Struktura rewolucji naukowych

Podejście podstawoweEdit

Podejście Kuhna do historii i filozofii nauki skupia się na kwestiach pojęciowych, takich jak praktyka normalnej nauki, wpływ wydarzeń historycznych, pojawianie się odkryć naukowych, natura rewolucji naukowych i postęp poprzez rewolucje naukowe. Jakiego rodzaju intelektualne opcje i strategie były dostępne dla ludzi w danym okresie? Jakie rodzaje leksykonów i terminologii były znane i stosowane w określonych epokach? Podkreślając znaczenie nieprzypisywania tradycyjnej myśli wcześniejszym badaczom, Kuhn argumentuje, że ewolucja teorii naukowej nie wynika z prostej akumulacji faktów, ale raczej ze zbioru zmieniających się okoliczności i możliwości intelektualnych. Takie podejście jest w dużej mierze zgodne z ogólną historyczną szkołą historii nieliniowej.

Kuhn nie postrzegał teorii naukowej jako postępującej linearnie z obiektywnej, bezstronnej akumulacji wszystkich dostępnych danych, ale raczej jako napędzaną paradygmatami. “Operacje i pomiary, które naukowiec podejmuje w laboratorium, nie są ‘dane’ z doświadczenia, ale raczej ‘zebrane z trudem’. Nie są tym, co naukowiec widzi – przynajmniej nie przed tym, jak jego badania są bardzo zaawansowane, a jego uwaga skupiona. Są one raczej konkretnymi wskaźnikami zawartości bardziej elementarnych percepcji, i jako takie są wybierane do ścisłej analizy w ramach normalnych badań tylko dlatego, że obiecują możliwość owocnego opracowania przyjętego paradygmatu. O wiele wyraźniej niż bezpośrednie doświadczenie, z którego częściowo się wywodzą, operacje i pomiary są zdeterminowane przez paradygmat. Nauka nie zajmuje się wszystkimi możliwymi manipulacjami laboratoryjnymi. Zamiast tego wybiera te, które są istotne dla zestawienia paradygmatu z bezpośrednim doświadczeniem, które ten paradygmat częściowo zdeterminował. W rezultacie, naukowcy o różnych paradygmatach angażują się w różne konkretne manipulacje laboratoryjne.”

Historyczne przykłady chemiiEdit

Kuhn wyjaśnia swoje idee za pomocą przykładów zaczerpniętych z historii nauki. Na przykład, osiemnastowieczni naukowcy wierzyli, że jednorodne roztwory są związkami chemicznymi. Dlatego połączenie wody i alkoholu było ogólnie klasyfikowane jako związek. Dziś uważa się, że jest to roztwór, ale wtedy nie było powodu, by podejrzewać, że nie jest to związek. Woda i alkohol nie rozdzielają się samorzutnie, nie rozdzielają się też całkowicie podczas destylacji (tworzą azeotrop). Woda i alkohol mogą być połączone w dowolnej proporcji.

Podług tego paradygmatu naukowcy wierzyli, że reakcje chemiczne (takie jak połączenie wody i alkoholu) nie muszą zachodzić w ustalonej proporcji. Przekonanie to zostało ostatecznie obalone przez teorię atomistyczną Daltona, która głosiła, że atomy mogą się łączyć tylko w prostych, całkowitych proporcjach. Zgodnie z tym nowym paradygmatem, każda reakcja, która nie zachodziła w stałej proporcji, nie mogła być procesem chemicznym. Tego typu zmiana światopoglądu wśród społeczności naukowej jest przykładem zmiany paradygmatu Kuhna.

