logo
FA 7-8/2020 okolice nauki

Piotr Bylica

Nie ma nauki bez założeń. Epistemiczne układy odniesienia

EUO to założenia, które dotyczą całej nauki. Wyznaczają one, jak uprawiać naukę jako taką. Wpływają na wszystkie naukowe teorie i dyscypliny. Można powiedzieć, że dany EUO jest warunkiem koniecznym naukowości w ogóle. Jeśli ktoś go narusza, to jednocześnie zrywa z nauką.

Nazwę „epistemiczne układy odniesienia” (EUO) wprowadził polski filozof nauki Kazimierz Jodkowski. Odnosi się ona do najogólniejszych założeń na temat tego, jak można uprawiać naukę. Idea EUO pojawiła się podczas analiz sporu ewolucjonizmu z kreacjonizmem, ale EUO jest kategorią, która służy opisowi nauki w ogóle i pozwala ująć ważną cechę działalności naukowej, jaką jest zależność od pewnych filozoficznych, naukowo nieuzasadnianych twierdzeń. By dobrze zrozumieć, na czym polega wartość poznawcza tej kategorii i co poprzez jej użycie dowiadujemy się o nauce, trzeba najpierw wyjaśnić pewne typowe nieporozumienia związane z jej funkcjonowaniem. Mówiąc o nauce, będziemy tu mieli na myśli nauki empiryczne (ang. science).

Jeden z mitów na temat nauki głosi, że opiera się ona tylko na obserwacji, tzw. nagich faktach i logice. Teorie i prawa naukowe biorą się stąd, że naukowcy w nieuprzedzony sposób dokonują obserwacji, a następnie na drodze logicznego rozumowania ustalają istnienie jakiegoś porządku w tym, co zaobserwowali, i porządek ten wyrażają za pomocą praw i teorii. Żeby taka obserwacja była rzetelną obserwacją naukową, musi być niczym nieuprzedzona, nic nie powinno na nią wpływać poza tym, co jest obserwowane. Nie chodzi tu tylko o to, że uczony musi w czasie obserwacji być trzeźwy, nie być pod wpływem narkotyków. Nie powinien jednak przede wszystkim w ich trakcie ani podczas przygotowania i gromadzenia obserwacji kierować się jakimiś wcześniejszymi założeniami teoretycznymi, filozoficznymi, religijnymi czy jakimikolwiek innymi. Wcześniejsze założenia mogą bowiem wpływać na dobór materiału badawczego lub selekcję wyników oraz sprawić, że nie widziałby faktów takimi, jakie są.

Uczony wolny od wszelkich wcześniejszych założeń ma dostęp do tak zwanych „nagich faktów”. Jego obserwacje są pewne i stanowią solidny fundament dla teorii opracowywanych na ich podstawie. Z faktów tych na drodze logiki indukcyjnej uczony wyprowadza prawa i teorie naukowe. Oparcie na nagich faktach i zastosowanie logiki gwarantują pewność i prawdziwość praw i teorii naukowych. Porządny uczony zaczyna od nieuprzedzonej obserwacji i na tej postawie drogą logicznych rozumowań dochodzi do teorii. Sam Newton mawiał „hypotheses non fingo”, czyli „hipotez nie wymyślam”, mając na myśli, że właśnie w ten sposób, tj. wychodząc od nieuprzedzonej obserwacji, doszedł do słynnej teorii. Wielu uczonych podobnie widzi swoją pracę.

Nagie fakty nie istnieją

Do połowy XX wieku taki obraz pochodzenia praw i teorii naukowych był powszechnie podzielany także w filozofii nauki. Określa się go mianem indukcjonizmu przez nawiązanie do wnioskowań indukcyjnych, czyli rodzaju rozumowań, jaki miał być zgodnie z tą koncepcją stosowany w poznaniu naukowym. Nauki takie jak fizyka, chemia czy biologia nazywano nawet naukami indukcyjnymi. Indukcja, upraszczając nieco sprawę, jest to wnioskowanie, w którym na podstawie przesłanek jednostkowych, tzw. zdań szczegółowych, które mówią coś o poszczególnych przedmiotach danego rodzaju, przechodzi się do wniosku o wszystkich przedmiotach danego rodzaju, jeśli tylko w każdym zaobserwowanym przypadku wystąpi interesująca nas cecha, której w badanych przedmiotach poszukiwaliśmy. Indukcja jest jednak wnioskowaniem zawodnym, bo jeśli wniosek obejmuje także obiekty danego rodzaju, których nie badaliśmy, to nie mamy gwarancji jego poprawności. Może być tak, że wszystkie zaobserwowane przedmioty posiadały daną cechę, ale są takie, których nie obserwowaliśmy, a które tej cechy nie mają. By ogólne wnioski uzyskane w ten sposób były możliwie wiarygodne, ważne jest z jednej strony, żeby przeprowadzać możliwie wiele obserwacji i w możliwie różnorodnych warunkach, ale także, aby same obserwacje dawały nam rzetelną informację o faktach, czyli żeby mieć dostęp do „nagich faktów”.

We współczesnej filozofii nauki przyjmuje się tezę o uteoretyzowaniu obserwacji, która – najprościej mówiąc – głosi, że „nagie fakty” nie istnieją. Nie należy tego traktować jako zarzutu wobec nauki. Po prostu ideał poznania, jaki przyjmował indukcjonizm, był iluzją. Nie jest tak, że uczeni obserwują nagie fakty, nie jest też tak, że jakaś czysta obserwacja jest początkiem wiedzy naukowej. Nie jest to wina naukowców. Po prostu nieuprzedzona niczym obserwacja nie istnieje.

Tezę o uteoretyzowaniu obserwacji rozumie się na różne sposoby, mniej lub bardziej radykalne. Najsłabsza przyjmuje, że gdy uczony obserwuje świat, to wcześniej przyjęte teorie pozwalają mu decydować, które z zebranych faktów są ważne, a które nie, jakich narzędzi ma użyć do obserwacji, jakie wyniki należy uznać za relewantne itp. Wskazuje się też, że samo użycie narzędzi obserwacyjnych, szczególnie tych bardzo skomplikowanych, jak akceleratory cząstek, radioteleskopy, mikroskopy elektronowe itp., ale tak naprawdę także i prostszych, jak lupa, wiąże się z zaufaniem do teorii, na podstawie których urządzenia te zbudowano. Uczony, który ich używa, patrzy na świat jakby poprzez teorie wykorzystane przy ich konstrukcji. Wcześniej przyjęte teorie, także poprzez język używany do opisu wyników obserwacji, wpływają na to, co uznane zostaje za fakt. W zależności od pojęć, jakimi dysponujemy, różnie postrzegamy rzeczywistość. Słowa „planeta” czy „atom” nie oznaczają dziś tego samego, co sześćset lat temu. Gdy starożytni astronomowie spoglądali w niebo, patrząc na Księżyc, Słońce i Marsa, widzieli w tych ciałach planety. Nie zaliczyliby Ziemi do planet, bo słowo „planeta” pochodzi z języka greckiego od słowa oznaczającego „błądzić”, a Ziemia według nich była nieruchoma. Planetami były ciała niebieskie, które w przeciwieństwie do gwiazd stałych zmieniają położenie względem siebie. Dla Kopernika słońce już nie mogło być planetą. Słowo „atom” wywodzi się z greckiego słowa, które odnosi się do czegoś niepodzielnego. Jeszcze nowożytni uczeni rozumieli atomy jako najmniejsze, niepodzielne dalej cząstki materialne, z których zbudowany jest cały przyrodniczy świat.

Język zmienia świat

Dziś w nauce wciąż używa się tych słów, ale ich znaczenia są zupełnie inne. Pojawiają się też słowa, których kiedyś nie było: gen, grawitacja, czasoprzestrzeń, fraktal itp. Uczeni, ucząc się swojego zawodu, uczą się tych słów i ich znaczeń, a później używają ich do opisu świata. Można więc powiedzieć, że wraz ze zmianami w języku zmienia się też naukowy obraz świata, w tym fakty. Najradykalniejsi filozofowie mówią nawet, że zmienia się świat. Nie mamy bowiem dostępu do innej rzeczywistości niż ta, jaka jawi nam się w poznaniu wyrażanym w aktualnie używanych pojęciach i przy ich obecnych znaczeniach. Na ile ta skrajna wersja jest do utrzymania, to ważny problem w filozofii nauki, który tu jednak pominiemy. W każdym razie język wpływa w pewien sposób na to, co widzimy. Nie ma więc nagich faktów, obserwacji wolnych od założeń, od wcześniej przyjętych teorii. W tym sensie teoria wyprzedza obserwację.

Kolejny mit, jakim należy się zająć, by właściwie ująć rolę EUO w nauce, głosi, że nauka jest zasadniczo odmienna i wolna od filozofii. W pierwszej połowie XX w. dominujący nurt w filozofii nauki, znany jako logiczny empiryzm lub neopozytywizm, starał się wykazać, że w nauce wszystkie twierdzenia są sensowne poznawczo, czego nie można powiedzieć o twierdzeniach występujących w różnych działach filozofii, które zbiorczo określali oni mianem twierdzeń metafizycznych. Neopozytywiści przedstawili dwa główne kryteria odróżniania twierdzeń sensownych od bezsensownych. Pierwsze z nich, kryterium empirycznej weryfikowalności, głosiło, że sensowne są tylko twierdzenia, których prawdziwość można udowodnić na drodze obserwacji. Twierdzenia metafizyczne, jak „Bóg podtrzymuje świat w istnieniu w każdym momencie” albo „Istnieje świat poza moim umysłem”, nie dają się udowodnić w ten sposób, więc nie są sensowne. Inaczej miało być z prawami i teoriami naukowymi, których prawdziwość, jak się wydawało, można wykazać na drodze empirycznej. Ponieważ jednak liczba obserwacji, jakich jesteśmy w stanie dokonać, jest ograniczona, a udowodnienie prawdziwości dowolnych, ściśle ogólnych praw i teorii naukowych wymagałoby przeprowadzenia nieskończonej liczby obserwacji, więc o żadnym z nich nie można orzec, że jest udowodnione. Według tego kryterium są więc tak samo bezsensowne jak metafizyka. Poza tym samo kryterium empirycznej weryfikowalności jest jakimś twierdzeniem, a też nie można go udowodnić na drodze empirycznej, więc jest pozbawione sensowności.

Pod wpływem tych i innych zarzutów neopozytywiści zaproponowali kryterium empirycznej konfirmowalności. W przypadku twierdzeń sensownych możemy mówić o stopniu potwierdzenia tych twierdzeń, który jest zależny od liczby obserwacji, jaka jest z nimi zgodna. Jeśli chodzi o twierdzenia metafizyczne, nieważne, ile byśmy dokonali obserwacji, żadna liczba faktów nie czyni ich mniej lub bardziej prawdopodobnymi. Na prawdopodobieństwo zdania „Bóg podtrzymuje świat w istnieniu w każdym momencie” nie wpływają żadne fakty. Inaczej miało być w przypadku praw i teorii naukowych. Im więcej zaobserwowanych faktów zgodnych z daną teorią czy prawem przy braku faktów niezgodnych, tym większe prawdopodobieństwo tego prawa czy teorii. Jednak ściśle ogólne prawa i teorie naukowe znów okazują się bezsensowne, bo dowolnie wielka skończona liczba obserwacji nie wpływa na wzrost prawdopodobieństwa twierdzeń, które mają nieskończoną liczbę konsekwencji obserwacyjnych wymagających sprawdzenia. A do nich należą najogólniejsze prawa i teorie naukowe. Prawdopodobieństwo praw i teorii naukowych okazuje się więc zerowe, tak samo jak twierdzeń metafizycznych. Są więc tak samo bezsensowne.

Która teoria jest lepsza

Przy okazji krytyki kryterium empirycznej konfirmowalności wskazywano też, że z tymi samymi faktami mogą być zgodne teorie, które sobie wzajemnie przeczą. Oznacza to, że same fakty i logika nie wystarczają, by zdecydować o wyborze teorii. W takich sytuacjach, gdy trzeba wybrać między alternatywnymi teoriami, do głosu dochodzą dodatkowe, pozaempiryczno-logiczne czynniki. Uczeni często odwołują się do większej prostoty, elegancji jakiejś teorii, łatwości dokonywania obliczeń, zgodności z innymi przyjętymi teoriami, większej liczby sprawdzalnych przewidywań związanych z daną teorią i do innych czynników funkcjonujących raczej jak wartości podatne na różne interpretacje i związane z subiektywnym aspektem pracy uczonego niż jako jednoznaczne logiczne dyrektywy. Odwołanie do tej czy innej wartości jako decydującej o wyborze teorii nie jest też podyktowane po prostu faktami i logiką. Wartości te funkcjonują jakby obok faktów i logiki, w mniej jednoznaczny sposób wpływając na wybór teorii.

Nie znaczy to, że na rzecz uwzględnienia tych wartości przy wyborze teorii nie można podać żadnego uzasadnienia. Przykładowo, uznając, że lepsza teoria to ta, która jest prostsza, można argumentować, że świat jest zasadniczo prosty i dlatego należy wybierać teorię, która w prostszy sposób tłumaczy dane zjawisko. Jednak takie twierdzenie na temat świata ma charakter filozoficzny, a nawet metafizyczny w sensie neopozytywistycznym. Można też argumentować, nie odwołując się do prostoty świata, ale metodologicznie: lepiej wybierać teorię, która pozwala na łatwiejsze obliczenia, odwołuje się do mniejszej liczby obiektów, czynników, elementów użytych w wyjaśnieniu danego zjawiska. Możemy jednak pytać, a dlaczego tak jest lepiej? Czy w nauce chodzi o to, żeby łatwiej coś obliczyć, czy raczej żeby dowiedzieć się, jak się rzeczy naprawdę mają? Odpowiedzi na te pytania nie są odpowiedziami pochodzącymi z jakiejkolwiek dyscypliny naukowej, lecz mają charakter filozoficzny. Tego typu analizy zaczęły pokazywać, że wbrew opinii neopozytywistów filozofia jest do uprawiania nauki koniecznie potrzebna.

Metafizyczny składnik nauki

Już w pierwszej połowie XX w. zaczęły też pojawiać się prace z historii nauki, w których wskazywano na ważną i pozytywną rolę czynników filozoficznych w jej rozwoju. Pokazywały one, że niesprawdzalne idee filozoficzne często były punktem wyjścia do bardziej szczegółowych i empirycznie sprawdzalnych teorii. Pozwoliły też dostrzec, że poszczególne dyscypliny, a nawet teorie naukowe, zakładają prawdziwość pewnych twierdzeń o świecie, które nie są sprawdzalne obserwacyjnie i których nie poddaje się testowaniu. Poszczególne dyscypliny i teorie naukowe postulują pewną ontologię, czyli mówią o rodzajach istniejących bytów i relacji między nimi. Przyjęta ontologia wpływa na to, jak uczeni rozumieją badany przez nich fragment rzeczywistości. Ontologia nie jest jednoznacznie wyznaczona przez doświadczenie, lecz raczej pozwala określić, co jest faktem i jak należy rozumieć to, co się obserwuje. Na przykład niektóre dyscypliny i teorie na różnych etapach swojego rozwoju zakładały istnienie oddziaływania na odległość między ciałami, występowanie tak zwanych wpływów (jak wpływ planet na zjawiska ziemskie), inne zakładały istnienie niepodzielnych cząstek materii, atomów, a wszelką zmianę tłumaczyły mechanicznym oddziaływaniem między tymi cząsteczkami. W nauce może być przyjmowany pełny determinizm procesów zachodzących w materii nieożywionej (jak w klasycznej fizyce Newtonowskiej), ale można też mówić o nieprzewidywalności i specyficzności zjawisk o charakterze biologicznym, takich jak ewolucja życia na Ziemi. Można też indeterministycznie rozumieć zjawiska kwantowe (jak w interpretacji kopenhaskiej), choć można i deterministycznie, jak wolał Einstein czy David Bohm. Tego typu założenia ontologiczne przyjmowane i odrzucane są wraz z teoriami, w których funkcjonują, a nie bezpośrednio na podstawie obserwacji.

Takie elementy w nauce Thomas Kuhn określał jako metafizyczny składnik macierzy dyscypliny naukowej. Karl Rajmund Popper pisał o metafizyce jako heurystycznym źródle teorii naukowych. Imre Lakatos mówił o metafizycznych rdzeniach programów badawczych. Paul Feyerabend uważał, że uczeni, by wzmocnić potencjał krytyczny nauki, wręcz powinni wymyślać nowe koncepcje metafizyczne, które później byłyby uszczegóławiane i opracowywane do postaci empirycznie sprawdzalnej. Gerald Holton używał kategorii themata, by określić pewne niewyprowadzalne z doświadczenia idee na temat struktury rzeczywistości, które niekiedy są specyficzne dla danej dyscypliny czy teorii w danym okresie, a niekiedy powtarzają się w wielu z nich i funkcjonują w nauce przez wiele lat, a nawet stuleci. Ich wspólną cechą jest to, że nie wynikają z obserwacji, lecz pełnią raczej funkcję filozoficznych założeń.

Oprócz jednak założeń filozoficznych charakterystycznych dla danej dyscypliny istnieją też założenia, które podzielane są przez naukę jako całość. Niektóre z nich, jak się wydaje, muszą być przyjmowane, by jej uprawianie miało w ogóle sens. Jest tak na przykład z założeniem jednostajności przyrody, na mocy którego przyjmuje się, że prawa przyrody, jakie działają tu i teraz, obowiązują również w pozostałych momentach czasu, na całej Ziemi, a nawet w całym wszechświecie. Bez tego założenia nie miałoby sensu ani poszukiwanie prawidłowości w przyrodzie, ani testowanie teorii, które te prawidłowości wyrażają. Gdyby przyjąć, że przyroda jest tak niestabilna, że dokładnie te same warunki początkowe nie będą prowadzić do tych samych skutków, to jak miałoby być możliwe jakiekolwiek poznanie? Z tym założeniem wiążą się inne, mówiące, że przyroda jest uporządkowana w sposób racjonalny, poznawalny dla umysłu ludzkiego itp. Bez nich również trudno wyobrazić sobie sensowną działalność naukową. O ich prawdziwości nie rozstrzygają fakty, ale to raczej wcześniejsze przyjęcie, że są one prawdziwe, pozwala nam w ogóle prowadzić badania i oceniać zgodność faktów z przyjętymi teoriami.

Fot. Stefan Ciechan

Naturalizm jako warunek naukowości

I tu dochodzimy do miejsca, w którym należy rozpatrywać rolę EUO w nauce. EUO to też założenia, które dotyczą całej nauki. Wyznaczają one, jak uprawiać naukę jako taką. Wpływają na wszystkie naukowe teorie i dyscypliny. Można powiedzieć, że dany EUO jest warunkiem koniecznym naukowości w ogóle. Jeśli ktoś go narusza, to jednocześnie zrywa z nauką. Powszechnie rozpoznane jest to, że współcześnie warunkiem koniecznym naukowości jest zasada naturalizmu metodologicznego. Głosi ona, że w nauce wolno wyjaśniać wszelkie zjawiska przyrodnicze, odwołując się wyłącznie do innych zjawisk przyrodniczych, czyli nigdy nie wolno się odwoływać do bytów spoza „tego świata”, tzn. do bytów nadnaturalnych, jak bogowie, demony, anioły itp. Analizując spór ewolucjonizmu z kreacjonizmem, Jodkowski zauważył, że kreacjoniści młodej Ziemi mają zasadę, zgodnie z którą żadna koncepcja wyjaśniająca pochodzenie organizmów na Ziemi nie może kłócić się z odpowiednio rozumianym tekstem Księgi Rodzaju. Przyjmują więc inną zasadę wyznaczającą sposób uprawiania badań. EUO współczesnej nauki jest naturalizm, a EUO tych kreacjonistów jest Księga Rodzaju.

Każde EUO, jak wskazuje Jodkowski, funkcjonuje jak wartości. Nie wynika z faktów, raczej służy ich interpretacji i ocenie, ale czy to znaczy, że przyjmowane jest bez uzasadnienia? Każde EUO da się obronić przy pewnych założeniach. Na przykład, jeśli uważamy, że celem nauki jest poznanie prawdy o świecie, to naturalistyczny EUO ma sens, jeśli założymy, że nie istnieją żadne nadnaturalne byty, na przykład Bóg judeochrześcijaństwa, lub że istnieje, ale nie działa w świecie w sposób rozpoznawalny. Naturalizm metodologiczny można więc uzasadniać, odwołując się do mocnych tez światopoglądowych. Nadnaturalistyczny EUO przyjmowałby odmienne przesłanki. W każdym razie ponieważ EUO określa najbardziej ogólne założenia nauki, to sama nauka nie może rozstrzygać o jego poprawności bez popadania w błędne koło. Żeby coś naukowo uzasadnić, wcześniej musimy zdecydować, na czym polega nauka, jakie wyjaśnienia w niej dopuszczamy, czyli musimy przyjąć jakieś EUO. Jak więc można przekonywać na rzecz przyjęcia tego czy innego EUO? Jodkowski uważa, że w grę wchodzi jedynie perswazja, odwołania do filozofii czy światopoglądu.

Co z tego wszystkiego wynika? Dostrzeżenie roli, jaką w nauce odgrywają EUO, prowadzi przede wszystkim do pytania, czy możliwe jest uprawianie nauki wyznaczone przez różne EUO. Czy naturalizm jest jedynym dopuszczalnym EUO? Jakie zalety i wady ma przyjęcie naturalizmu metodologicznego jako koniecznego warunku naukowości? Czy można uprawiać naukę bez niego? Jak bardzo różniłaby się nauka oparta na naturalizmie od nauki niewykluczającej nadnaturalnych ingerencji? Czy oprócz naturalizmu i nadnaturalizmu są jakieś inne założenia nauki, które funkcjonują jako EUO? Możliwe odpowiedzi na te pytania analizowane są w środowisku zielonogórskich filozofów nauki, szczególnie w publikacjach Krzysztofa Kiliana i Dariusza Sagana.

Naturalistyczne EUO okazuje się silnie wiązać naukę z określonym światopoglądem. Jednak sam naturalistyczny EUO nie może być przez naukę logicznie uzasadniany. Raczej ten wyłącznie naturalistyczny charakter poszczególnych teorii i koncepcji funkcjonujących w różnych dziedzinach nauki należałoby uznać z wynik przyjęcia naturalistycznego EUO. Żadne dane empirycznie nie rozstrzygają bowiem o prawdziwości twierdzeń metafizycznych, a do takich zaliczają się filozoficzne przesłanki na rzecz naturalistycznego EUO. To samo dotyczy EUO zakładanego przez wspomnianych kreacjonistów. W każdym razie to nie fizyka czy biologia posiadają aparaturę pojęciową, by analizować relacje między filozoficznymi założeniami nauki a jej szczegółowymi ustaleniami. Światopoglądowe zaangażowanie tego czy innego EUO i niemożność naukowego rozstrzygania o słuszności EUO wskazują zaś na iluzoryczność przekonań, według których to ustalenia nauk szczegółowych rozstrzygają o słuszności najogólniejszych założeń filozoficzno-ideologicznych. A nauka, jaką znamy, nie może bez takich założeń się obejść.

Dr hab. Piotr Bylica, prof. UZ, filozof przyrody, nauki i religii, Instytut Filozofii Uniwersytetu Zielonogórskiego

Wróć