Czy teoria naukowa jest w stu procentach pewna?

Marcin Rotkiewicz: – Kilka lat temu napisałem w POLITYCE, że z filozoficznego punktu widzenia teorie naukowe nigdy nie mogą zostać uznane za stuprocentowo pewne, czyli rozstrzygające coś raz na zawsze. Odezwał się wówczas czytelnik – fizyk i rzeczoznawca MEN ds. podręczników szkolnych z tej dziedziny – zarzucając mi psucie młodzieży, gdyż prawa fizyki nie ulegają zmianie i są bezdyskusyjne. Inaczej nie bylibyśmy w stanie korzystać np. z systemu GPS. Kto w tym sporze ma rację? Marcin Miłkowski: – Studenci też często mnie pytają: ale właściwie jak to jest? Bo jedni naukowcy mówią to, drudzy tamto, a teorie się zmieniają. Więc gdzie leży prawda? Wyczuwam w tych postawach niechęć wobec sytuacji, gdy mamy różne punkty widzenia i brak jednoznacznych rozstrzygnięć. Chcieliby, żeby w podręcznikach było jasno napisane, jak się sprawy mają. I co pan im wtedy mówi? Zwracam uwagę, że tylko podręczniki konstruują wizję istnienia prawdy i porządku, a realna nauka działa inaczej. Oczywiście są kwestie, co do których spory się skończyły, i są one już martwe. W takim sensie, że nie prowadzi się właściwie żadnych nowych badań, bo np. nikt poważny dziś nie dyskutuje, czy Ziemia jest płaska czy okrągła. Nikt nie będzie też sprawdzał w matematyce, czy istnieje największa liczba naturalna, bo już wiemy: nie istnieje. Takich liczb mamy nieskończenie wiele. Natomiast jeśli gdziekolwiek w nauce pojawia się jakieś pole sporu, zobaczymy tam różne punkty widzenia, gdyż badacze będą się starali znaleźć luki w konkurencyjnych teoriach. A teorie pasują do rzeczywistości tylko w pewien uproszczony sposób. Czytelnikowi, który do pana napisał, może to wszystko umykać. Dlatego że on zajmuje się podręcznikami, w których wiele kwestii jest jasnych, rozstrzygniętych i uporządkowanych. Albo przynajmniej autorzy podręczników udają, że tak jest. Czyli miałem rację? Otóż z pana poglądem też nie mogę się do końca zgodzić. Jak przed chwilą mówiłem, w nauce są takie momenty, kiedy dyskusja zostaje de facto zakończona. Nikt nie będzie się upierał, że 2 plus 2 może być 7. To byłoby absurdalne. Z tym oczywiście się zgodzę. Chodziło mi jednak o logiczno-filozoficzny status teorii naukowych. Czy Karl Popper, słynny austriacki filozof, nie wykazał przekonująco w XX w., że pod względem logicznym dociekania naukowców nigdy nie prowadzą do ostatecznych wniosków? Uczeni bowiem tworzą teorie, które w każdym momencie mogą zostać negatywnie zweryfikowane, jeśli pojawi się nowy obalający je fakt. Oczywiście, w przypadku części teorii prawdopodobieństwo czegoś takiego jest bardzo małe, ale nie da się go całkowicie i logicznie wykluczyć. Z poglądami Karla Poppera na naukę jest co najmniej kilka problemów. Po pierwsze, niemal wyłącznie interesowała go logiczna struktura nauki, a nie to, jak ona naprawdę funkcjonuje. A więc w jaki sposób badacze dochodzą do swoich wniosków i tworzą teorie. Dla Poppera historia nauki była zatem niemal nieistotna, podobnie jak jej psychologia i socjologia. Tak narodził się wspomniany przez pana popperowski falsyfikacjonizm – każda teoria naukowa musi podać warunki, w których może zostać obalona i nie da się logicznie wykluczyć, że coś takiego kiedyś nastąpi. Bo nawet jeśli tysiąc prób się nie powiedzie, to być może tysiąc pierwsza teorię w końcu obali. To podejście posłużyło Popperowi również do wprowadzenia podziału na naukę i pseudonaukę – wszystko, co nie podaje warunków falsyfikacji, nie należy do sfery nauki. Popper ustawiał się trochę w kontrze do pozytywizmu głoszącego – w dużym skrócie – że im więcej razy teoria została pozytywnie zweryfikowana, tym bardziej jest prawdopodobna. On – bardzo słusznie zresztą – wskazywał, iż nauka nie polega na prostej akumulacji faktów. Tyle że popperyzm to już niemal wyłącznie historia. W jakim sensie? Ano w takim, że jak pojedzie się dziś na dużą konferencję z filozofii nauki, to o Popperze mówi się bardzo rzadko i niemal wyłącznie w kontekście historii. My natomiast nadal często się do niego odwołujemy, bo w Polsce w latach 80. był bardzo popularny ze względu na swoją ostrą krytykę marksizmu. Jego książka „Społeczeństwo otwarte i jego wrogowie” stała się wówczas czymś na kształt biblii polskich akademików, mocno i powszechnie kontestujących ówczesną rzeczywistość. A przy okazji zaczęto propagować popperowskie podejście do nauki. O czym więc obecnie dyskutują filozofowie nauki? Gdyby Popper jakimś wehikułem czasu przeniósł się do współczesności, to mocno by się zdziwił, bo o logice nauki debatuje się mało. Chociaż i sam Popper jakoś przyczynił się do tego, gdyż jego kontynuatorzy, jak Imre Lakatos, wybitny węgierski filozof nauki, badali procesy historyczne w nauce. A Popper był wśród inicjatorów ewolucyjnego, a więc biologizującego podejścia do teorii naukowych: opisu ich historii ewolucyjnej. Może więc by przyjął ze zrozumieniem, że dziś mówi się bardzo dużo o działaniu nauki w praktyce. Czyli nie o rekonstrukcji procedur uzasadniania teorii naukowych bez zwracania uwagi na podmiot poznający – naukowca – tylko o tym, jak rzeczywiście badacze pracują. Filozofowie nauki podpatrują, co się dzieje w laboratoriach, podobnie jak socjolodzy czy antropolodzy. Dlaczego ich to tak interesuje? Trzeba by się znów cofnąć do przełomu lat 50. i 60. ubiegłego wieku, kiedy spory szok wywołały publikacje Thomasa Kuhna, amerykańskiego fizyka i filozofa nauki. Pokazał on m.in., że heliocentryczna teoria Kopernika wcale początkowo nie była lepsza od geocentrycznego systemu Ptolemeusza. I nie każdy racjonalny człowiek musiałby opowiadać się natychmiast za Kopernikiem, a system geocentryczny uznawać za fałszywy, bo tak nakazywał rozum w obliczu niezbitych dowodów słuszności nowej teorii. Kuhn wprowadził do filozofii nauki pojęcie paradygmatu (zbioru pojęć i teorii tworzących podstawy danej nauki). Według niego co pewien czas pojawiają się nowe paradygmaty, które zastępują stare. Dokonuje się wówczas naukowa rewolucja, ale nie na zasadzie mozolnego budowania gmachu wiedzy, polegającego na usprawnianiu tego, co stare i dobudowywaniu kolejnych pięter. Nowy paradygmat raczej działa jak maszyna wyburzająca, a na ruinach starego powstaje zupełnie nowa konstrukcja. Kuhn – w kontrze do Poppera – wskazywał również, że naukowcy nie zawsze odrzucają jakąś teorię, kiedy zostanie ona sfalsyfikowana. Zamiast tego starają się ją naprawić, co dla austriackiego filozofa oznaczało już wkroczenie w obszar pseudonauki. Te poglądy wzbudziły spore i chyba uzasadnione wątpliwości. Krytykowano m.in. fakt, że Kuhn obrał sobie za obiekt analizy starcie systemu kopernikańskiego z ptolemejskim, czyli czasy, które dzieli jeszcze duży dystans do tego, co nazywamy nowożytną nauką. Trudno również przyjąć, że paradygmaty nic nie łączy. Zgoda. Tezy Kuhna budzą zastrzeżenia, jednak udało mu się przekonująco pokazać, że nauka nie działa tak prosto, jak się wydawało pozytywistom czy Popperowi. Dlatego dziś patrzy się na nią jako na praktykę mającą swoją historię, a zatem można mówić również o zmieniających się standardach metodologicznych. Mało kogo interesuje obecnie rekonstrukcja, jak idealnie racjonalny podmiot uzasadniłby swoje twierdzenia, dysponując takimi, a nie innymi danymi empirycznymi. Bo jak popatrzy się na żywą, realną naukę, to zobaczy się ludzi niezgadzających się ze sobą i wypracowujących pewne metody rozstrzygania sporów. Jednak czasami im się to nie udaje i dyskusje trwają, aż któryś z antagonistów po prostu umrze. Albo dopóki się nie znudzą i nie znajdą nowego ciekawego tematu do badań. Znane z historii nauki są też sytuacje, kiedy wymyślano coś bardzo ważnego, ale nie zauważano, że jest to istotne, więc zapominano o tym. I jeszcze raz lub nawet kilka ponownie dokonywano tego samego odkrycia. Bardzo wielu filozofów powie również, że nie ma jednej metodologii dla wszystkich nauk. Nawet w tej samej grupie pojęcia okażą się wieloznaczne. Sam zajmuję się teraz próbą pewnej unifikacji metodologicznej kognitywistyki, czyli bardzo szerokiej dziedziny zajmującej się tym, jak umysł poznaje świat, a więc percepcją, językiem, myśleniem czy uczeniem się. Wchodzi w jej skład m.in. neurobiologia, psychologia poznawcza, cybernetyka czy lingwistyka. I każda z tych nauk ma swoją odrębną metodologię oraz zasób pojęć. Nawet pojęcie poznania – a także samo pojęcie pojęcia – różne dyscypliny kognitywistyczne rozumieją inaczej. Ponadto w wielu dziedzinach nauki nie ma jednolitych praw i biologia jest świetnym tego przykładem. Niektórzy filozofowie twierdzą, że nawet prawa fizyczne nie są stosowane wprost. Każdy z fizyków zajmujący się własną dziedziną dostosowuje do swoich potrzeb badawczych idealizacje zawarte w prawach fizyki. Na przykład prawo mówiące, że ciała swobodnie spadające w polu grawitacyjnym robią to z jednakowym przyspieszeniem niezależnie od ich masy, a więc zasada odkryta przez Galileusza, nie jest prawdziwe. Dlaczego? Bo nie uwzględnia tarcia. To właśnie przykład idealizacji, których pełno jest w innych prawach fizyki. A jak dzisiaj filozofowie nauki debatują nad prawdziwością teorii naukowych? Podstawowy podział występuje między realizmem i antyrealizmem. Zwolennicy tego drugiego będą przekonywać, że nie da się powiedzieć, iż jakaś teoria jest po prostu prawdziwa. I najczęściej ograniczą się do stwierdzenia o empirycznej adekwatności. W tym kontekście warto wymienić Basa van Fraassena, amerykańskiego filozofa holenderskiego pochodzenia. Twierdzi on, że istnieją dwie zupełnie odmienne wartości, którymi może się kierować nauka. Jedną jest prawda, a drugą moc wyjaśniająca jakiejś teorii naukowej. I jedno wcale nie idzie w parze z drugim. Co więcej, wszelkie nasze obserwacje i pomiary pozwalają nam ustalić jedynie, że teoria jest empirycznie trafna, lecz nie że jest prawdziwa. To dodatkowy krok, który nie jest, zdaniem van Fraassena, logicznie uzasadniony. W dodatku same obserwacje nigdy nie uzasadnią wiary w istnienie przedmiotów teoretycznych, czyli nieobserwowalnych, a opisywanych w teoriach. Poza tym, żeby więcej wyjaśnić, musimy dokonać wspomnianej już idealizacji, czyli w pewnym sensie wprowadzić fałsz. Nie istnieje np. ciało doskonale czarne czy gaz zachowujący się idealnie tak, jak zakłada fizyka gazów. Co na to odpowiadają realiści? Zacznę od tego, że oni prawdopodobnie dominują we współczesnej filozofii nauki i sam się do nich zaliczam. Ale dzielą się na dwie frakcje. Pierwszą tworzą zwolennicy realizmu strukturalnego. Głosi on, że rzeczywistość opisujemy za pomocą metod matematycznych, które z kolei opisują strukturę. A ona w jakimś stopniu okazuje się prawdziwa, czyli pasuje do rzeczywistości. Teorie naukowe się zmieniają, czasem diametralnie, lecz co do zasady opisują te same przedmioty. Może pan podać przykład takiej struktury? Wystarczy pomyśleć o atomizmie. Demokryt opisywał strukturę atomów w dużej mierze nietrafnie, lecz od XIX w. trudno twierdzić, że są one czystym wymysłem, jak jeszcze uważali pozytywiści. Równania opisujące zachowania atomów ulegały zmianie, jednak nie aż takiej, aby mówić, że koncepcja Nielsa Bohra budowy atomu [nazywana modelem planetarnym przez analogię do ruchu planet po orbitach wokół Słońca – przyp. MR] nijak się ma do współczesnej fizyki. Natomiast symulacje komputerowe dotyczące pogody, czyli ziemskiej atmosfery, to bardziej skomplikowany przykład. Tworzone bowiem są w bardzo specyficzny sposób – najczęściej dzięki porównaniu wyników wielu konkurencyjnych modeli o wzajemnie sprzecznych założeniach. Jeśli wszystkie dojdą do bardzo podobnego wniosku, to uważa się, że jest on lepiej uzasadniony. Bo z jakiegokolwiek punktu widzenia byśmy patrzyli, to i tak otrzymujemy taką samą konkluzję. Czyli coś, co jest wspólne w tych wszystkich sprzecznych modelach, najbardziej odpowiada rzeczywistości. A jaką naturę ma ta rzeczywistość, to my do końca nie wiemy. Tak powiedziałby strukturalny realista. Druga frakcja to mechanicyści. Głoszą oni, że opis mechanizmu wyjaśnia jakieś zjawisko tylko wtedy, kiedy jest prawdziwy. Coś się zdarzyło, bo pewne procesy wywołały inne procesy. Proszę o jakiś konkret. Dziedziczenie cech wyjaśnia się w biologii przez odwołanie do mechanizmu, którego kluczową częścią jest DNA. W cząsteczce DNA występują cztery zasady azotowe, które można opisać jako pewnego rodzaju alfabet odczytywany przez kolejne mechanizmy powodujące fałdowanie białek w komórkach. Ich opis będzie bardzo złożony także dlatego, że samo DNA nie wystarcza do odtworzenia żywej komórki. Dlatego nie podaje się żadnego prostego równania na dziedziczenie. Wyjaśnia się je przez podanie opisu mechanizmu. Mechanicyści dodadzą do tego jeszcze jeden postulat: wychodzenie od bardzo łagodnych założeń, czyli jakichś mało śmiałych hipotez czy teorii, prowadzi do bezwładu nauki. Czym są mocne hipotezy? Na przykład: świat fizyczny składa się z atomów. Kiedyś toczyła się wśród naukowców dyskusja, czy w ogóle można sensownie mówić o takich obiektach. I krytycy po części mieli rację, ale Ludwig Boltzmann, austriacki fizyk, w debacie z nimi powiadał, że dopiero hipoteza atomistyczna pozwalała projektować nowe eksperymenty. Krytycy mogli je powtórzyć, ale sami byli w sumie odtwórczy. To odwaga daje dopiero możliwość rozwijania nauki. Świetnie pokazuje to również przypadek Augusta Comte’a, papieża pozytywizmu, który w 1835 r. stwierdził, że nigdy nie dowiemy się, jaki jest skład chemiczny gwiazd, gdyż jest to pytanie metafizyczne. Zupełnie poza zasięgiem metody empirycznej. Już cztery lata później powstała analiza widmowa, czyli metoda pozwalająca określić skład takich obiektów jak gwiazdy na podstawie charakterystyki emitowanego przez nie promieniowania elektromagnetycznego. Czy realizm w filozofii nauki ostatecznie wygrał? Jego popularność wcale nie oznacza, że antyrealizm został całkowicie zepchnięty na margines. Są ludzie, którzy mówią: przecież my tworzymy wiele modeli mechanizmów, jak choćby dziedziczenia biologicznego. A one są poprzez uproszczenia po prostu fałszywe. Nie wiemy więc, jaka jest rzeczywistość. Czy te podziały na realistów i antyrealistów nie komplikują niepotrzebnie