Rewolucja kopernikańskaEdit

Main article: Przewrót kopernikański

Ta sekcja nie cytuje żadnych źródeł. Prosimy o pomoc w ulepszeniu tej sekcji poprzez dodanie cytatów do wiarygodnych źródeł. Materiały niepochodzące ze źródeł mogą zostać zakwestionowane i usunięte. (Październik 2019) (Learn how and when to remove this template message)

Słynnym przykładem rewolucji w myśli naukowej jest przewrót kopernikański. W szkole myśli Ptolemeusza cykle i epicykle (z kilkoma dodatkowymi koncepcjami) służyły do modelowania ruchów planet w kosmosie, w którego centrum znajdowała się nieruchoma Ziemia. W miarę wzrostu dokładności obserwacji nieba, złożoność ptolemejskich mechanizmów cyklicznych i epicyklicznych musiała wzrastać, aby obliczone pozycje planet były zbliżone do pozycji obserwowanych. Kopernik zaproponował kosmologię, w której Słońce znajdowało się w centrum, a Ziemia była jedną z planet krążących wokół niego. Do modelowania ruchów planet Kopernik użył znanych mu narzędzi, a mianowicie cykli i epicykli z ptolemejskiego zestawu narzędzi. Model Kopernika wymagał jednak większej liczby cykli i epicykli niż istniały w ówczesnym modelu ptolemejskim, a z powodu braku dokładności obliczeń jego model nie dawał dokładniejszych przewidywań niż model ptolemejski. Współcześni Kopernikowi odrzucili jego kosmologię, a Kuhn twierdzi, że mieli do tego prawo: Kosmologii Kopernika brakowało wiarygodności.

Kuhn ilustruje, jak zmiana paradygmatu stała się możliwa później, gdy Galileo Galilei przedstawił swoje nowe idee dotyczące ruchu. Intuicyjnie, gdy obiekt jest wprawiony w ruch, wkrótce się zatrzymuje. Dobrze wykonany wózek może przebyć długą drogę, zanim się zatrzyma, ale jeśli coś nie będzie go ciągle pchać, w końcu przestanie się poruszać. Arystoteles twierdził, że jest to przypuszczalnie fundamentalna właściwość natury: aby ruch obiektu był trwały, musi on być nadal pchany. Biorąc pod uwagę ówczesną wiedzę, było to rozsądne, racjonalne myślenie.

Galileo wysunął śmiałe alternatywne przypuszczenie: załóżmy, powiedział, że zawsze obserwujemy obiekty zatrzymujące się po prostu dlatego, że zawsze występuje jakieś tarcie. Galileusz nie miał sprzętu, za pomocą którego mógłby obiektywnie potwierdzić swoje przypuszczenia, ale zasugerował, że bez tarcia, które mogłoby spowolnić poruszający się obiekt, jego wrodzoną tendencją jest utrzymywanie prędkości bez użycia dodatkowej siły.

Ptolemeuszowskie podejście, polegające na stosowaniu cykli i epicykli, stawało się coraz bardziej napięte: wydawało się, że nie ma końca rosnącej złożoności, wymaganej do wyjaśnienia obserwowalnych zjawisk. Johannes Kepler był pierwszą osobą, która porzuciła narzędzia paradygmatu ptolemejskiego. Zaczął on badać możliwość, że planeta Mars może mieć orbitę eliptyczną, a nie kołową. Oczywiste było, że prędkość kątowa nie może być stała, ale znalezienie wzoru opisującego szybkość zmian prędkości kątowej planety okazało się bardzo trudne. Po wielu latach obliczeń Kepler doszedł do tego, co dziś znamy jako prawo równych pól.

Przypuszczenie Galileusza było tylko przypuszczeniem. Podobnie było z kosmologią Keplera. Ale każde z tych przypuszczeń zwiększyło wiarygodność drugiego, a razem zmieniły dominujące poglądy społeczności naukowej. Później Newton wykazał, że wszystkie trzy prawa Keplera można wyprowadzić z jednej teorii ruchu i ruchu planet. Newton ugruntował i ujednolicił zmianę paradygmatu, którą zapoczątkowali Galileusz i Kepler.

KoherencjaEdit

Jednym z celów nauki jest znalezienie modeli, które w spójnych ramach będą wyjaśniać tak wiele obserwacji, jak to tylko możliwe. Wspólne przemyślenie przez Galileusza natury ruchu i kosmologia keplerowska stanowiły spójne ramy, które były w stanie rywalizować z ramami arystotelesowsko-ptolemejskimi.

Po zmianie paradygmatu podręczniki są pisane na nowo. Często historia nauki również jest przepisywana na nowo, przedstawiana jako nieunikniony proces prowadzący do aktualnych, ustalonych ram myślowych. Panuje powszechne przekonanie, że wszystkie dotychczas niewyjaśnione zjawiska zostaną w odpowiednim czasie wyjaśnione w kategoriach tych ustalonych ram. Kuhn stwierdza, że naukowcy spędzają większość (jeśli nie całą) swojej kariery w procesie rozwiązywania zagadek. Do rozwiązywania tych zagadek dążą z wielką wytrwałością, ponieważ wcześniejsze sukcesy ustalonego paradygmatu wzbudzają wielką pewność, że stosowane podejście gwarantuje istnienie rozwiązania zagadki, nawet jeśli może być ono bardzo trudne do znalezienia. Kuhn nazywa ten proces normalną nauką.

W miarę jak paradygmat jest rozciągany do granic możliwości, kumulują się anomalie – niepowodzenia aktualnego paradygmatu w uwzględnianiu obserwowanych zjawisk. Ich znaczenie jest oceniane przez praktyków danej dyscypliny. Niektóre anomalie mogą zostać odrzucone jako błędy w obserwacji, inne jako wymagające jedynie niewielkich korekt w obecnym paradygmacie, które zostaną wyjaśnione w odpowiednim czasie. Niektóre anomalie rozwiązują się samoistnie, zwiększając po drodze dostępną głębię wglądu. Jednak bez względu na to, jak wielkie i liczne są utrzymujące się anomalie, Kuhn zauważa, że praktykujący naukowcy nie stracą wiary w ustalony paradygmat, dopóki nie pojawi się wiarygodna alternatywa; utrata wiary w możliwość rozwiązania problemów oznaczałaby w rezultacie, że przestają być naukowcami.

W każdej społeczności naukowców, stwierdza Kuhn, są pewne jednostki, które są odważniejsze niż większość. Ci naukowcy, oceniając, że istnieje kryzys, rozpoczynają to, co Kuhn nazywa nauką rewolucyjną, badając alternatywy dla dawno przyjętych, oczywistych założeń. Niekiedy generuje to rywala dla ustalonych ram myślowych. Nowemu paradygmatowi kandydata będą towarzyszyć liczne anomalie, częściowo dlatego, że jest on wciąż tak nowy i niekompletny. Większość społeczności naukowej będzie się sprzeciwiać wszelkim zmianom pojęciowym, i – jak podkreśla Kuhn – tak właśnie powinno być. Aby spełnić swój potencjał, społeczność naukowa musi składać się zarówno z jednostek odważnych, jak i konserwatywnych. W historii nauki można znaleźć wiele przykładów, w których zaufanie do ustalonych ram myślowych zostało ostatecznie potwierdzone. Jest prawie niemożliwe, aby przewidzieć, czy anomalie w kandydacie na nowy paradygmat zostaną ostatecznie usunięte. Ci naukowcy, którzy posiadają wyjątkową zdolność do rozpoznawania potencjału teorii, będą pierwszymi, których preferencje prawdopodobnie zmienią się na korzyść kwestionowanego paradygmatu. Zazwyczaj następuje okres, w którym istnieją zwolennicy obu paradygmatów. Z czasem, jeśli paradygmat kwestionujący zostanie ugruntowany i ujednolicony, zastąpi stary paradygmat, a zmiana paradygmatu będzie miała miejsce.

FazyEdit

Kuhn wyjaśnia proces zmiany naukowej jako wynik różnych faz zmiany paradygmatu.

  • Faza 1 – Występuje tylko raz i jest fazą przedparadygmatyczną, w której nie ma zgody co do żadnej konkretnej teorii. Faza ta charakteryzuje się kilkoma niezgodnymi i niekompletnymi teoriami. W związku z tym większość dociekań naukowych przybiera formę długich książek, ponieważ nie ma wspólnego zbioru faktów, które można by uznać za oczywiste. Jeśli aktorzy w pre-paradygmat społeczności ostatecznie grawitować do jednego z tych ram koncepcyjnych i ostatecznie do powszechnego konsensusu w sprawie odpowiedniego wyboru metod, terminologii i na rodzaje eksperymentu, które mogą przyczynić się do zwiększenia wglądu.
  • Faza 2 – Rozpoczyna się normalna nauka, w której zagadki są rozwiązywane w kontekście dominującego paradygmatu. Tak długo, jak istnieje konsensus w ramach dyscypliny, normalna nauka jest kontynuowana. Z czasem postęp w normalnej nauce może ujawnić anomalie, fakty, które trudno wyjaśnić w kontekście istniejącego paradygmatu. Podczas gdy zazwyczaj te anomalie są rozwiązywane, w niektórych przypadkach mogą się one nagromadzić do punktu, w którym normalna nauka staje się trudna i w którym ujawniają się słabości starego paradygmatu.
  • Faza 3 – Jeśli paradygmat okazuje się chronicznie niezdolny do wyjaśnienia anomalii, społeczność wchodzi w okres kryzysu. Kryzysy są często rozwiązywane w kontekście normalnej nauki. Jednak po tym, jak znaczące wysiłki normalnej nauki w ramach paradygmatu zawiodą, nauka może wejść w następną fazę.
  • Faza 4 – Zmiana paradygmatu, lub rewolucja naukowa, jest fazą, w której podstawowe założenia dziedziny są ponownie analizowane i ustanawiany jest nowy paradygmat.
  • Faza 5 – Po rewolucji, dominacja nowego paradygmatu jest ustanowiona i naukowcy wracają do normalnej nauki, rozwiązując zagadki w ramach nowego paradygmatu.

Nauka może przechodzić przez te cykle wielokrotnie, choć Kuhn zauważa, że to dobrze dla nauki, że takie zmiany nie zdarzają się często ani łatwo.

WspółmiernośćEdit

Według Kuhna paradygmaty naukowe poprzedzające i następujące po zmianie paradygmatu są tak różne, że ich teorie są niewspółmierne – nowy paradygmat nie może być udowodniony lub obalony za pomocą reguł starego paradygmatu i vice versa. (Kuhn później zinterpretował pojęcie “współmierny” i “niewspółmierny” jako rozróżnienie między językami, a mianowicie, że wypowiedzi w językach współmiernych są w pełni przekładalne z jednego na drugi, podczas gdy w językach niewspółmiernych ścisły przekład nie jest możliwy). Zmiana paradygmatu nie polega jedynie na rewizji czy przekształceniu pojedynczej teorii, lecz na zmianie sposobu definiowania terminologii, sposobu postrzegania przedmiotu badań przez naukowców z danej dziedziny, a także, co być może najbardziej istotne, na zmianie tego, jakie pytania uznaje się za ważne i jakie reguły stosuje się, by określić prawdziwość danej teorii. Nowe teorie nie były, jak wcześniej sądzili naukowcy, jedynie rozszerzeniami starych teorii, lecz zupełnie nowymi światopoglądami. Taka niewspółmierność istnieje nie tylko przed i po zmianie paradygmatu, lecz także w okresach pomiędzy sprzecznymi paradygmatami. Według Kuhna nie jest po prostu możliwe skonstruowanie bezstronnego języka, który mógłby być użyty do neutralnego porównania sprzecznych paradygmatów, ponieważ same używane terminy są integralnie związane z poszczególnymi paradygmatami i dlatego w każdym z nich mają inne konotacje. Zwolennicy wzajemnie wykluczających się paradygmatów znajdują się w trudnym położeniu: “Choć każdy z nich może mieć nadzieję, że nawróci drugiego na swój sposób postrzegania nauki i jej problemów, żaden z nich nie może mieć nadziei na udowodnienie swojej racji. Rywalizacja między paradygmatami nie jest rodzajem walki, którą można rozstrzygnąć za pomocą dowodów. (s. 148)” Naukowcy wyznający różne paradygmaty w końcu rozmawiają ze sobą.

Kuhn stwierdza, że probabilistyczne narzędzia używane przez weryfikacjonistów są z natury nieodpowiednie do rozstrzygania między sprzecznymi teoriami, ponieważ należą do tych samych paradygmatów, które starają się porównywać. Podobnie obserwacje, które mają na celu sfalsyfikowanie jakiegoś twierdzenia, będą należeć do jednego z paradygmatów, które mają pomóc w porównaniu, a zatem również będą nieodpowiednie do tego zadania. Według Kuhna koncepcja falsyfikowalności nie jest pomocna w zrozumieniu, dlaczego i jak nauka rozwinęła się w taki sposób, w jaki się rozwinęła. W praktyce naukowej naukowcy biorą pod uwagę możliwość sfalsyfikowania teorii tylko wtedy, gdy dostępna jest alternatywna teoria, którą oceniają jako wiarygodną. Jeśli jej nie ma, naukowcy będą nadal trzymać się ustalonych ram pojęciowych. Jeśli nastąpiła zmiana paradygmatu, podręczniki zostaną przeredagowane tak, by stwierdzały, że poprzednia teoria została sfalsyfikowana.

Kuhn rozwijał swoje idee dotyczące niewspółmierności w latach 80. i 90. W swoim nieopublikowanym rękopisie The Plurality of Worlds (Wielość światów) Kuhn wprowadza teorię rodzajów pojęć: zbiorów powiązanych ze sobą pojęć, które są charakterystyczne dla danego okresu w nauce i różnią się strukturą od współczesnych analogicznych rodzajów pojęć. Te różne struktury implikują różne “taksonomie” rzeczy i procesów, a ta różnica w taksonomiach stanowi niewspółmierność. Teoria ta jest silnie naturalistyczna i czerpie z psychologii rozwojowej, aby “stworzyć quasi-transcendentalną teorię doświadczenia i rzeczywistości.”

Edit Exemplar

Kuhn wprowadził pojęcie exemplar w postscriptum do drugiego wydania Struktury rewolucji naukowych (1970). Zaznaczył, że zastępuje termin “wzorce” terminem “paradygmat”, oznaczającym problemy i rozwiązania, które studenci danego przedmiotu poznają od początku swojej edukacji. Na przykład fizycy mogą mieć jako wzorce płaszczyznę pochyłą, prawa Keplera dotyczące ruchu planet lub instrumenty takie jak kalorymetr.

Według Kuhna praktyka naukowa naprzemiennie przechodzi między okresami nauki normalnej i nauki rewolucyjnej. W okresach normalności naukowcy mają tendencję do podpisywania się pod dużym zbiorem wzajemnie powiązanej wiedzy, metod i założeń, które tworzą panujący paradygmat (zob. zmiana paradygmatu). Normalna nauka przedstawia serię problemów, które są rozwiązywane w miarę jak naukowcy badają swoją dziedzinę. Rozwiązania niektórych z tych problemów stają się dobrze znane i są wzorcami danej dziedziny.

Od tych, którzy studiują daną dyscyplinę naukową, oczekuje się, że będą znali jej wzorce. Nie ma stałego zestawu wzorców, ale dla dzisiejszego fizyka byłyby to prawdopodobnie oscylator harmoniczny z mechaniki i atom wodoru z mechaniki kwantowej.

Leave a Comment

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *