Mis on teadus?

Tahaksin pakkuda omalt poolt teaduse definitsiooni - või väikse analüüsi teemal "mis on teadus?".

Mis on teadus?

Hinnata, mis on teadus, saab kolme asja põhjal:

• Tõesus, tõesushinnangute täpsus
  
• Tõestus (kontrollitavus)
  
• Üldkehtivus, täpsus

Lisaks on neljas kriteerium - teaduse ulatus ja kõikehõlmavus. See ei ole üksiku teadusliku töö kriteerium, ent see võib olla oluline kriteerium mõne töö vajalikkuse põhjendamisel.

Tõesus, tõesushinnangute täpsus

Tõesus on kriteerium, mida saab tihti hinnata alles hiljem - variatsioonid tõesuse skaalal võib mõne produktiivse teadlase (näiteks Freud) töödest jätta aja möödudes alles väga väikse osa, mida on võimalik endiselt teaduseks pidada.

Tõesushinnangute täpsus on paljuski olulisem kriteerium, kui tõesus. Teaduslik töö võib püstitada hüpoteesi, mis osutub hiljem valeks. Selline töö saab olla teaduslik ainult juhul, kui seal on esiteks (selgelt) välja näidatud, et see hiljem valeks võib osutuda; teiseks ka eeldused välja toodud, mille korral see tõeks osutuks. Nendest eeldustest kontrollitavuse all lähemalt.

Tõesus teadusliku töö puhul on üsna range kriteerium. Selle kriteeriumi kohaselt ei tohi teaduslik töö sisaldada ühtegi väidet, mis hiljem tõeseks ei osutuks - ennekõike käib see eraldi esile toodud väidete kohta, mida kutsutakse "teoreemideks", "aksioomideks" või muul sarnasel viisil, samuti nende kohta, mis on just nimelt väidete nime all näiteks töö alguses eraldi esile tõstetud. Siiski kehtib see nõue ka kogu ülejäänud tekstile - mõnikord võib isegi juhtuda, et teaduslik avastus sisaldub tekstis, mis ei ole teaduslik töö. Nii võib oma avastust kajastada ilukirjanduslikus teoses või teha sellest sama töö käigus mitmesuguseid mittekehtivaid järeldusi. Teadlane võib oma avastusest kirjutada artikleid, mis alati ei ole väga ranged, ent avastust ennast avaldades peab ta kontrollima tõesti iga lauset - mida ajapuuduses või vähese põhjalikkuse tõttu kontrollida ei saa, see tuleb välja visata (ja kui tundub tõesti oluline, siis avaldada eraldi spekulatiivse tekstina). Teadus on range - see, mis ei ole range, ei ole teadus.

Tõestus, kontrollitavus

Teadusliku töö puhul on kaks olulist nõuet:

• Eeldused peavad olema kontrollitavad
• Järeldused peavad olema eeldustest tuletatud (tõestatud)

Seega on teadusliku töö puhul tähtis teha mingi hulk katseid - olgu need siis mõttelised või näiteks füüsikalised - ja seejärel näidata, et nende katse tulemuste põhjal peab teaduslik töö kehtima. Võimalik, et teatud asju saab teada a priori - selliste aksioomide puhul on vaja ennekõike kokkulepet. Aja jooksul võib selguda, et mõni eeldustest osutus valeks - siiski on teadlase ülesanne teha kõik, et seda ei saaks juhtuda. Kui see siiski juhtub, siis tähendab see, et tagantjärele selgus, et tegu ei olnud teadusliku tööga - teaduse ajalugu, siiski, sisaldab ka paljusid tänapäeva mõistes mitteteaduslikke töid, mis on aidanud kaasa teaduse arengule (või pidurdanud seda). Iga eelduse puhul peab olema nii täpselt kirjeldatud, kuidas selle eelduseni uuesti jõuda saab. Eelduste määratlemisel, eriti varjatud eelduste, tuginetakse üldiselt filosoofiale - teadusfilosoofiale, metafüüsikale jm. Uurimused, mis tegelevad tõesuse kriteeriumite ja üldkehtivate väidete otsimisega kõige laiemalt, liigituvad reeglina filosoofia alla - paljud filosoofiaharud on teaduslikumad, kui näiteks füüsika, sest nende järeldused on deduktiivsed; füüsika järeldused on induktiivsed ja see on nõrgem tõesuse kriteerium. Induktiivset kontrollimist kasutatakse ainult juhul, kui deduktiivne ei ole võimalik.

Järelduste tuletatavus eeldustest tähendab seda, et tuleb näidata, et eeldused moodustavad väidete komplekti, millest on võimalik tuletada järeldusi. Tänapäevases teaduses on kombeks, et see toimub loogika abil - seega, et avaldada oma töö teaduslikus ajakirjas, tuleb tavaliselt kasutada loogikat. Samas ei ole keegi näidanud, et iga tõest tuletusreeglit saaks taandada loogika aksioomidele - usun, et näidatud on pigem vastupidi. Seega taandub tõestatavus mitte loogikale, vaid filosoofiale - teadlane võib kindla peale välja minna ja loogika aluseks võtta, ent ta võib ka kasutada järeldamise reegleid mõne filosoofi tööst, kes on suutnud ta ära veenda. Sellisel juhul sõltub tema töö käekäik (teaduslikkus) ka sellest, kas selle filosoofi tööd on täpsed - filosoofide töid on märksa keerukam kontrollida (reeglina ei saa seda teha katseliselt, vaid peab väga pikki loogikaahelaid või mõtteahelaid samm-sammult kontrollima, mida loogika puhul saab isegi automatiseerida, aga paljude muude arutlusmeetodite puhul mitte; peaaegu ükski reaalsest maailmast rääkiv töö ei taandu 100% formaalsele loogikale).

Loogika ja filosoofia - kontrollitavuse alused

Sellega, mis on kontrollitav ja mis on kui tõene, tegelevad loogikud ja filosoofid. Üldiselt tähendab see seda, et kõik tippteadlased tegelevad mingil määral filosoofiaga.

Filosoofia uurib põhjalikult kõige üldisemaid aluseid ja reegleid, mis sisuliselt annavad kokku hetkel kehtiva teadusliku meetodi - teadusliku meetodi kohta on kooliõpikutes lühikesi, mõneleheküljelisi selgitusi, ent tegelikult annavad need edasi murdosa sellest, mida sellel teemal tegelikult läbi vaieldud ning uuritud on.

Teaduse eesmärk - viia teadmiseni - vajab kõikvõimalikke meetodeid, mis ei ole tihti isegi mitte seotud populaarse teadusliku meetodi kirjeldusega. Küll aga on teaduslik meetod pluss formaalloogika (eelduste ja järelduste saamise protsessi kirjeldus) üldiselt üsna kasulik asi hindamaks, mis on teadus ja mis ei ole.

Tõesuse ja tõestuse erinevus

Tõesus, seega, on objektiivne; tõestus samas subjektiivne. Teaduse ülesanne on jõuda objektiivsete faktideni läbi subjektiivse protsessi. Fakt, et tõestus - oluline osa teadusest - on subjektiivne, annab tulemuseks väga keerulise teadusfilosoofia, mille alusel asjade tõesust hinnatakse. Seal on väga palju vaieldavat - reeglina võtab iga kindel teadusvaldkond endale sobivad kriteeriumid (sellest hiljem).

Üldkehtivus, täpsus

Kõige rangem kriteerium on täielik üldkehtivus ja sajaprotsendiline täpsus. Seda rakendatakse loogikale, matemaatikale ja teaduslikele filosoofiaharudele (näiteks metafüüsika). Kui mõne sellise valdkonna üldkehtivatest aksioomidest leitakse mõni viga, siis see on suursündmus - ja väga tõsine asi. Neid teooriaid on üle kontrollinud tuhanded parimad mõtlejad.

Vähem range kriteerium kehtib füüsikas, keemias ja muudes loodusteadustes, kus on lubatud ka "lähendid". Lähend tähendab seda, et teooria kehtib vähemalt igal pool, kuhu inimene selle loomise ajal mõõtma pääseb ja vähemalt sellisel määral, kui täpsed on tema mõõteseadmed - kui ükski teooria sellist täpsust ei saavuta, lepitakse ühe või mitme lähendiga, mis annavad lihtsalt tegelikele tulemustele sarnaseid tulemusi ja on kasutatavad erinevates olukordades.

Kõige vähem ranged kriteeriumid kehtivad teadusharudes, kus täpsust ei olegi võimalik saavutada. Järgmises lõigus - ulatus - räägin, miks selliseid üldse teaduseks peetakse. Sellistes teadusharudes kasutatakse statistilisi meetodeid, et leida korrelatsioone ja tõenäosusi.

