Asi nejdůležitějším rozdílem, který charakterizuje vědu oproti ostatním učením typu náboženství, okultismu, mysticismu, astrologie či mnoha filosofických směrů - seznam nevědeckých učení by mohl vydat na celý článek sám o sobě - je úzkostlivé porovnávání teoretických tvrzení s pozorovanou skutečností. Obvykle říkáme, že vědecké hypotézy jsou experimentálně testovány. Při nepříliš pečlivých debatách na toto téma se často říká, že věda poskytuje důkazy svých teorií, a tak třeba principy kvantové teorie jsou dokázány, na rozdíl od například základních principů spiritismu. Při podrobnějším rozboru se ale pojem důkazu v této souvislosti stává neudržitelným. Zkušenost říká, že většina teorií, včetně těch, o kterých nelze rozumně říct, že jsou nevědecké, byla v průběhu času nahrazena novými. Ptolemaiův model kosmu, v němž planety (do nichž patřily i Slunce a Měsíc) obíhají po kružnicích, které samy obíhají po větších kružnicích, je asi nejlepším příkladem. Tento starý geocentrický model byl v souladu se všemi pozorováními, která byla učiněna v průběhu dlouhých staletí; byl tak podle všech rozumných standardů "dokázán", alespoň ve smyslu, v jakém se v běžné řeči toto slovo užívá i dnes. Přesto byl tento model opuštěn a dnes mu nikdo nevěří, snad kromě pár výstředních podivínů. Podobný osud jako geocentrický model měla i Newtonova mechanika, i když dopadla o poznání lépe: stále je používána jako základní rámec popisu značného množství jevů. Je to dáno tím, že oproti Ptolemaiovu modelu je Newtonova mechanika výrazně obecnější, ale tento rozdíl je pramálo podstatný pro naši debatu; podstatné je, že jak Ptolemaiův model, tak i klasická mechanika sdílejí osud teorie, o které se dříve soudilo, že je dokázaná, a přesto byla později překonána.
Když si lidé uvědomili, že věda přes veškeré své přednosti neposkytuje nezvratné důkazy, hledali jinou charakteristickou vlastnost, která odlišuje vědu od nevědeckých disciplin. V současnosti je mezi zainteresovanou veřejností (ať už to znamená cokoli) velmi populární kritérium vyvratitelnosti vědeckých teorií, zavedené filosofem Karlem Popperem. V zásadě je věc formulována následovně: Hypotéza či teorie jsou vědecké, právě tehdy když je možno učinit nějaký experiment, jehož výsledek dosud neznáme, a mezi jehož možnými výsledky jsou takové, které jsou ve sporu s předpověďmi dané teorie. V takovém případě je teorie principiálně vyvratitelná, a úkolem experimentálních vědců je provádět právě takové experimenty, které mají šanci teorii vyvrátit. Čím víc takových experimentů teorie ustojí, tím větší vážnosti nabývá, jediný experiment ji ale může pohřbít navždy, pokud dopadne jinak, než teorie předpokládá. Žádný jednotlivý experiment, ani konečná sada experimentů, ale teorii nepotvrdí nade vší pochybnost.
Kritérium vyvratitelnosti dobře funguje pro mnoho praktických příkladů, a je relativně jednoduché na použití. Ku příkladu hypotéza "všechna jablka padají k zemi" je vědecká, protože můžeme pouštět různá jablka z různých míst v různých časech. Pokud se jednou jedinkrát stane, že jablko vzletí vzhůru, bude hypotéza vyvrácena. Naproti tomu, hypotéza, že všichni fanoušci Baníku Ostrava přijdou po smrti do pekla, je nevědecká, a zůstane takovou tak dloho, než někdo předloží návrh, jakými experimenty by přítomnost mrtvých Baníkovců v pekle bylo možno případně vyvrátit.
Problém je, že, jak už to v podobných případech bývá, jednoduché kritérium vyvratitelnosti nevymezuje kategorii vědeckosti zcela tak, jak bychom si pravděpodobně přáli. Tvrzení, že vědecké teorie jsou vždy vyvratitelné a nikdy ověřitelné, se opírá o jistou abstrakci toho, jak tyto teorie obvykle fungují. Abstrakce je zhruba tato: Každá teorie je logický systém, z kterého je možno odvodit nekonečné množství specifických výroků (z teorie "všechna jablka padají k zemi" odvodíme např. "pokud pustím dnes v 22:16 v kuchyni toto jablko, tak spadne na zem"), z nichž aspoň některé můžeme s jistotou ověřit. Platnost teorie jako celku je ekvivalentní platnosti všech tvrzení z ní vyplývajících. Jelikož je jich nekonečně mnoho, není je možno ověřit všechna, a tak ověření teorie je mimo lidské síly. Pro vyvrácení celé teorie ale stačí prokázat nepravdivost jediného z těchto tvrzení, což je bezpochyby proveditelné.
Ačkoli ve většině případů funguje kritérium vyvratitelnosti dobře, jeho rigidní užívání v sobě nese nebezpečí vylučování dobrých a přínosných teorií. Chci teď poukázat na to, že a) ne každá vyvratitelná teorie je dobrá vědecká teorie, b) ne každá vědecká teorie je vyvratitelná, a konečně c) existují dobré teorie, které je přirozenější potvrzovat, než vyvracet.
Jako ilustraci bodu a) můžeme uvažovat jednoduchý příklad - teorii, která je sjednocením dobré vědecké teorie a špatné, netestovatelné teorie. Pro (absurdní) příklad teorie "platí Newtonovy zákony a zároveň všichni Baníkovci skončí po smrti v pekle" je jistě vyvratitelná, protože můžeme testovat platnost Newtonových zákonů, ale dobrá teorie to zjevně není. Uvědomte si, že tento typ teorií nemůžeme a priori "zabít" požadavkem, aby nejen celá teorie, ale každý jednotlivý výrok byl vyvratitelný pomocí pozorování. Většina zjevně dobrých teorií totiž implikuje nějaké množství netestovatelných výroků. Součástí různých fyzikálních teorií jsou předpoklady o univerzální platnosti jejich zákonů, včetně těch částí prostoru a času, ve kterých neexistuje či neexistoval nikdo, kdo by mohl provádět jakýkoli experiment. Jak exaktně ověřit, že předměty padaly k zemi i v Grónsku během poslední doby ledové?
Co se bodu b) týče, každá teorie, která v sobě zahrnuje pravděpodobnost, je dobrým příkladem. Kvantová mechanika pak příkladem ideálním. Dává-li teorie pouze pravděpodobnostní přepovědi, může se stát, že každý experimentální výsledek s ní bude nějak slučitelný. Budou existovat experimentální data, která teorii učiní velmi nepravděpodobnou, ale žádná data ji s jistotou nezničí. Mám-li teorii, že hrací kostka není cinknutá, a pak s ní desetkrát hodím a pokaždé padne trojka, teorie se pravděpodobně vzdám, ale nemůžu prohlásit, že jsem ji vyvrátil. I na férové kostce může padnout deset trojek za sebou. Vzhledem k tomu, že všechna pozorování mají v sobě potenciál pro systematické a náhodné chyby, které nemůžeme s jistotou vyloučit, je absolutní vyvracení teorií neuskutečnitelnou chimérou.
V bodě c) mám na mysli především teorie, ze kterých plyne jen konečné množsví nezávislých [1] tvrzení. Tak se chová většina teorií v matematice, ale o matematice se obvykle v souvislosti s vyvratitelností nehovoří (zjevně proto, že matematika obvykle nebývá porovnávána s experimentem). Jako mimomatematický příklad můžeme vzít třebas Koperníkovu heliocentrickou teorii. Ta říká, že planety obíhají po kružnicích kolem Slunce. Představme si skromného Koperníka tvrdícího pouze to, že jeho teorie platila pouze po určitou dobu (třeba během Koperníkova života) a co se týká budoucnosti, bůh ví co se stane. V takovém případě bychom se dostali do prekérní situace. Koperníkova teorie by byla ověřitelná (za předpokladu, že máme k dispozici záznamy pozorování pohybů nebeských těles z dané doby a vynecháme hnidopišské námitky proti omezené přesnosti každého pozorování), a pokud by tato data seděla - tj. pokud by planety skutečně běhaly po kružnicích, a ne elipsách - pak by nebyla vyvratitelná, prostě proto, že už by nebylo možno učinit žádné další pozorování.
Když si lidé uvědomili, že věda přes veškeré své přednosti neposkytuje nezvratné důkazy, hledali jinou charakteristickou vlastnost, která odlišuje vědu od nevědeckých disciplin. V současnosti je mezi zainteresovanou veřejností (ať už to znamená cokoli) velmi populární kritérium vyvratitelnosti vědeckých teorií, zavedené filosofem Karlem Popperem. V zásadě je věc formulována následovně: Hypotéza či teorie jsou vědecké, právě tehdy když je možno učinit nějaký experiment, jehož výsledek dosud neznáme, a mezi jehož možnými výsledky jsou takové, které jsou ve sporu s předpověďmi dané teorie. V takovém případě je teorie principiálně vyvratitelná, a úkolem experimentálních vědců je provádět právě takové experimenty, které mají šanci teorii vyvrátit. Čím víc takových experimentů teorie ustojí, tím větší vážnosti nabývá, jediný experiment ji ale může pohřbít navždy, pokud dopadne jinak, než teorie předpokládá. Žádný jednotlivý experiment, ani konečná sada experimentů, ale teorii nepotvrdí nade vší pochybnost.
Kritérium vyvratitelnosti dobře funguje pro mnoho praktických příkladů, a je relativně jednoduché na použití. Ku příkladu hypotéza "všechna jablka padají k zemi" je vědecká, protože můžeme pouštět různá jablka z různých míst v různých časech. Pokud se jednou jedinkrát stane, že jablko vzletí vzhůru, bude hypotéza vyvrácena. Naproti tomu, hypotéza, že všichni fanoušci Baníku Ostrava přijdou po smrti do pekla, je nevědecká, a zůstane takovou tak dloho, než někdo předloží návrh, jakými experimenty by přítomnost mrtvých Baníkovců v pekle bylo možno případně vyvrátit.
Problém je, že, jak už to v podobných případech bývá, jednoduché kritérium vyvratitelnosti nevymezuje kategorii vědeckosti zcela tak, jak bychom si pravděpodobně přáli. Tvrzení, že vědecké teorie jsou vždy vyvratitelné a nikdy ověřitelné, se opírá o jistou abstrakci toho, jak tyto teorie obvykle fungují. Abstrakce je zhruba tato: Každá teorie je logický systém, z kterého je možno odvodit nekonečné množství specifických výroků (z teorie "všechna jablka padají k zemi" odvodíme např. "pokud pustím dnes v 22:16 v kuchyni toto jablko, tak spadne na zem"), z nichž aspoň některé můžeme s jistotou ověřit. Platnost teorie jako celku je ekvivalentní platnosti všech tvrzení z ní vyplývajících. Jelikož je jich nekonečně mnoho, není je možno ověřit všechna, a tak ověření teorie je mimo lidské síly. Pro vyvrácení celé teorie ale stačí prokázat nepravdivost jediného z těchto tvrzení, což je bezpochyby proveditelné.
Ačkoli ve většině případů funguje kritérium vyvratitelnosti dobře, jeho rigidní užívání v sobě nese nebezpečí vylučování dobrých a přínosných teorií. Chci teď poukázat na to, že a) ne každá vyvratitelná teorie je dobrá vědecká teorie, b) ne každá vědecká teorie je vyvratitelná, a konečně c) existují dobré teorie, které je přirozenější potvrzovat, než vyvracet.
Jako ilustraci bodu a) můžeme uvažovat jednoduchý příklad - teorii, která je sjednocením dobré vědecké teorie a špatné, netestovatelné teorie. Pro (absurdní) příklad teorie "platí Newtonovy zákony a zároveň všichni Baníkovci skončí po smrti v pekle" je jistě vyvratitelná, protože můžeme testovat platnost Newtonových zákonů, ale dobrá teorie to zjevně není. Uvědomte si, že tento typ teorií nemůžeme a priori "zabít" požadavkem, aby nejen celá teorie, ale každý jednotlivý výrok byl vyvratitelný pomocí pozorování. Většina zjevně dobrých teorií totiž implikuje nějaké množství netestovatelných výroků. Součástí různých fyzikálních teorií jsou předpoklady o univerzální platnosti jejich zákonů, včetně těch částí prostoru a času, ve kterých neexistuje či neexistoval nikdo, kdo by mohl provádět jakýkoli experiment. Jak exaktně ověřit, že předměty padaly k zemi i v Grónsku během poslední doby ledové?
Co se bodu b) týče, každá teorie, která v sobě zahrnuje pravděpodobnost, je dobrým příkladem. Kvantová mechanika pak příkladem ideálním. Dává-li teorie pouze pravděpodobnostní přepovědi, může se stát, že každý experimentální výsledek s ní bude nějak slučitelný. Budou existovat experimentální data, která teorii učiní velmi nepravděpodobnou, ale žádná data ji s jistotou nezničí. Mám-li teorii, že hrací kostka není cinknutá, a pak s ní desetkrát hodím a pokaždé padne trojka, teorie se pravděpodobně vzdám, ale nemůžu prohlásit, že jsem ji vyvrátil. I na férové kostce může padnout deset trojek za sebou. Vzhledem k tomu, že všechna pozorování mají v sobě potenciál pro systematické a náhodné chyby, které nemůžeme s jistotou vyloučit, je absolutní vyvracení teorií neuskutečnitelnou chimérou.
V bodě c) mám na mysli především teorie, ze kterých plyne jen konečné množsví nezávislých [1] tvrzení. Tak se chová většina teorií v matematice, ale o matematice se obvykle v souvislosti s vyvratitelností nehovoří (zjevně proto, že matematika obvykle nebývá porovnávána s experimentem). Jako mimomatematický příklad můžeme vzít třebas Koperníkovu heliocentrickou teorii. Ta říká, že planety obíhají po kružnicích kolem Slunce. Představme si skromného Koperníka tvrdícího pouze to, že jeho teorie platila pouze po určitou dobu (třeba během Koperníkova života) a co se týká budoucnosti, bůh ví co se stane. V takovém případě bychom se dostali do prekérní situace. Koperníkova teorie by byla ověřitelná (za předpokladu, že máme k dispozici záznamy pozorování pohybů nebeských těles z dané doby a vynecháme hnidopišské námitky proti omezené přesnosti každého pozorování), a pokud by tato data seděla - tj. pokud by planety skutečně běhaly po kružnicích, a ne elipsách - pak by nebyla vyvratitelná, prostě proto, že už by nebylo možno učinit žádné další pozorování.
Preferuji pohled, že mezi vyvracením a potvrzováním není až zas takový zásadní rozdíl. Reálné teorie nebývají absolutně vyvráceny ani úplně potvrzeny. Místo toho jednotlivá pozorování přírody zvyšují či snižují věrohodnost té které teorie, a když věrohodnost klesne pod určitou mez, teorie je opuštěna.
Poznámky:
1. Nezávislými tvrzeními myslím ta, která spolu logicky nesouvisí za použití vztahů, jejichž platnost je zajištěna vně testované teorie. Kdybychom brali v úvahu i vztahy předepsané testovanou teorií, pak by všechna z ní plynoucí tvrzení byla triviálně navzájem závislá.
Žádné komentáře:
Okomentovat