tämä noudattaa. (~a priorinen tieto)

Tämä itse asiassa rajoittaa tieteen tekemistä aika tavalla - eli vaikka tieteen määritelmästä kiistellään, se että jokin idearyhmä on tieteellinen vaatii itse asiassa erittäin tietynlaista toimintaa - ja onkin hyväksyttävä että on monia kysymyksiä, joihin ei tällä hetkellä tiedetä vastausta eikä välttämättä koskaan voidakaan vastata. Kysymysten mielenkiintoisuuskaan ei vielä ratkaise sitä, että sen piirissä voitaisiin tehdä tiedettä. Koskaan. Tietenkin kysymyksiin voidaan vastata myös epätieteellisesti, ja jos jokin kysymys on tieteen ulottumattomissa, meidän täytyy joko jättää vastaus antamatta, tai antaa sille epätieteellinen vastaus. Nämä epätieteelliset vastaukset voivat tietysti olla jopa vahingossa oikeinkin.

Jos aiheesta tehdään teoria, se lähtee yleensä aluksi intuitiivisesta tiedosta, josta jalostetaan parempia, niistä tehdään teoreettisia hypoteeseja. Tämä tarkoitetaan sitä että tehdään joku päättelyjoukko joistain lähtöoletuksista, joille hankitaan tiedemaailman kannatus. Tämän jälkeen tehdään koeasetelmia joilla hypoteesin paikkaansapitävyyttä tutkitaan. Usein on vaikeaa tietää ovatko tutkimumenetelmät valideja. Kuitenkin tieteellisessä tutkimuksessa olennaista on se, että tämä tieto voidaan jollain lailla koetella. Tätä voidaan kuvata kinalla maan muodosta:
1: Alussa meillä on arkitieto ja arkihavainnot. On oikeastaan naurettavan helppoa osoittaa että maa on litteä. Sehän näyttää siltä, ja kappaleetkin putoavat aina alas päin. Itse asiassa tämä on niin vakuuttavaa, että lasten käsityksiä tieteestä kartoitettaessa on huomattu että pienimmät lapset käsittävät sen, että maa on pyöreä siten, että maa on ikään kuin kolikko, jonka "kruuna" tai "klaavapuolella" sitten elämme.
2: Pyöreä maa on vaikeampi todistaa. Normaalisti tämä voidaan tehdä falsifioivalla menetelmällä: Jos matkustamme suoraan eteenpäin, joko putoamme reunan yli (litteä maa), tai sitten kierrämme ympäri siten että palaamme lähtökohtaamme (pyöreä maa). Tai sitten voimme mittailla varjoja eri paikoissa ja huomata että niiden välillä on eroja. Tämä onnistuu vain koska litteyden ja pyöreyden ideat ovat melko selviä. Niillä on tietyt matemaattiset ominaisuudet, looginen rakenne.

Turhat teoriat taas ovat sellaisia, jotka ovat (1) liian vaikeita, eli sellaisia että emme voisi millään järkevällä tavalla koetella niitä nykyteknologialla, se vaatisi esimerkiksi aikakonetta. (2) Niillä voi lisäksi olla epäselvät seuraukset, eli ei voida ennustaa mitä havaintoja sen seurauksena tapahtuisi ylipäätään (3) tuntemattomien tekijöiden määrä on valtava, jolloin teoria on liian mutkikas testattavaksi tai (4) sen käsitteet ovat epäselviä, eli niillä ei itse asiassa ole määriteltyä analyyttistä sisältöä. Käytännössä tämän osoittaminen on vaikeaa: Kritisoijaa voitaisiin aina haukkua argument from personal incredulityyn viitaten, eli sanomalla että kritisoija ei vain itse keksi käsitteelle sisältöä tai kokeita tai vastaavia. Kuhnin paradigmakäsitystä soveltaen voidaan kuitenkin uskottavasti sanoa, että "epäkiinnostavan tai ainakin debatin piiristä häviävän tutkimusalan tutkijat" eivät joko yksinkertaisesti tuota koeasetelmia joilla sen keskeisiä konsepteja testataan, eivät pääse yksimielisyyteen asioista, eivätkä saa aikaan mitään yhteneväisyyttä esimerkiksi siitä, mitä havaintoalueita heidän teoriansa ylipäätään käsittelee, ja mitä se ei käsittele.

Yleensä teoriaa ei testata aivan eksaktisti, vaan ainoastaan mahdollisimman eksaktisti. Sen sijaan tehdään joku idealisoitu malli, jolla tilannetta kuvataan matemaattisesti. Toki monet eivät pidä matemaattisesta mallinnuksesta, mutta toisaalta, jos siinä onnistutaan, ja tulokset ovat täsmällisiä, ei ole mitään syytä vastustaa sitä: Sen antamat tulokset ovat tällöin yksiselitteisempiä, vähemmän mielipiteistä riippuvia, tarkempia ja vähemmän hämärrettävissä retoriikalla.

Tieteessä kiinnostaa laajojen kokonaisuuksien selittäminen. Siinä missä yksilöitä kiinnostaa jokin yksittäistapaus, kuten jokin naksahdus, tai se miksi jokin tietty luonnon yksityiskohta on syntynyt, tiede etsii laajempia asiakokonaisuuksia ja leimaa poikkeukset anomalioiksi ja unohtaa ne. Tämä näkyy selvästi anomalioiden hyväksymisenä: Mikään teoria ei voi selittää kaikkia havaintoja. Koska maailmassa on useita lakeja, jotka toimivat samanaikaisesti, ja joista kaikkia ei vielä välttämättä edes tunneta, joudutaan usein olettamaan että jonkin ilmiön takana on sama ilmiö. Jos esimerkiksi kuulemme naksahduksia, yksi voisi periaatteessa johtua aivojen verenkierron häiriöstä, toinen kattopalkin venymisestä ja kolmas voisi olla eläimen äännähdys. Yksityiskohdilla tässä on merkitystä, mutta kun tarkastellaan laajempia kokonaisuuksia, on tärkeää tarkastella naksahdusten sarjaa: Jos meillä on aivosairaus, ääni voi olla hallusinaatio, jos usein johtuu talosta, talo voi olla hajoamassa ja on syytä tilata timpuri, tai sitten pihapiiriin on muuttanut vaikka harvinainen laji, jolle voidaan rakentaa suojelualue. Viimeisessä vaiheessa ei välttämättä kannata kiinnittää huomiota siihen jos yksi naksahdus johtuikin väliaikaisesta väsymyksestä tai kattopalkin harmittomasta äänestä.

Lisäksi monille teorioille on näennäisen helppo keksiä vastaesimerkkejä: Esimerkiksi gravitaatiota voidaan kritisoida laittamalla magnetisoitu hyrrä leijumaan magneetin päälle, tai tiputtamalla höyhen ja punnus samaan aikaan ja huomata että ne eivät tulekaan samaan aikaan maahan, tai tiputtamalla heliumpallo ja huomata että se nousee ylös. Näitä vastaavia esimerkkejä voidaan keksiä lähes loputtomasti - itse asiassa tälläisten näennäisten ongelmien listaus strategiana on saanut jopa nimen Gish gallop. Sillä viitataan Duane Gishiin, jonka ideana oli se että kun hän ryhtyi "keskusteluun", hän alkoi kyselemään vastauksia yksityiskohtiin tai esitti näennäisiä ongelmakohtia sellaiseen tahtiin että toinen ei ehtinyt edes vastaamaan niihin kaikkiin, saati sitten esittämään vastakysymyksiä. Näin hän sai aikaan valheellisen luulon siitä että evoluutioteoriassa olisi aukkoja joihin ei ole vastauksia ja että se olisi siksi väärässä.

Itse asiassa tieteessä usein hylätään näennäisiä vastatodisteita. Itse asiassa koska emme tiedä mitkä ovat näennäisiä ja mitkä eivät, joudumme arvaamaan. Tästä päädytään Duhemin-Quinen teesiin, jossa muutokset tiedeverkkoon ratkaisevat. Jos jokin teoria on osana monessa tieteenalassa, se on todennäköisesti tosi ja sitä kritisoivat anomaliat ovat todennäköisesti vain näennäisiä vastatodisteita. Kuitenkin teorioissa pitää aina olla mahdollisuus kritiikkiin, joka näkyy usein falsifiointikriteerin vaatimuksena: Täytyy olla jotain jolla teoriaa voisi ajaa nurkkaan. Tämä tarkoittaa sitä että jos näennäisiä vastatodisteita kertyy riittävästi, ne tekevät teoriasta tutkimusmentelmänä toimimattoman: On otettu erilaisia apuoletuksia, jotka ovat heikentäneet teorian luonnetta. Tosin jos näennäiset vastatodisteet ovat todella näennäisiä, käy niin että ne peittyvät. Tällöin ne ovat häiriömuuttujia, jotka ovat niin harvinaisia että ne eivät pitkässäkään aikavälissä tuota ongelmia. Eli vaikka saisimme aivoperäisen naksahduksen kerran päivässä, jos havainnot siitä uudesta eläinlajista pihalla ovat selkeät, ei naksahdusanomaliat joita ei voi selittää eläimen aikaansaannoksiksi tuota ongelmia uskomukselle että pihassamme on eläin jonka ääni on naksahtava. Tieteen rajat ovatkin aika liukuvat. (Mikä on monelle yllätys.)

Tässäkin tärkeintä on kriittisyys. Yleensä typeriäkään juttuja heittävän toimintakompetenssia ei poisteta. Tämä on aivan eri asia kuin se, että kaikki kävisi. Tieteessä kenenkään ei ole pakko hyväksyä mitään ja hän saa kritisoida haluamaansa kohdetta - kunhan tekee tämän kunnolla. Tieteessä mitä tahansa pitää voida esittää, mutta tästä seuraa myös lupa kritisoida: Tieteen valtavirran vastustama henkilö ei voi hoitaa asiaa kunnianloukkaussyytteellä uhkaamalla. Tiede on oma tuomioistuimensa, itse asiassa jopa siinä määrin että jos avaruudesta tulisi huipputeknisiä avaruusolentoja, hekään eivät voisi vain sanoa että tieteemme on väärässä. Heidän olisi ensin vakuutettava tiedemaailma, he eivät voisi vain sanella tieteen sisältöä.

Toisaalta pelkkä vääryyskään ei aina riitä: Esimerkiksi terapia joka tutkimusten mukaan auttaa potilaita on kätevä ja arvostettava, vaikka sen käsitys ihmisestä ja tämän psyykestä olisi "päin prinkkalaa". Kuitenkin on syytä huomata, että jos jokin asia selitetään pehmeän humanistisesti, eli tavalla jossa näkemys, tunne, tulkinta ja muut vastaavat lievennykset sallitaan, se ei vielä tarkoita että aihepiiriä ei saisi tutkia myös empiirisesti. Itse asiassa, jos empiria osoittaa humanistisen näkemyksen tai tulkinnan vääräksi, se tarkoittaa sitä ettätämä näkemys on uskottavasti väärä ja se olisi syytä hylätä. Tosin tässäkin on ongelmia sen kohdalla, että pitäisikö se tutkitusti parantava terapia kieltää vain sen takia että sen taustateoria on osoitettu vääräksi. Tästä päästäänkin siihen, mitä tutkimusta ja toimintaa ylipäätään voidaan tehdä.

Monet, esimerkiksi Feyerabend on ollut sitä mieltä, että "kaikki on jo keksitty". Tässä on taustalla ajatus siitä, että tutkimus on ikään kuin rajatussa tilassa, ja aina kun jotain löydetään, käy niin että valtava määrä tutkimusvaihtoehtoja karsiutuu ja uuden keksiminen on yhä vaikeampaa. Jokainen ajatus siis veisi siihen että tiedon tarkentuminen koskisi yhä pienempiä yksityiskohtia ja että näiden kartoittaminen olisi yhä kalliimpaa. Toinen näkökanta taas on "hakkuuaukeanäkemys", jossa tiedolla ajatellaan kurkotettavan. Eli mitä enemmän on tietoa, sitä suurempi hakuuaukea on, ja sitä enemmän on sellaisia puita, joita voidaan kaataa hakkuuaukeaman reunoilta. Luultavasti totuus on jostain tuosta välistä.

Siitä, mitä tutkitaan, ja mitä kannattaa tutkia, käsittelee kaksi näkemystä, jotka ovat joissain oloissa keskenään ristiriitaisia:
1: Tutkitaan sitä, mitä on helppoa ja halpaa tutkia. Tätä näkemystä edustaa esimerkiksi Gordon Kane perustelee supersymmetrian tutkimista kirjassaan "supersymmetria" katulamppuvertauksella: Jos hävitämme avaimemme pimeässä, meidän kannattaa etsiä avaimia ensin katulamppujen läheltä. Ei sen takia että ne avaimet jotenkin tietäisivät pudota valoon, vaan sen takia että jos avaimet ovat siellä, ne on helppoa löytää. Hänen näkemyksensä on sinänsä perusteltu, että jos jokin paradigma on hyvä, se tarjoaa hyvän ja tehokkaan työkalun tiedon löytämiseen ja havaintojen ennustamiseen. Huono teoria taas ei tuota helposti tutkimusta.
2: Tutkitaan sitä, minkä tutkiminen kannattaa yhteiskuntaa, sotilaita tai ihmisiä. Tässä korostetaan esimerkiksi sitä, että syöpätutkimus on tärkeää vaikka olisi kuinka kallista saada uutta tietoa. Tutkimuksen tuottama utiliteetti ratkaisee. Jos tähän soveltaisi katulamppuvertausta, se tarkoittaa sitä, että jos avainten löytyminen on todella tärkeää, ei henkilö aloitakaan katulamppujen läheltä etsimällä, vaan aloittaa haravoimaan kalliilla metallinpaljastimilla ja isolla joukolla koko aluetta täikammalla ja ottaa huomioon sen, että suurin osa löydöistä voi olla ruostuneita nauloja, polkupyöriä, vääriä avaimia, peltitölkkejä ja muita vastaavia.

Tästä kahtiajaosta on tietenkin seurauksia : Esimerkiksi tähtitiede on sellainen ala, että on vaikeaa keksiä miten sen tutkimus olisi arkielämän tasolla kätevää, sitä perustellaan eri tavoin kuin syöpätutkimusta, koska on vaikea keksiä mitä uusia sovelluksia se toisi, miten parantaisi elämää, mitä taloudellista etua joku mustien aukkojen tutkimus voisi tuoda. Toisaalta sitten "Armageddon" elokuvan tapaan sen piiristä saattaakin löytyä juuri se tieto, joka pelastaa kaikki. Sama koskee tietysti jotain muurahaistutkimustakin. Voisi olla vaikeaa keksiä, miksi tähän tulisi satsata syöpähoitoja enemmän. Tästä päästään itse asiassa suoraan tutkimuksetiikkaan; Koska budjetit ovat rajallisia, ei tiede voi olla mitenkään arvovapaata. Joitain tutkimusohjelmia korostetaan ja toisia jätetään vähemmälle. Tiede on ollut avain sekä ydinpommiin, että syövän sädetyshoitoon. Se on tuottanut onnettomuutta ja onnea. Näin sen takia että joku on nähnyt tiedon sen arvoiseksi. Tähän liittyy tietenkin myös se, että jotkut tutkimukset nähdään epäeettisinä. Esimerkiksi jos sikojen stressaantumiseen liittyvää hännänpurentaa haluaisi tutkia - mikä vaatisi sitä että sikoja stressattaisiin eri tavoilla jotta ne kontrolliolosuhteissa alkaisivat purentaleikin - ei sikoja saa kiusata ellei saa erikoislupaa, jossa pitää vedota mm. siihen että ongelma on yleinen, siitä ei ole tutkimuksia, tutkimuksen saa kuitenkin tehtyä suhteellisen helposti, eikä tuskaa aiheuteta ylimäärin.

Tämän kaiken seurauksena on se, että tiede ei tarjoa koskaan lopullista tietoa, se ei suinkaan edes selitä kaikkia yksittäishavaintoja, se rakentuu todistamattomien oletusten varaan sekä ei vielä ole edes arvovapaata. Mutta se ei tarkoita sitä että se ei voisi pyrkiä tähän. Se pyrkii siihen, jolloin kaikkia mainittuja on mahdollisimman vähän. On silti turha luulla, että metafyysistä taakkaa ei olisi mukana. Tiede on siis vaatii uskoa ja koska se on järjestäytynyt ei ole ihan väärin puhua tiedeuskosta. Mutta se kuitenkin vaatii uskoa vähemmän kuin muut uskonnot.