Elegantsus ja koherentsus

Teadusliku töö puhul asendab need lihtsus - see tähendab mitte kergesti arusaadavust, vaid seda, et ei ole kordusi ja infomüra ning kõik esitatakse võimalikult lühidalt. See vastab programmeerimise "code reusele" ja muudele elegantse disaini nõuetele - see, kui keerukas on vastav teooria programmeerimises, on hea viide sellele, kui keerukas see võiks olla teaduses (teadlased ei räägi seda mõistet tihti lahti).

Lihtsusega lähedalt seotud on elegantsus, mis tähendab seda, et töö peab olema teatud mõttes sümmeetriline tervik - kui sellele peale vaadata, ei tohiks see mõjuda hunniku seosetute faktidena, vaid võiks olla komplekt valemeid ja väiteid, mis mõjuvad tervikliku ning sobivana. Elegantsus on ühest küljest hea mnemooniline võte - teisest küljest on kogemus näidanud, et elegantse teooria põhjal on suurema tõenäosusega võimalik ennustada ka veel tegemata katsete tulemusi. Koherentsus on robustne elegantsuse mõõdupuu, sisemiste vastuolude puudumine - eraldi tähtsust omab see siis, kui elegantsust ei ole võimalik saavutada.

Ulatus ja kõikehõlmavus

Teadusfilosoofiat veel keeruliseks muudab üks oluline probleem - teadus peab olema ulatuslik ja kõikehõlmav. Teadus kui selline ei taotle mitte ainult täpsust, vaid ka laia silmaringi. Igale nähtusele tuleb leida seletus - ja mitte lihtsalt "seletus" (Eesti keeles on huvitav sõna "seletamine", mis peaks poeetiliselt väljendama selle mõite puudusi), vaid ka tõene ja autentne seletus. Lihtsalt seletamine ei ole teadlase ülesanne - iga seletus peab vastama teaduse esimesele kriteeriumile - tõesus - ning teisele - tõestatus. Nähtusi, mida nende täies ulatuses ja sügavuses ei saa seletada olemasolevate teooriate põhjal, tuleb uurida eraldi. Eraldi uurimine tähendab katsematerjalide kogumist selliselt, et olemasoleva teaduse dogmad ei mõjutaks nende materjalide kogumise protsessi - kuna katsematerjalid peavad olema autentsed, ei tohi raw datat mitte mingil viisil töödelda olemasolevate teadustulemuste pinnalt, vaid selline töötlemine saab alles järgneda algandmeid autentsel kujul esitavale tööle, kus ei ole kõrvaldatud ka kõikvõimalikke mõõtmisvigu ja ebatäpsusi. Mõõtmisvead ja ebatäpsused kõrvaldatakse pärast algandmete esitamist või siis märgitakse ära, et andmed on töödeldud (ja millistel meetoditel need on töödeldud). See kehtib seetõttu, et mitte ainult teooriad ei pea olema tõesed täpselt sellel määral, nagu nad väidetakse tõesed olema, vaid tõesed peavad olema ka katsematerjalid - sel määral, mil määral nad väidetakse tõesed olevat.

Nõudmata teaduselt ulatust, ei saaks seletada, miks on tehtud mööndusi paljudele valdkondadele, nagu psühholoogia või sotsiaalteadused - need mööndused on lähtuvad ainult asjaolust, et teaduse eesmärk ei ole mitte lihtsalt pakkuda tõest informatsiooni, vaid pakkuda terviklikku ja täielikku tõde - praktikas tähendab see seda, et teadus peab käsitlema kogu inimesele teadaolevat informatsiooni (kusjuures üldkehtivam ja täpsem informatsioon on olulisem). Nii, nagu arvutiprogrammi algoritmid alustavad konkreetsetest asjadest, ent arenevad järjest üldisemaks, areneb ka teadus. Seda seetõttu, et minevikku saab vaadelda, ent tuleviku prognoosimiseks on vaja teooriat; teiseks seetõttu, et inimene ei ole võimeline meelde jätma kõiki katsefakte ning vajab mnemoonilist süsteemi; kolmandaks selleks, et võimaldada kiiret tutvumist suure hulga tulemustega korraga.

Ulatuse nõue ei ole teaduse kirjeldustes tihti kajastatud, ent see on metanõue kogu teadusele - ulatuse saavutamiseks tuleb seda, mida ei saa uurida 100% nõuetele vastavalt, uurida nii, et on tehtud kõik vajalikud mööndused, et seda valdkonda üldse uurida saaks. See on lai tööpõld teadusfilosoofiale ning teadusliku meetodi arengule - näiteks teeb see võimalikuks füüsika ja teiste induktiivsete teaduste olemasolu, samuti psühholoogia olemasolu, mis kuni viimase ajani on uurinud peamiselt küllaltki nõrku korrelatsioone. Iga asi, mida inimene tunneb, peab kajastuma teaduses - ning see tekitab laia teaduste spektri, kus on näiteks täppisteadused eraldi mõistega välja toodud (mis tähendab - on ka teadusi, mis ei ole täppisteadused).

Kuidas ulatuse nõuet teaduslikult lahendada? Selleks on olemas kaks teaduslikku võtet - hüpoteesid ning täpsusastme teadvustamine. Iga teaduslik töö peab näitama välja, milline on selle täpsusaste (kehtivuskriteeriumite rangus, täpne kuju, varjatud ja vähepõhjendatud eeldused) - teaduslik töö ei saa alati olla 100% täpne ja tõestatud, ent see saab alati välja tuua, millised on täpsed puudujäägid absoluutsest tõestatusest. Kuna teadus jaotub valdkondadeks, mille piirid on paljuski seotud uurimuste võimaliku täpsusega, siis ei pea seda alati konkreetses töös välja tooma - siiski peab see vastama valdkonna üldkehtivale normile ning see norm peab olema teadusfilosoofiliselt läbi uuritud. Nii saab rääkida näiteks pehmetest ja rangetest teadustest. Iga teaduse ultimatiivne suund on muutuda täpseks ja tõestatuks, selle nimel tehakse pingutusi ja need on au sees.

Metahüpoteesid

Metahüpotees väljendab tõenäosuste ning võimaluste süvaanalüüsi. Ulatuse tingimuse rahuldavad kõige paremini metahüpoteesid ja usun, et need on just see, mille puudumine teatud küsimustes ja valdkondades on tänapäeva teaduse kõige valulisem aspekt. Väheuuritud teadusvaldkondade kõige tõsisemad tööd on need, mis uurivad eelarvamuste- ja dogmavabalt kõiki võimalusi. "Metaanalüüs" on mõiste, mis väljendab paljude lähendteooriate kombineeritud infohulka, mis on saadud statistiliselt ning ennustab nende tulemusi paremini, kui mõni nendest üksikutest teooriatest eraldi võttes. Ideaalne metaanalüüs lähebki üle uueks üldteooriaks. Metahüpotees on mõiste, mida võiks kasutada paljude hüpoteeside metaanalüüsi kohta, mis ei lähtu mitte statistikast, vaid rangest loogikast. Metahüpoteesi eristab hüpoteesist see, et metahüpotees võib sisaldada "või" lauset ja teineteist välistavaid tingimusi - see näitaks välja, millised eeldused on puudu (tõestamata) ning millised on võimalused (erinevad võimalike eelduste komplektid), seejärel ehitaks üles elegantse matemaatilise teooria, millele saab valitud eeldusi või eelduste komplekte anda ette sisendina.

Metahüpoteesil on järgmise nõuded, mida siis võimaluste piires täita:

• Tõestatus - metahüpotees on tõestatud juhul, kui saab näidata, et ei ole ühtegi võimalikku eelduste komplekti, mis vastaks olemasolevatele teooriatele ning mida ei saaks sellele metahüpoteesile sisendiks anda; samuti, et metahüpoteesi järeldused on erinevate eelduste korral tõesed.
• Tõesus - metahüpotees peaks vastama sellele teooriale, mis lõppkokkuvõttes tõeks osutub (ühilduv teooria peaks olema metahüpoteesist kindla sisendi abil tuletatav).
• Üldkehtivus, täpsus - metahüpotees peaks tõese sisendi korral andma tulemuseks teooria, mis on üldkehtiv ja täpne; vaja on näidata, et selline moodustub iga võimaliku sisendi puhul (tõestatus, mis antud juhul seab laiemad nõudmised, kui tõesus).

Kui teha filosoofiline uurimus metahüpoteesist, peaks selle kriteerium olema see, et metahüpotees peab vastama igas mõttes kõikidele teadusliku teooria kriteeriumitele. Ainus erinevus (ülejäänud) teooriatest on see, et metahüpotees sisaldab muutujaid, mis on eeldatavasti konstandid - see on tehtud juba ette mõttega, et neid muutujaid uurides asendatakse metahüpotees esimesel võimalusel teooriaga, mille saab, kui anda selle metahüpoteesi sisendparameetriteks teatud konkreetsed konstandid. Näiteks agnostitsism oleks arendatav metahüpoteesiks, mis muudab muutujaks küsimuse, kas Jumal on olemas või mitte - ehkki on selge, et ta kas on või ei ole(?), ei ole agnostitsist selles kindel ja peaks seega töötama välja teooria, mis on kasutatav nii Jumala mitteolemasolu, kui tema olemasolu kõikide võimalike viiside puhul. Selline metahüpotees on tõestatud siis, kui saab näidata, et see kehtib kõikidel võimalikel juhutudel.

Milline on metahüpoteesi olulisus ja kasutegur?

Esiteks võimaldab see avardada uurimispiire, tuues teadusesse sisse palju asju, mida selles ebaselguse tõttu ei sisaldu.

Teiseks - miks uurida tohutut hulka erinevaid hüpoteese, kui on võimalik püstitada üks, võimalikult lihtne ja elegantne, metahüpotees, mille uurimise järel on olemas selge pilt erinevatest võimalustest?

Kolmandaks - tihti ei saa mingit hüpoteesi ümber lükata enne, kui seda on uuritud põhjalikult teaduslikul meetodil, tuletades sellest sealjuures kõikmõeldavad implikatsioonid. Kuna implikatsioonide ümber lükkamine lükkab ümber ka selle hüpoteesi, on võimalik nii otsida tuletusloogikast vigu - kas need implikatsioonid järelduvad sellest hüpoteesist ikka kindlalt -, kui ka kasutada nende põhjalikult läbi uuritud implikatsioonide ümber lükkamist viisina teatud metahüpoteesi võimalused välistada. Metahüpotees on seega üsna suuremahuline ja suurejooneline deduktiivse meetodi kasutamine - see võimaldab põhjalikku uurimust valdkondadest, kuhu teadus hetkel ei ulatu.

Kuna metahüpotees võib hargneda tohutuks koguseks võimalusteks, mis kuskil viimastel harudel juba täiesti mõttetuks osutuvad (fantaasiaks), siis peavad metahüpoteesid keskenduma olulistele valupunktidele teadlaste gruppide vahel, samuti näiteks teaduse ja erinevate religioonide pingepunktidesse. Teiseks, kui millestki huvitavast on võimalik koostada selge ja koherentne metahüpotees, mis käsitleb kõiki huvipakkuvaid võimalusi - tuues ära ka sama kategooria muud, vähem huvipakkuvad võimalused, et saavutada terviklikkus ja tõestada metahüpotees -, siis on huvitav seda teha. Lugedes ühe raamatu mõnest huvitavast metahüpoteesist, on võimalik näha erinevaid võimalusi ja enda silmaringi teadlasena oluliselt avardada - selle asemel, et vaielda lõputult asjade üle, mis on küllaltki ebaselged, nii et igal osapoolel on enda kindel positsioon ja ebateaduslikud veendumused. Kahtlemata on siiski vaja näidata, et teatud sisendparameetrid on teistest erinevatel põhjustel oluliselt tõenäolisemad või veenvamad (sest loogikas tõenäosust ei ole). Sellisel juhul saab rääkida praktilisematest ja ebapraktilisematest sisendandmete komplektidest, samuti leida metahüpoteeside võimalustekomplektide "ühisosi", luues seega juba kehtivaid ja tõestatud teaduslikke teooriaid.

Näiteks, kui on teada, et leidub inimesi, kes väidavad ennast telepaatideks, siis võib uurida erinevate parameetrite alusel füüsikat ja muid teadusi ning saada metahüpoteeside abil aru, mis on selle võimalikud implikatsioonid, teha erinevaid katseid ja luua mudelid, mis võivad lõpuks selliseid väiteid kas kinnitada või ümber lükata.

Metahüpotees võib võtta ka metaparadigma kuju - see on paradigma, mis annab pildi kõikidest erinevatest võimalikest (või vähemalt tuntud) paradigmadest ning loob loogika, mis aitab vaadelda samu fakte erinevate paradigmade piires ning näha, millised on erinevused ja ühisjooned. Metaparadigma olemasolu võimaldab teadusliku töö puhul ka eraldi välja tuua, teadvustada, millisele paradigmale see vastab ja kuidas selle metaparadigmaga seostub. Kuna paljud valdkonnad - näiteks filosoofias - ei ole saanud lõplikke vastuseid isegi mitte paradigmade tasandil, ühtegi paradigmat ei ole tegelikult ultimatiivselt valitud, siis on tähtis teadusesse selles osas "kord luua". Tähtis on näha, kuidas seostuvad omavahel erinevad paradigmad, kuidas asju ühest teise ümber tõlkida ning millised on võimalused. Sellega tegeleb paljuski ka filosoofia.