perjantai 7. toukokuuta 2010

Publish or perish

Tieteessä keskitytään usein siihen että julkaisutoiminta on tärkeää. Tällöin vähemmälle merkitykselle jäävät esimerkiksi se, onko teoria kumottavissa. Tässä ideana on se, että tieteen ydin on testaaminen. Käytänteet voivat muuttua, mutta tutkimus jää.

Tämä liittyy ad hoc -oletuksiin kenties lujemmin kuin mihinkään muuhun.

Ad hocin käyttämisestä on kuvaava käytännön tarina. Taustalla on tarina siitä miten Wolfgang Pauli keksi neutriinot. Hän kehitti neutriinot vuonna 1932, ne olivat teoreettinen ad hoc -oletus, jolla hän suojasi liikemäärän säilymislain. Sillä beetahajoamisessa tapahtui asioita jotka muuten olisivat rikkoneet tätä lakia. Pauli ei siis suoralta kädeltä kumonnut säilymislakia ristiriidan kohdatessa, koska se on lähes kaiken fysiikan kohdalla mukana - eli koko tieteenalasta tulisi luopua, ja se olisi vaikuttanut kemiaan ja moneen muuhun tieteenalaan. Eli tiedeverkkoa olisi pitänyt muuttaa massiivisesti. Neutriinon ongelmana oli sen vaikea huomattavuus. Sitä pidettiin huonosti tieteellisenä, koska sitä ei oltu huomattu. Mutta sen ominaisuudet selittivät miksi sitä ei oltu huomattu. Neutriinolla kuitenkin on ominaisuuksia ja näiden kautta sen vaikutukset voidaan huomata. Neutriinohavainto saatiin kiinni vasta 1970.

Toisaalta tätä kautta saadaan vastauksia joihinkin vaatimuksiin. Mikä tässä on olennaista? Ad hoc -selityksiä tarvitaan yllättävän paljon ja pitkin matkaa. Esimerkiksi Wilkins kritisoi Fodorin luonnonvalinnan kritisointia, koska Fodor vaatii determinismiä ja 100% asioiden ennakoimista. Kuitenkin jopa planeettojen ratalaskut kohtaavat kolmen kappaleen ongelman (ja useammankin) ja niidenkin kulkua joudutaan korjailemaan ja arvioimaan, etenkin pitkiä aikajaksoja tarkastellessa. Fodorin evoluutiolta vaatima ad hoc -oletukseton taso on sen tasoinen että valtava määrä tiedettä tulisi kumota.

Tätä asiaa voidaan lähestyä tutkimalla sitä miten koettelun ja itsekriittisyyden kanssa toimitaan.
Tässä kohden Karl Popper oivalsi jotain olennaista, kun hän tarkasteli horoskooppeja, kommunismia ja muita asioita. Ne eivät olleet "edes väärässä" : Popper huomasi että ne eivät suinkaan olleet ristiriidassa tosiasioiden kanssa. Ne olivat yhteensopivia havaintojen kanssa. Niiden ongelma oli se, että ne eivät kyenneet kriittisyyteen : Niiden kumoaminen olisi mahdotonta, koska kaikki ongelmapaikat voitaisiin aina selittää pois apuoletuksilla. Popper oletti että hyvän teorian voisi kumota. Tässä kohden hän oli väärässä. Kuten "oljenkorressa" näytetään, Popperin omatkin yhteiskuntateoriat olivat falsifioimattomissa.

Quine ja Duhem esittivät että käsitteet liittyvät yhteen. Eli kun esimerkiksi katsomme kaukoputkella tähteä, meillä on havainnossa mukana optiikan teoriat jotka oikeuttavat kaukoputken käytön. Siksi jos näkyy häiriöitä, ne voidaan tulkita kaukoputkesta johtuviksi. Yksittäinen häiriö voi aina olla mittausvirhe. Heillä on mukana myös toinen päätelmän : Tiedeverkkoa voidaan tämän linkkiytymisen vuoksi muuttaa aina niin että yhtä tiettyä kohtaa ei ole pakko muuttaa. Tämän vuoksi voidaan olettaa aivan mitä tahansa, minkä tahansa lainen teoria, ja tätä ei mikään mahti kumoaisi jos sallisimme tekemään mitä tahansa korjauksia tämän ympäriltä. Tämän vuoksi heidän mukaansa tiedeverkossa on keskityttävä siihen että sitä muutettaisiin mahdollisimman vähän. Muuten ihminen jämähtäisi suosikkiteoriaansa, tulisi maailmankuvansa sokeuttamaksi, tekisi omasta suosikkinäkemyksestä kritiikki -immuunin.

Popperin huomaamat "korjaukset" olivat ad hoc -selityksiä. Ne tekivät kommunismista ja horoskoopeista sellaisia että ne eivät olleet ristiriidassa havaintojen kanssa. Mutta samalla niiden tutkintakyky heikkeni : Kun ad hoc on luonteelta oletus, jossa selitetään että "on sääntö ja sitten poikkeus X" On yhä vaikeampaa ja vaikeampaa ennustaa mitä tapahtuu, kun tilanteissa sallitaan poikkeuksia ja poikkeuksen poikkeuksia.

Tätä kautta korostuu uusi suhde ad hociin. Se on "pakollista saastaa".

Kuhnin paradigmanäkemyksessä korostettiin sitä miten "vajoava" teoria ei suinkaan kaadu ristiriitaisuuksiin, vaan siihen että ne tättyvät anomalioista. Anomalia tarkoittaa jotain, joka vaatii apuoletuksen jotta systemistä saadaan koherentti. Toinen vastaava näkemys, Imre Lakatokselta korostikin tutkimusohjelman hedelmällisyyttä. Huono teoria rakentaa itsestään koherenttia, eli se on ristiriidaton havaintojen kanssa, mutta se ei toisaalta kykene tekemään uutta tutkimusta, se ei tee eikä ennakoi konkreettisesti tutkimustyössä tehtäviä yllättäviä löytöjä ennalta.

Toisin sanoen teorioita ei kumota, vaan ne saivartelevat tiensä ristiriitojen läpi. Saivarellessa niiden ennustekyky ja tutkimuksenohjauskyky heikkenee : Mitä enemmän ad hoc -selityksiä, sitä vaikeampi on ennakoida mitä tuloksia tietyssä kokeessa pitäisi tulla. Karkeasti voisi sanoa että "konkreettisuus" pienenee ja "abstraktius" kasvaa. Ad hoc -rakennettu verkko ei ole empiiristä koettelua vaan loogista sormiharjoittelua.

Ja kuten Kuhnin ja Imre Lakatoksen näkemykset jotka on sidottu oikeaan tutkimustyöhön ja sen kehittymiseen, näyttävät, tämä ei ole hedelmällistä. Hedelmällisyys ei liity pelkkään "havaintoihin sopimiseen", vaan ennusteisiin. Eli kun otetaan koetilanne, teoria ennustaa että jokin asiantila tapahtuu useammin kuin jokin toinen. Mitä tarkempia tässä ennusteessa ollaan, mitä vähemmän siinä on "voi käydä näin tai näin" sen parempi. Jos mikä tahansa on mahdollista näkemys sopii mihin tahansa, mutta se ei kerro mitään. Se ei sisällä tietoa maailman tapahtumiin liittyen.

Ad hoc on ongelma. Mutta näillä on kahdenlaisia kohtaloita. Ensimmäinen on yllä mainittu. Teoria kerää anomalioita ja siitä tulee heikompi. Kuitenkin tässä voidaan palata alkuun, Paulin neutriinoihin.

Kun Pauli esitti teorian neutriinoista, neutriinosta tuli potentiaalinen tutkimuskohde. Sitä tavoitellaan ja siihen kohdistetaan ja voidaan kohdistaa tutkimusresursseja niin että saadaan tulosta. Julkaistuja papereita, ja ihan oikeita tutkimustuloksia. Neutriino ilman testauskohteena olemista on oletus, premissi. Tämä on tieteessä sama asia kuin "pieni ongelma", ad hoc oletus, "pakollista saastaa". Tulosten jälkeen se taas on teoria, joka on selvinnyt koettelusta, eli se on "hyvä asia". Neutriinojen löytäminen osoitti että säilymislaki oli tosi hyvä - se oikeaksi olettamalla tehtiin konkreettinen löytö ja saatiin uusi hiukkanen tutkimuskohteeksi.

Pseudotieteilijät toistuvasti palaavat siihen että neutriinoteoria oli keksitty ennen sen testaamista. Heille keskiössä ovat "voi olla -apuoletukset". Mutta valitettavasti heidän näkemyksensä ovat aina ja poikkeuksetta "olennaiselta osin epäanalogisia" juuri noiden neutriinojen kanssa. Heillä on ad hoceja, joiden tutkimiseen heillä ei ole tutkimusohjelmaa, eikä edes voida. Neutriinojen metsästys oli todistamisessa keskeistä. Olennainen aikaulottuvuus, jossa keksiminen ja tutkiminen ovat oikeissa rooleissa - siinä roolissa missä niiden pitääkin olla - heiltä puuttuu. Ennen saatua koetulosta neutriinoteoria oli vain ad hoc -täyte. Arvailua, se oli "heikous". Pauli olisi periaatteessa voinut arvata myös ihan väärin.

Väärässä olevat eivät näy tieteenhistoriassa, koska niiden esittäjät eivät saa useinkaan mainetta - elleivät sitten ala pseudotieteilijöiksi ja myymään näkemyksiään kaduntallaajille isoilla PR -menoilla, medianäkyvyydellä ja muulla vastaavalla. Tieteen historia on ad hoc -oletusten kohdalla aivan kuin hukkuneen rukoukset. Vain menestyjät näkyvät. On hyvä muistaa että jokaista onnekasta ad hocia kohden on voinut olla todella lukuisia vääriä arvauksia, joista vain pieni osa on edes otettu vakavasti.

On hyvä huomata että Duhem ja Quine pitävät oikeana tapana sitä että tiedeverkkoa ei mullisteta maksimaalisesti ristiriidan kohdatessa. Vaan sitä muutetaan mahdollisimman vähän. Paulikin teki neutiino ad hocinsa valtavirtatieteen säilyttämiseksi, tavoiteltiin minimaalista mullistusta. Koko fysiikan peruspilarin, säilymislain, kumoaminen olisi ollut valtava asia.

Tästä päästään tiedepolitiikkaan.

Nassim Taleb sanoisi että nämä uudet teoriat ovat mustia joutsenia. Jotain joka on todella epätodennäköinen, joita ei voi väkisin tehdä tai totaalisesti estää. Mutta joita kuitenkin tapahtuu ja tapahtuessaan ne ovat mullistavia.

Hän suosittelee meklareille sitä että kannattavinta on panostaa paljon vakaisiin, siis "tieteen valtavirtaan". Mutta kannattaa panostaa hieman myös epätodennäköisiin kohteisiin. Ideana on se, että rahat ei saa kadota näihin riskisijoituksiin. Niissä voi tulla valtavat voitot, mutta todennäköisimmin niissä tulee vain persnettoa. Panostuksen on oltava pienehkö, koska muutoin kassasta tulee todennäköisesti miinusmerkkinen.

Hän muistuttaa myös että "jokin musta joutsen" toteutuu todennäköisesti, mutta "tietty musta joutsen" on aina todella todella epätodennäköinen. Siksi kaikkia munia ei saisi laittaa samaan koriin. Eli panostaa useisiin epätodennäköisiin kohteisiin sellaisia rahoja, joiden menettäminen ei tunnu missään.
1: Tähän sopii perinteinen ikiliikkuja. Tämä on asia jolle on innokkaita. Ikiliikkujaehdokkaita tungetaan jatkuvasti ehdolle patenttivirastoihin. Virkailijat nauravat "koska energian säilymislaki". He tekevät kuten Wolfgang Pauli, joka ei olettanut neutriinoja ad hocilla mistään muusta syystä kuin että "muu rikkoisi nykytiedettä vastaan". Nämä virkailijat tekevät oikein.
___1.1: Ikiliikkujan tuottaminen toki mullistaisi energiankäyttömme ja teknologiamme niin mullistavasti, että maailma ei sen jälkeen olisi sama. Sen vaikutus ja tärkeys ja kiinnostavuus tältä osin olisi valtava. Se mullistaisi myös nykyfysiikan perusteet samalla tein, eli tässäkin kohden tulisi "jackpot". Sen mahdollisuus vain on häviävän pieni. Tiedämme tämän "koska nykytiede".

Yleensä ottaen pseudotieteiden ongelmana on juuri tämä. Ne keksivät syitä joilla ne olisivat vakavaa tutkimusta. Ne rakennetaan ad hoc -oletuksilla joista ei tehdä tutkimuskohteita. Niitä ei tehdä "nykytieteen mukaan" eli verkkoa mahdollisimman vähän muuttaen (kuten Duhem ja Quine ohjeistavat), vaan he yrittävät mullistaa verkkoa aivan miten valtavasti tahansa, jotta se sopisi heidän näkemykseen. Tämä on psykologisesti ihmisen toimintaa katsoen helppoa: Maailmankuva sumentaa, ja sitten ihminen assimiloi. Tuloksena on itsekritiikitöntä ylpeyttä, jossa on hienot saivartelut jotta se olisi koherentti.
1: Tätä kautta he uskovat olevansa oikeassa, ja olevansa niin neroja että koko maailman kaikki muut tieteenlajit olisivat väärässä. Einstein mullisti vain fysiikan, ja hänkään ei kumonnut kovin paljoa fysiikasta - hän vain selvitti monia tieteessä siihen asti olleita paradokseja. Näin suuren mittaluokan muutos olisi toteutuessaan kiinnostavaa, mutta se on kuitenkin vain "yksi musta joutsen". Pseudotieteilijä kuitenkin panostaa tyypillisesti kaiken - uransa ja henkilökohtaisen maailmankuvansa ja kunniansa - pelaamalla aina yhteen koriin.

On vain muistettava että tutkimus maksaa aina. On työtunteja, ja mahdolliseti materiaaleja. Moni ajattelee että tukimusta ei saisi millään tavoin rajoittaa. Tässä ei muisteta Talebin ohjetta "riskisijoituksista". Jos tiedekassa olisi loputon, vastaus olisi toinen. Saivarteluun panostamisen sijasta voi olla tehokkainta muistaa vain otsikon teksti. "Tulos tai ulos."
Kuvassa on neutriinohavainto kuplakammiossa.

Ei kommentteja: