lauantai 13. kesäkuuta 2009

Epäsuora havaitseminen.

Usein ajatellaan että "näkeminen on todistamista". Tämä on melkoi lähellä arki -ihmisen tiedekäsitystä, joka tietenkin pätee monin paikoin. Jos asia voidaan nähdä, se viittaa paljon sen olemassaolosta. Mutta tietenkin, kun esimerkiksi ihmisten lajinmukainen tapa nähdä "varjoihmisiä" ja vastaavat otetaan huomioon, voidaan tätäkin tietä tiivistää siihen että vasta kun se saadaan havaittua tieteellisesti, se on "kunnolla nähty" ja "kunnolla todistettu".

Toki havaitseminen on tärkeää. Mutta on myös toisenlainen hyväksytty havaitsemisen muoto on, kuin tämä edellä mainittu suora havaitseminen. Nimittäin epäsuoran havaitsemisen muoto voi olla aivan yhtä pätevää. Tätä on tietysti montaa eri mallia.

Ehkä konkreettisin ja helppotajuisin muoto on ymmärtää että vaikka tieteellisiltä teorioilta vaaditaan toistettavuutta, toistettavuus ei tarkoita sitä että voidaksemme puhua jääkaudesta, täytyisi olla joku näkemässä jääkausi tai että tiedemiesten tulisi toistaa jääkausi. Sen sijaan voidaan etsiä luonnosta jälkiä. Se tarkoittaa sitä että asiaan liittyvän kokeen voi toistaa joku toinen.

Ehkä yksinkertaisimmin asian saa todistettua jälkien kautta. Tuossa oikealla puolella on minun ottamani valokuva. Ensinnäkin siinä on jälkiä. Harva väittää että en voisi esittää järkevästi että puskissa elelee tietty eläin, kun tämänlaisia jälkiä löytyy. Minun ei tarvitse nähdä itse eläintä. Toki jälki voidaan järkevästi aluksi yhdistää eläimeen vain näkemällä jälkiä. En voi vain etsiä merkkejä luonnosta ja sitten väittää että ne ovat jonkun jättämiä. Mutta sitten kun elukka tai pari on käynyt möyrimässä ja jäljet on saatu "rysän päältä", syntyy järkevä induktio siitä että kun nähdään jälki, "voidaan olettaa eläin". Vastaavalla logiikalla, kun tiedämme että ihminen on tuottanut kännyköitä, kun näemme kännykän, tiedämme että sillä on ihmistekijä. Ja vaikka kyseistä lelua ei olisi pitänyt konkreettisesti käsissä, on blogin lukijankin fiksu olettaa että tuolla voidaan soittaa. Kun on aikaisemmin nähty että se taho toimii juuri siten.

Tietenkin jälkiä voidaan käyttää myös jäljen jättäjän metsästämiseen tai vaikka kuvaamiseen. Jopa niiden pesäpaikka voidaan löytää näiden jälkien avulla. Pääasia on kuitenkin se, että jäljen jättäjällä on tiettyjä ominaisuuksia. Esimerkiksi jäljen jättämiseen vaikuttaa paino. Jälkiä voi siksi käyttää eläimen painon karkeaan arviointiin. Samoin nilkuttamisesta jää vaikutuksia jälkiin ja niistä voidaan päätellä onko eläin terve. Samoin askelluksen on havaittu muuttuvan juoksussa ja levossa, joten eläimen nopeutta ja mielentilaakin voidaan arvioida. Nämä perustuvat samaan logiikkaan kuin tuo "jälki=eläin". (Tämän vuoksi pidän jäljestämisestä, vaikka olen siinä aika huono, tai ainakin eläinrajoitteinen.) Samoin saaliista, perheenlisäyksestä, parittelusta ja pesistä saa havaintoja kun ne on vaan suorien havaintojen kautta sidottu "uskottavasti" kyseiseen eläimeen.

Toisenlaista näkymättömyyttä taas edustaa musta aukko. Sitä ei voi nähdä suoraan, koska siitä ei pääse valo karkuun. Tätä ei voida jäljittää suoraan. Mutta se voidaan osoittaa epäsuorasti koska sillä on ominaisuus, massa, jolla se vaikuttaa aika-avaruuteen. Näin musta -aukko voidaan osoittaa sen suhteen miten maailma reagoi siihen. Tälläisen kohdalla sen suora näkeminen olisi suorastaan sen ominaisuuksien vastaista. Mutta jos sillä ei ole siististi mitattavaa ominaisuutta, sitä ei voitaisi käsitellä järkevästi. Musta aukko on järkevä oletus vain vaikutuksiensa kautta. Ne tunnetaan niiltä osin, miten ne vaikuttavat muun maailman kautta. Ja nämä lait ovat palkon käytettyjä, vahvoja, fysiikan lakeja.

Vaihtoehtoina kun on pitkässä juoksussa "falsifioi tai tee paikkausselitys mallia ad hoc".

Tästä päästään näppärästi kolmannenlaiseen epäsuoraan havaitsemiseen/näkymättömyyteen. Tätä edustaa esimerkiksi pimeä aine. Ne on rakennettu peittämään anomalioita. Pimeän aineen kohtalla ideana on se, että gravitaatiossa havaittiin anomalioita, poikkeuksia, joita teorian mukaan ei pitäisi olla. Kuitenkin gravitaatiolla oli vahva konsilienssi eli se sopi hyvin yhteen muiden teorioiden kanssa ja siitä luopuminen johtaisi todelliseen muutoskaaokseen tiedeverkossa. Ja epänormaaliudet esiintyivät vain tietyissä tilanteissa. Esimerkiksi tähdet eivät liikkuneet galaksin ympäri sitä vauhtia kuin niiden pitäisi, joten oletettiin että jossain on massaa, joka vaikuttaa. Tätä vain ei nähdä muuta kautta kuin sen massan kautta.
1: Tätä kautta ideana oli sama, kuin ennen Einsteinin suhteellisuusteoriaa planeettojen radoissa oli pieniä poikkeamia. Eli radoissa oli eroja joita Newtonin lakien mukaan ei pitänyt olla. Tälle oletettiin ratkaisuksi "anomalianpeittäjähypoteesi", eli ylimääräinen planeetta. Tätä planeettaa tietenkin etsittiin, koska teorian mukaan sen tulisi olla siellä. Tätä kautta voisi sanoa että anomaliasta tehtiin Newtonin mekaniikan ennuste. Se ei vain johtanut luonnontieteiden "huonoimpaan tilanteeseen" eli siihen että spekulaatio ylittää kokeet. Vaan siihen että tätä ennustetta lähdettiin osoittamaan, koska planeetan löytyminen olisi päin vastoin osoittanut Newtonin lait oikeiksi. Niiden kauttahan löydetään planeettoja joita muuten ei oltu huomattu. Silloin laki olisi hyvä, koska se antaisi ikään kuin "uudenlaisia jälkiä joita seurata pesälle ja poikasten kuvaukseen asti." Kun Einsteinin muutokset tulivat mukaan kuvioihin, sen mukaan planeettaa ei tarvittu. Itse asiassa niiden mukaan planeettaa ei edes ole. Tällöin anomaliaa ei tarvitse selittää pois. Itse asiassa, hieman kieroa kyllä, tämä teki siitä vahvemman kuin newtonin mekaniikan. Sekin teki ennusteen, ja näkymätön planeetta oli melko eksoottinen mahdollisuus. Ja kun sitä etsittiin paljon, eikä löydetty, olisi sellainen jotenkin ollut pakko olettaa. Ja ilman suhteellisuusteoriaa tälläinen eksoottinen planeetta olisi ollut ihan "fiksu hyväksyä".
2: Toki tässä kohden on otettava huomioon, että on olemassa myös "toisenlaisia anomaliaselityksiä", kuten neutriinot. Neutriinot keksi Wolfgang Pauli vuonna 1932. Ne olivat aluksi täysin teoreettinen oletuksena, jotta liikemäärän säilymislaki toteutuisi beetahajoamisessa. Tähän asti se ei näyttänyt pätevän ja liikemäärän säilymislaki on vahva fysikaalinen laki, jonka poistaminen olisi sotkenut paljon asioita. Neutriino oli aluksi hieman likainen ja hävettävä pikku oletus, koska käytännössä se oli temppu jossa yhtälö, joka ei mennyt tasan, pistettiin väkisin menemään tasan laittamalla siihen arvo X, jonka avulla se menee tasan. Aluksi ajateltiin että niitä ei saataisi havaittua, mutta ydinreaktorit tuottivat niitä sen verran paljon, että niitä saatiin napattua kiinni "itse teosta". Niitä on jopa uuseita erilajeja ja niiden luonnekin voi jopa muuttua. Näitäkin on havaittu jälkeen päin.

Näitä "tukioletuksia" on siis kahta mallia, eikä voida aina sanoa kumpi vaihtoehto toteutuu. Tietenkin tätä kolmannen tyyppistä ovat tietenkin myös gravitonit, eli oletetut gravitaatiohiukkaset, joita ei ole havaittu, mutta joiden monet olettavat olemassaoleviksi, koska gravitaatio on sangen vakuuttavasti olemassa: Sehän vaikuttaa vaikkapa kun tiputamme omenan lattialle. Vaikeutena on tietysti se, että gravitaatio on niin älytömän heikko voimana. Monesta se on tietysti valtava, kunnes muistaa että voi nostaa omenaa suuhunsa vaikka planeetallinen massaa vetää sitä toiseen suuntaan. Asiaa on verrattu siihen, miten gravitaatiolla kuluu sekunteja kiihdyttää putoava henkilö siihen vauhtiin, josta kuilun pohjalla oleva betonivalun muut atomien voimat pysäyttävät putoajan sekunnin murto -osissa.

Jumala ei tiskaa astioitani, mutta gravitaatio tiputtaa ne lattialle. Silti gravitonia metsästetään ja mietitään miten se saataisiin kiinni. Esimerkiksi hiukkaskiihdyttimillä ajatellaan löydettävän niitä jälkiä joita niiden pitäisi jättää (ei niitä itseään). Ne taas jättäisivät niitä jälkiä koska niilläkin on ominaisuuksia, joilla ne vaikuttavat maailmaan. Etsimistä ei heitetä, koska tilanne jossa spekulaatio ja "voi olla" ylittää kokeen olisi katastrofi.

Toinen tärkeä huomio on, että nämä eivät suinkaan ole kumomassa ainuttakaan teoriaa: Esimerkiksi ei ole järkevää ja rationaalista olla "antigravitationisti", jotka vain naureskelee denialismipohjalla sille että gravitoni -hiukkasta ei ole nähty ja että tämä tarkoittaa sitä että gravitaatioteoria tulisi hylätä ja korvata esimerkiksi "henkivoimien tavoitevoimilla". Päin vastoin, ajatellaan että nämä "vielä havaitsemattomat tukioletukset" ovat riittävän rationaalisia ja ne oikeutetaan koska taustateoria gravitaatiolle on muualla sen verran kova. Gravitaatioon uskotaan näistä huolimatta, ei niiden vuoksi. Itse asiassa näihin higgsin bosoneihin ja sen vaihtoehtoisiin selityksiin uskotaan juuri gravitaatioteoriaan uskomisen vuoksi. Gravitaatioon luotetaan niin paljon että niitä pidetään eräänlaisina ennusteenluojina. Se, onko kyseessä "uusi neutriino" vai "uusi näkymätön planeetta" taas ratkeaa vasta kokeiden ja tulevien teorianmuodostusten kautta.

Sitten on se neljäs näkymättömyyden muoto. Siinä missä edellä mainitut ovat "todistamme näkymättömän miehen sillä että meillä on joku voima, joka jättää ihmisten jalanjälkiä, painaa vaa -assa 75 kiloa, ja joka saadaan kommunikoimalla nousemaan vaa-alle ja siltä pois mutta jota ei muuten nähdä." on olemassa myös sellainen malli, joka perustuu juuri siihen että spekulaatiot ylittävät kokeet. Tällöin perustellaan "voi ollaa". Kohteella ei ole konkreettisia ominaisuuksia, vaan yritetään selittää miten se on olemassa. Tämä on yliluonnollisuutta. Se taas ei ole järkevää, koska sillä ei ole painoon verrattavia vakaita, havaittuja ja yleisesti hyväksyttyjä, ominaisuuksia joiden kautta sen jäljille voisi päästä. Se ei myöskään rakennu "vahvassa asemassa olevien teorioiden pohjalle", vaan yrittää päin vastoin yleensä rakentaa itselleen todisteita niiden moittimisen kautta. Eli itse asiassa tilanne on juuri päin vastoin kuin vaikka neutriinojen kohdalla: Neutriinot on oletettu havaintojen johdosta ja "yhtälöntasaus" kertoo siitä mitä "ominaisuuksia niillä on". Yliluonnollinen taas on määritelty vain sen kautta "mitä ne eivätole", eli ei tiedon vaan sen puutteen kautta. Tavallaan tämä tarkoittaa sitä että yliluonnollisessa ensin jotain väitetään sellaiseksi että sitä ei ymmärretä ja sitten selitetään miten se samanaikaisesti ymmärretääkin, ilman että konkreettiset ominaisuudet astuvat mukaan kuvioihin rakentamaan selitystä.

Karkeasti sanoen: Se ei ole keino lisätä jäljestämistä. Se on keino vähentää sitä. Siinä ei rymytä pusikoissa, vaan istutaan lämpimässä kotona ja mietitään minkälaisia elukoita siellä takametsässä voisi teoriassa olla. Jäljestäjät keksivät eläimiä ja kotiin jäävät kuvittelevat yksisarvisia. Ei ehkä ole jäljestäjän asiana moittia kotiin jääviä, mutta jos kotiin jäävät alkavat kutsumaan itseään jäljestäjiksi, jossain alkaa olemaan vikaa ja tästä jäljestäjäkin voi sanoa omia lausuntojaan. Sellaisia kuten "Trackers get prey or snap nice fotos. They don't just sleep at home and tell after that that they are mastertrackers becouse they have a dream about five winged squirrels with megalomanic tusks."

Ei kommentteja: