keskiviikko 19. elokuuta 2009

Tieteen keksiminen.

"J'ai fait l'amour et la révolution. / J'ai fait le tour de la question. / J'avance, avance à reculons. / Oui, je tourne en rond, Je tourne en rond."
(Zazie, "Je Suis Un Homme")

Hypoteesinmuodostus (tai se, mitä sillä tässä tarkoitan) on juuri se, mitä arki -ihminen helposti arvostaa tieteenteossa. Uuden teorian keksimistä. Ajatus on siis että ensin on hypoteesi, joka testauksen jälkeen muuttuu teoriaksi. (Toinen merkitys hypoteesilla on tietysti "seuraus, joka johdetaan mahdollisimman deduktiivisesti teoriasta. Tässä hypoteesi ei ole esiteoria, eikä näit hypoteeseja testata, vaan hypoteesien avulla testataan teorioita.)

Niihin liittyviä tarinoita kerrotaan. Newton katsomassa omenaa putoamassa on kaikille tuttu. Samoin Galileo Galileista kerrotaan sankaritarinoita, joissa keskiössä on hänen viisautensa ylemmyys ja vainot joita hän kohtaa. Hieman vähemmän tunnettu - mutta silti melko tunnettu - keksimistarina on Friedrich August Kekulé von Stradonitzin näkemä uni käärmeestä, joka johti hänet keksimään bentseenimolekyylin muodon.
1: Ongelmana näissä tarinoissa on tietysti se, että niiden todenmukaisuuttakin on vaikeaa varmistaa.
2: Ja toisaalta ne ovat sankarinpalvontaa, jotka arvostavat keksimistä, eivät koettelua. Tämä haiskahtaa idealismin ja/tai rationalismin arvostamiselta empirismin ja koettelun yli. Tämän vuoksi esimerkiksi uskovaisissa on ihan tavallista törmätä päättelyyn jossa "se ja se tiedemies on ollut kristitty", joten takana on joko suora Jumalallinen inspiraatio tai sitten heidän vakaumuksensa vaan on niin todenmukainen, että se tuo tiedon luokse jonkinlaisen oikotien.
3: Kolmannekseen ne tekevät sen, että tieteenteossa tärkein asia on inspiroitunut keksiminen, ei työ. Arkielämä on, "ainakin sen mukaan, mitä itse olen ollut huomaavinani", jotain ihan muuta. Ilmassa on siis illuusio luovasta nerosta, joka salamannopeasti keksii ja tätä kautta generoi tietoa ja mullistaa kaiken tiedon. Tiede on siis ikään kuin idealampun välähdys, joka luo kaavan, joka on "keksittäessä" kultaa, mutta on "omistettuna" vain iso kasa tylsää, jota vähemmän luovat tiedemiehet dogmaattisesti valvovat norsunluutorneissaan..

Ja toisaalta menetelmä, jolla he ovat keksinnön tuoneet voi olla merkityksetön: Esimerkiksi Karl Popper oli sitä mieltä, että jokainen keksintö joko luo tai on hyppäys ulos vanhoista teorioista (eli on vanhan tieteen perustaan heijastaen tavallaan irrationaalinen.) Tätä kautta keksimisprosessia ei voi rekonstruoida, siinä on aina häivähdys irrationaalisuutta. Paul Feyerabendin mukaan hypoteesinmuodostukselle ei ole mitään metodia. Heistä "oikotietä" ei ole. Tätä kautta Jeesuksen rukoilu tai hallusinoivat huumeet tai unien näkeminen voivat olla keinoja jotka ovat tuoneet hypoteeseja, mutta ne eivät ole ainut metodi. Itse asiassa yhteen menetelmään jämähtäminen voisi jopa dogmatisoida tieteen. Sen keksimiseen ja luomiseen panostava osa alistettaisiin "puristisen tarkkailun alle", jolloin tieteentekijän maailmankuva olisi korostetun kritiikin alla. Ensin ei päästäisikään testaamaan, vaan ensin punnittaisiin se, että henkilöllä on "oikea maailmankuva".

Moni on kuitenkin jakanut tieteentekoprosessin osiin. Näissä näkemyksissä tyypillistä on se luonne, että ensin ideoidaan ja sitten "ammutaan infantiilit kehtoihin". Esimerkiksi Hans Reichenbach esitti että hypoteesinmuodostuksessa on kaksi vaihetta. Keksiminen ja oikeutus. Kordig taas jakoi sen hieman pienempiin osiin: Hänestä ensin intuitio tuottaa arvauksia. Sen jälkeen mielessä niistä suuri osa tulkitaan suoraan typeriksi, ja tästä selvinneet ovat uskottavia. Ne ovat niin hyviä että ne voidaan ottaa vakavasti. Mutta tämän jälkeen ne tietysti testataan, ja vasta tämä tuo hyväksynnän.

Tässä kohden voisin lainata Thomas Edisonia: "Tiede on 5% inspiraatiota ja 95% perspiraatiota". Sillä on aika ottaa filosofien sijasta itse tieteentekijöiden kannanotot pöydälle. Heillä lienee jokin kuva tekemästään työstä. Se, mitä heidän puheissaan toistuvasti tulee esiin, on se että anomalioilla on uuden keksimisessä valtava merkitys. Tämä korostuu tietysti myös tieteentekoa prosessina tutkineiden filosofien jutuissa. Thomas Kuhnin paradigma -näkemyksen mukaan tiede etenee siten että uusi teoria korvaa vanhan. Ja tässä keskeistä on se, että vanhassa teoriassa on anomalioita, jotka kasautuvat ja uusi teoria selittää nämä poikkeukset:
1: Esimerkiksi Einstein kehitti teoriansa paikkaamaan vanhan paradoksin: Hyvin testatuissa näkemyksissä oli ristiriita; Hänen teoriallaan niiden välinen ristiriita saatiin katoamaan. Olennaista on, että kumpaakaan näistä ei kumottu. Toisaalta Einsteinin teoriat myös korvasivat Newtonin mekaniikan. Tässä korostuu kuitenkin se, että tuhoaminen ei ole prosessissa välttämätöntä. Myös hyvä teorioiden ristiriitojen poisto on "vaihtoehto".
2: Toisessa "mallivastauksessa" Kepler huomasi että hänen ja Tyko Brahen näkemysten välillä oli ristiriita. Hän teki tältä pohjalta erilaisia muunnelmia, joita kokeili.
3: Kolmas, mielestäni arkijärkeen hyvin iskevä esimerkki on kuitenkin aika konkreettinen. V. W. Ekman katsoi jääpalojen liikettä, ja huomasi että vastoin sen ajan odotuksia lautat eivät liikkuneetkaan täysin tuulen mukana : Eli odotusten mukaisesti. Niissä oli säännönmukainen poikkeaminen "siitä mitä teoria odotti". Syyksi hän kehitti teorian maan pyörimisen vaikutuksesta. Se on nykyään tärkeä osa valtamerten virtausten tutkimista.

Keksimisessä on tätä kautta selvästi kolme osaa. "Anomalian spottaaminen", ja "paikkan muotoilu ja sen arvailu" sekä "purukumin testaaminen".

Pierre-Gilles de Gennes ja Jacques Badoz kirjoittivat "Hauraat esineet" -kirjassa tämänkaltaisesta anomalioiden spottaamisesta: "Yleensä uuden keksimisen saa liikkeelle jokin provokatiivinen kysymys (esimerkiksi täysin mystinen ilmiö, joka kutittaa tutkijan uteliaisuutta) ja kärsivällisesti kehitetty asiantuntemus. Nämä ehdot ovat välttämättömiä, mutta eivät aina riittäviä: Ajattelun skeemat, jotka alussa näyttävät vankoilta, romahtavat yhtäkkiä surkeasti ratkaisevassa kokeessa ja tarkastelutasoa muutettaessa. Päämääriään täytyy alituiseen korjailla ja ajatustapojaan muuttaa."

Olennaista on huomata, että ero nousee jostain havainnoista. Anomaliaa ei keksitä kuin salamaa taivaalta. Eikä teoria ole "mistään tuleva, mihinkään riippumaton". Se ei ole luovaa siinä mielessä että "keksitään tyhjästä uutta", vaan pikemminkin siinä huomataan puutteita siinä missä ollaan, eikä jäädä pelkästään sen teorian moittimisen piiriin vaan tämän päälle ns. "aletaan tekemään asialle jotain". Molemmat vaiheet vaativat tietysti paljon työtä ja ns. "näkemystä".

Tätä kautta ehkä yllättävää, mutta silti tärkeää on huomata, miten tärkeää myös se tylsä "kaavanyhjääminen" on tämän kannalta : Toki moni osaa ratkaista erilaisia yhtälöitä, jos ei pitkällä matikalla niin ainakin treenillä. Se, että tiedemies huomaa eron "odotuksissa" nojautuu siihen että hän kykenee "ikään kuin automaattisesti" tietämään mitä se "odotettu" on. Tämä tarkoittaa sitä samaa, mihin törmää miekkailussa. Minäkin osaan selittää iskun fysikaalisista perusteista ja strategiasta. Osaan perustekniikat. Ja muutenkin osaan tarvittaessa jauhaa paskaa aiheesta niin paljon että "kokeneempiakin miekkailijoita voi hirvittää". Mutta se, että niitä pystyy käyttämään tehokkaasti, on paljon paljon vaikeampaa. Siksi minäkin "kaikesta paskanjauhuustani huolimatta" häviän melkoisen usein freeplayssa. Olen kuin aloitteleva fyysikko joka osaa laskea kaavoilla, mutta ei ole sisäistänyt niiden interaktiota niin että osaisi nähdä miten ne ovat maailmassa - etenkin silloin kun ne eivät ole kaavan mukaisia.

Ja tähän vaaditaan sitä, mitä idealistifilosofit tässä kohden yleensä haluavat väheksyä. Se vaatii työtä ja kaavajumppaa jopa tylsyyteen asti.

Ontologisilla mietinnöillä ja saivarteluilla ei ole tässä kohden näytä olevan kovin suurta tilaa. Tietenkin on aina syytä miettiä sitäkin, että johtuuko "hypoteesinmuodostus anomalioiden kautta" siitä että se on aidosti toimiva menetelmä, vai siitä että luonnontieteiden tutkimuksen henki on sen mukainen että sitä harjoitetaan paljon. Emme siis yksinkertaisesti varmasti tiedä onko se "tehokkain". Se, että jokin asia liittyy toiseen voi johtua myös perinteistä. Siitä että ihmisiä joko kannustetaan tähän. Tai jopa siitä että vanhat menestykset tuottavat intoa kopioida ne, jolloin myös keksimistavat vain "otetaan ylhäältä".

Ei kommentteja: