This is an old revision of the document!


    

Konstruktiv Empirisisme / Strukturell Realisme

Jeg vil i dette essayet presentere to forslag til løsninger på problemene i forhold til realisme og antirealisme. Først vil jeg summere opp realismens problemer i følge Bas C. van Fraassens «Arguments concerning scientific realism» (1980) og John Worralls «Structural realism: the best of two worlds» (1989), før jeg presentere van Fraassen’s ’konstruktive empirisisme’ (ibid) og nevner noen problemer Grover Maxwell (1998) tar for seg angående antirealismens problem med hva som er observerbart. Deretter vil jeg presentere Worrall’s ’strukturelle realisme’ (ibid) som en mulig løsning. Til slutt vil jeg gi en kort redegjørelse for skille mellom de to standpunktene og se på hvilke problemer som står igjen.

Den vitenskapelige realismens problemer

Vitenskapen teorier beskriver, veldig kort, i følge realisten: verden slik den virkelig er, og i følge antirealisten: den observerbare verden slik den virkelig er. Worrall (ibid : 100) mener at de fleste av oss, ureflektert tar det for gitt at vitenskapens postulater gir beskrivelser av virkelige entiteter som eksisterer i verden. Og realisten samstemmer ved å påstå at det er totalt usannsynlig at våre teorier kan predikere hendelser i verden så nøyaktig som de gjør, uten at de faktisk beskriver verden slik den virkelig er. Ved hjelp av teorier om uobserverbare atomer og deres bestanddeler, kan en bygge lasere som manipulerer disse bestanddelene i en slik grad at de kan kutte i stål eller lese av 100 nanometers forskjeller i dybde på en CD. Hilary Putnam skrev at:

“The positive argument for realism is that it is the only philosophy that doesn’t make the success of science a miracle.” (H. Putnam i L. Laudan 1998)

Det finnes selvfølgelig en del krav til teoriene for at deres postulater skal kunne anerkjennes som refererende til virkeligheten. Slik som krav om den beste forklaringen, og om uavhengige nye prediksjoner som kan verifisere at det faktisk er den beste forklaringen. I følge Worrall (ibid : 102) har flere realister forsøkt seg på å rettferdiggjøre sin realisme ved å inferere at det er den beste forklaringen (på vitenskapens suksess), men siden et av problemene for en antirealist er at de faktisk ikke kan akseptere at inferens til den beste forklaringen kan være et gyldig argument for å bevise fysikkens minste bestanddelers eksistens, så vil de heller ikke akseptere en slik slutning som bevis for realismens gyldighet. Van Fraassen (ibid :1075 – 1077) forklarer det slik at en ikke nødvendigvis må følge de samme inferensene i alle tilfeller, i det å inferere fra et sett med premisser som ikke leder til en nødvendig konklusjon, altså når konklusjonen er underdeterminert, så er det mulig å inferere på flere måter. Van Fraassen bruker et eksempel med lyder i veggen som kan lede til konklusjonen at det er mus i veggen. Men så lenge en ikke faktisk har sett musene, så kan en ikke vite. En kan like gjerne inferere at det er en empirisk adekvat (se under) å konkludere med at det er mus i veggen. Tilsvarende påstår Worrall (ibid) at en ikke kan inferere realisme ut i fra vitenskapens suksess, bare gjøre den plausibel.

Et annet krav en må stille til en god vitenskapelig teori, er at den kan gi gode prediksjoner om nye fenomener. Realistene kan vise til flere gode eksempler, men i følge matematikken er det teoretisk sett uendelig mange teorier som kan predikere de samme fenomenene, mens bare en av dem kan være korrekt. Worrall (ibid:103) synes realistens standpunkt intuitivt virker svært plausibelt, men han legger til at hvis en ser på vitenskapshistorien generelt, og historien om vitenskapelige revolusjoner spesielt, så vil vi se problemer. Han eksemplifiserer med Newtons teori om gravitasjon, som var svært suksessfull. Ved hjelp av den kunne en beregne planetenes avvik fra Kepleriske ellipser, solformørkelser og kometers baner med imponerende presisjon. Newtons teori var rådende i over to hundre år, og dens suksess kunne gi god støtte til intuisjonen om at det ville være et mirakel om den ikke var korrekt, men det var den ikke. I dag forholder fysikere seg til Einsteins teori som den regjerende teorien, mens Newtons fremdeles gir så pass gode prediksjoner at den fremdeles er nyttig i praktiske applikasjoner. Worrall påpeker (ibid : 103 - 104) at dette ikke ville være noe problem hvis Einsteins nye teori bare var en utvidelse av Newtons, men de aller fleste er enige i at teoriene ikke er kompatible. Og dermed kan Newtons teori aldri ha vært korrekt, det var en av alle disse uendelig mange teoriene som kunne predikere korrekt, men som ikke beskriver verden slik den virkelig er.

Van Fraassen diskuterer (ibid :1079) hvordan et ubegrenset krav om forklaring fører til et krav om skjulte variabler. Det vil si variabler som kan forklare fenomener som ellers ville bli forklart statistisk, deterministisk. For eksempel vil, i allment akseptert kvanteteori, kvantenes bevegelser bare kunne predikeres probabilistisk. Så vidt jeg har forstått så brukes ikke skjulte variabler innen fysikken i dag, men det finnes flere beviser både for og i mot muligheten av å bruke skjulte variabler (wikipedia, 2008), så van Fraassens diskusjon er vanskelig å veie for en legmann innen fysikken, men det kan nevnes at Einstein var en av forsvarerne av at fysikken ikke kunne kompletteres uten å bruke skjulte variabler.

Van Fraassen: “Arguments concerning Scientific Realism”

Bas C. van Fraassen (ibid : 1065) sin redegjørelse for en naiv realisme sier at vitenskapen gir oss et sant bilde av verden, at de entiteter den postulerer virkelig eksisterer, og at dens teorier er oppdagelser, ikke oppfinnelser. Han vil gjerne at dette skal være en sann fremstilling av vitenskapen, men innser at hvis vitenskapen faktisk gir oss et sant bilde av verden, så må alle teorier være korrekte, både før, nå og i all fremtid. Dette er et for sterkt krav, noe Worrall sitt eksempel med Newtons teori om gravitet som ble påvist usann av Einsteins teorier er et godt eksempel på.

En fremstilling av realismen som van Fraassen mener skal kunne aksepteres av alle realister går som følger:

Science aims to give us, in its theories, a literally true story of what the world is like; and acceptance of a scientific theory involves the belief that it is true.” (ibid : 1066)

Her har han svekket kravet om at vitenskapen gir oss en sann historie til at vitenskapen søker å gi oss en sann historie. Angående den andre delen, så nevner han (ibid :1067) at det sannsynligvis ikke finnes noen vitenskapsmennesker som ville gi noen som helst teori sannsynlighetsverdien 1, det vil si anse at det ikke finnes noen som helst mulighet for at teorien kan være usann, og dermed vil faktisk aldri noen fullt ut akseptere en teori.

Van Fraassen posisjonerer seg som en antirealist, og beskriver (ibid : 1067-1068) to varianter som han mener all antirealisme kan sorteres inn under. Den første sier at vitenskapen er eller søker å være sann ”properly construed”. Det vil si at teoriene må fortolkes og ikke taes bokstavelig, for eksempel så vil fotonteorien om lys ikke nødvendigvis beskrive entiteter som kan kalles fotoner, de er jo ikke observerbare og kan ikke verifiseres empirisk, men fotonene er en slags nyttige konstruksjoner som kan brukes i sin beskrivelse av modellen om lys. Den andre, som van Fraassen er tilhenger av, sier at vitenskapens språk skal taes bokstavelig. De teorier og dens modeller og entiteter som beskrives er forsøk på å beskrive en verden slik den er, men en teori trenger ikke å være sann for å være god. Ved å ta vitenskapens språk bokstavelig har van Fraassen tatt avstand fra både instrumentalismen, som ser på de uobserverbare entitetene som nyttige konstruksjoner, og positivismen, som kun vil akseptere de observerbare faktaene om en teori, og dermed kommer i skade for å si at to teorier som kan verifiseres av de samme observerbare effektene egentlig er den samme teorien, selv om de beskriver totalt forskjellige uobserverbare systemer.

Van Fraassen's realisme-antirealisme dikotomi består hovedsakelig av et epistemisk skille: der en realist tror at teorien er sann, vil en van Fraassensk antirealist bare tro at teorien er empirisk adekvat. Han formulerer sin antirealisme, som han kaller konstruktiv empirisisme, slik:

“Science aims to give us theories which are empirically adequate; and acceptance of a theory involves as belief only that it is empirically adequate.” (ibid : 1069)

At en teori er empirisk adekvat beskriver han slik:

“…a theory is empirically adequate exactly if what it says about observable things and events in this world, is true – exactly if it ‘saves the phenomena’.” (ibid : 1069)

Og han understreker at dette gjelder alle fenomener, også de som ikke er observerbare eller bare ikke er blitt observert, noe han kan tillate seg siden han aksepterer at teoriene gir bokstavelige beskrivelser av verden. Van Fraasen ser ut til å tvile sterkt på om menneskeheten noensinne vil fravriste naturen alle dens hemmeligheter. En teori er i følge ham aldri komplett, og hvis en vitenskapsperson aksepterer en teori vil denne forplikte seg til det forskningsprogrammet denne teorien tilsier og at dennes metoder og modeller brukes for å søke svar på de hemmelighetene vi fremdeles søker svar på.

Problem angående hva som er observerbart

Antirealistene (i denne sammenheng van Fraassen) har et problem med distinksjonen mellom hva som er observerbart og ikke. En antirealist vil sie at en skal være totalt agnostiker i sitt forhold til det uobserverbare, og så lenge en ikke har et klart skille så vil en ikke kunne vite hva som er virkelig og hva som ikke er det. Maxwell (1998) har tatt for seg endel problemer angående dette. Jeg nevner bare problemet med skillet mellom observasjon og deteksjon, siden van Fraassen tar avstand fra alle modallogiske argumenter. Men problemet er tydelig nok allikevel.

Hva er forskjellen på observasjon og deteksjon? Partikkeldetektorer er tydelige eksempler på et klart skille mellom observasjon og deteksjon, vi kan bare se effekten av partikkelens ferd gjennom detektoren, og selve deteksjon baserer seg da selvfølgelig på den bakenforliggende teorien om at det finnes en slik partikkel som etterlater seg et slikt spor. Derimot blir det ikke så klart hvis vi tenker oss et elektronmikroskop, blir det vi ser gjennom et slikt detektert eller observert? Mikroskopet viser jo en forstørrelse av det som faktisk finnes, men det er jo ikke selve tingen vi ser, men en forstørrelse. Hvis noe bare kan sees ved hjelp av avanserte vitenskapelige instrumenter, regnes det da som observerbart eller ikke? Hvor avansert kan instrumentet være før det som observeres regnes som uobserverbart?

Van Fraassen argumenterer at siden det finnes klare distinksjoner mellom observerbart og ikke observerbart er det ikke noe problem, vi greier å skille mellom det vi kan sanse og det vi bare kan detektere. Som eksempel så finnes alle slags mellomstadier fra en full manke til helt skallet, og allikevel fungerer begrepet skallet utmerket. Og argumenter som at vi en gang I fremtiden kanskje kan implantere elektronmikroskoper, eller spise piller som gjør at vi kan se veldig små ting gjør ingen forskjell: det finnes noe som er obseverbart, og det finnes (sannsynligvis) noe som ikke er det.

Woralls “Structural realism: The best of both worlds?”

Worrall baserer sin argumentasjon på problemet med at vitenskapen (fysikken) ikke nødvendigvis er kumulativ i sine fremskritt, men at det stadig skjer vitenskapelige revolusjoner eller paradigmeskifter. Hvis vi ser på de minste bestanddelene som fysikere snakker om til en hver tid, så vil vitenskapshistorien stadig gjøre rykk og napp, hvor paradigmeskifter og vitenskapelige revolusjoner viser at det ikke finnes noen jevn fremdrift og hvor det å stå på kjempers skuldre ikke har noen mening. Men vitenskapen oppleves som en fremdrift, og Worrall vil forklare hvorfor det ikke er noe mirakel at vitenskapen er så godt i stand til å predikere og manipulere verden ved å foreslå at det finnes en strukturell fremdrift i vitenskapen. Han (og Poincaré) forteller (ibid : 115-) historien om hvordan teorier om optikk og lys forandret seg fra 1700 tallet og frem til I dag: Først sa Fresnel at lys var en dusj av små partikler, deretter var det vibrasjoner ordnet av lysende entiteter på vei gjennom en ’eter’, Maxwell postulerte deretter en elektromagnetisk teori hvor lyset var en slags bølger i et elektromagnetisk felt, men som følger mange av de samme matematiske ligningene som Fresnel sin teori. I likhet med i Einsteins etterfølgelse av Newtons gravitetsteori, var det faktisk en kumulasjon av empirisk innhold og videreføring av matematiske strukturer i teoriene: lysteori 1 kunne predikere refleksjon og brytning av lys, teori 2 kunne legge til prediksjon av interferens, bøyning, og polarisering, teori 3 kunne dette pluss at den la til en del om hvordan lys forholder seg til elektriske og magnetiske effekter. Tilsvarende forklarte Einsteins teori fenomener som Newton hadde postulert, men ikke forklart eller påvist, samtidig som enkelte matematiske ligninger fra teoriens struktur ble videreført.

Worralls strukturelle realisme sier at (ibid : 120) det finnes et ’overensstemmelses prinsipp’ som går ut på at ikke bare overføres deler av de matematiske bestanddelene til stadig bedre teorier, men det matematiske rammeverket de består av er også verktøyet som brukes for å komme frem til disse nye teoriene. En kan ikke være realister med hensyn på de fysiske entitetene som fysikken postulerer, men bare de matematiske strukturene som kan tolkes dit hen at det for eksempel finnes noe som heter kvarker.

Diskusjon av van Fraassen og Worralls vitenskapsteorier:

Van Fraassen vil vise at vitenskapens teorier er empirisk adekvate. Worrall vil ikke avfeie realismens evne til å vise at vitenskapens (fysikkens) fremskritt ikke er et mirakel, og kommer frem til at det er strukturene (de matematiske ligningene), ikke entitetene som videreføres i fremskrittet. Hva er egentlig forskjellen mellom de to standpunktene? Hverken van Fraassen eller Worrall vil akseptere entitetenes ontologiske status, henholdsvis fordi de ikke kan observeres, og fordi de ikke nødvendigvis videreføres i nye teorier. Van Fraassen snakker om vitenskapen generelt, mens Worrall bare snakker om fysikken, og kan derfor være mer spesifikk i forhold til hva det er teoriene består av.

Der van Fraassen gjerne vil kunne snakke om entiteter og hendelser som ikke observeres, så som syndefloden og kvarker, uten å måtte tro at de eksisterer, kan Worrall sine matematiske strukturer gjerne fortolkes dit hen at disse teoretiske kvarkene eksisterer. Det kan se ut til at de to teoriene kan være kompatible, selv om de ikke omtaler de samme problemstillingene og selv om deres opphavsmenn nærmer seg problemet fra hver sin side i debatten. Og i senere skriverier har van Fraassen adoptert Woralls strukturalisme og utviklet en antirealistisk form (2006).

Den største svakheten ved en hver form for antirealisme, er at den ikke kan redegjøre for fremskrittene i vitenskapen. Van Fraassen forsøker å slippe unna ved å trekke veksler på hvorvidt man kan verifisere teoriene empirisk. Man kan på samme måte som Worrall ser strukturene, se at de empiriske bevisene for fremskrittene blir stadig bedre gjennom nye teorier om lys og gravitasjon , men det er en svakere påstand at man kan beskrive fenomene enn at man viderefører struktur som beskriver dem. En empirisk adekvat teori som i tillegg til å kunne verifiseres empirisk, også tar med seg en struktur som beskriver hvorfor den er empirisk adekvat må nødvendigvis gjøre bedre rede for vitenskapens fremskritt.

Van Fraassen sier at en vitenskapsperson som vedkjenner seg en spesiell teori, derved forplikter seg til et forskningsprogram, noe som nødvendigvis må forholde seg til Worralls likninger (spesielt hvis dette programmet er innenfor naturvitenskapene). Men Worrall slipper unna problemet med distinksjonen observerbar/ikke observerbar når han funderer sin teori på strukturene, og i følge Ladyman (2007) har han ikke sagt noe om hvorvidt hans strukturalisme er epistemisk eller ontologisk betinget. Hvis teorien er epistemisk betinget, så betyr det at vi kan vite om relasjonene mellom, men ikke naturen til de fysiske objektene som skal instantiere disse. Hvis derimot strukturalismen er ontologisk, vil den påstå at disse entitetene ikke finnes, men at strukturen er alt som er. Jeg vil i utgangspunktet se for meg at Worrall ville si at han tror at det finnes entiteter i tillegg til strukturene, på side 120 (ibid) skriver han:

«But the principle applies purely at the mathematical level and hence is quite compatible with the new theory's basic theoretical assumptions (which interpret the terms in the equations) …»

Han plasserer altså dette matematiske nivået mellom et empirisk og noen grunnleggende teoretiske forutsetninger, som han tidligere har beskrevet som entiteter man forventer skal ligge i bunn. For å kunne forsvare et slikt standpunkt, må man klare å skille det matematiskteoretiske og det entitetsteoretiske nivået. Stathis Psillios (1995. s.31-32) har argumentert at dette ikke er mulig ved å vise til teorier om akselerasjon og gravitasjon. Disse beskriver henholdsvis massers motstand mot akselerasjon og hvordan de tiltrekker hverandre, og ble på et tidspunkt vist å si det samme. Psillos argumenterer at når man først oppdaget loven om akselerasjon (eller motstand mot akselerasjon), deretter deres gjensidige tiltrekningskraft, før man til slutt fant ut at disse var de samme, så fant man fler og fler egenskaper ved masse. Dette betyr at disse matematiske likningene ikke kan sees på som separate fra massen, men må sees på som egenskaper, ikke separerbare fra massen som entitet. Akkurat som at mine øyne er grønne ikke er en teoretisk struktur, men en egenskap ved mine øyne. Jeg tror at det egentlig ikke er et godt nok argument. Masse er vel egentlig en egenskap ved all substans, og ikke en entitet i seg selv, men derimot struktur og ligningene beskriver hvordan disse enhetene i egenskap av å ha masse oppfører seg i forhold til hverandre. Et nøytron har masse, og dets masse kan måles, men det er vel nøytronet som er entiteten som en strukturell realist ikke kan garantere eksisterer.

Van Fraassen har på et tidspunkt funnet at han må henge seg på den nye strukturtrenden som så overbevisende fenger dagens vitenskapsfilosofer. Han sier i sin «Structure: Its Shadow and Substance» (2006 : s.31):

«But there are a good many 'low level laws' which take the form of simple equations, describing the structure of those phenomena. These are closely connected with the empirical successes that every succeeding theory will have to duplicate, at least by approximation in a limited domain. These phenomenal structures must fit, in a certain way, into the new theoretical models.»

I sin empiriske strukturalisme finner han både struktur som følger gjennom teoretiske forandringer, og iboende kvaliteter som stadig er i forandring. Han sier at enhver ny teori er nødt til å kopiere den empiriske suksessen som de forutgående teoriene har så suksessfullt beskrevet, akkurat som teoriene om lys stadig la til flere egenskaper selv om deres iboende kvaliteter forandret seg for hvert skifte via stråler, partikler, eter og partikler igjen. Dette skal løse problemene med å skille struktur og entitet: det er bare to områder for vitenskapen: den empirisk eksperimenterende og den teoretisk matematiske. Den eksperimenterende jobber med fenomenene og det som skal beskrives, den teoretiske forholder seg til beskrivelsen av fenomenene.

LITTERATUR:







 
 
 
 
 
 
konstruktiv.empirisisme-strukturell.realisme.1229906559.txt.gz · Last modified: 2010/02/08 13:57 (external edit)