Epistemologie

Tři modely vědeckého růstu

Epistemologie — studium toho, jak je vědění získáváno, odůvodňováno a revidováno — prodělala ve dvacátém století rozhodný empirický obrat. Filosofii vědy dominují tři rámce: Duhem-Quinova teze o evidenciálním holismu, Popperův falsifikacionismus a Kuhnova teorie paradigmatických posunů. Každý z nich dává jinou odpověď na otázku: jak věda skutečně pokračuje?

1 — Duhem-Quinova teze (evidenciální holismus)

Pierre Duhem (1906) a W. V. O. Quine (1951) nezávisle na sobě dospěli ke stejnému znepokojivému závěru: žádná hypotéza nestojí před empirickými daty sama. Každý test zahrnuje hustou síť pomocných předpokladů — o spolehlivosti přístrojů, platnosti teoretického pozadí, správnosti experimentálního protokolu. Selže-li predikce, je zpochybněna celá síť. Logika sama o sobě nedokáže určit, který člen sítě je nutno revidovat.

Quine Duhumův bod rozšířil na veškeré lidské poznání v eseji „Dvě dogmata empirismu“ (1951): i logika a matematika patří do téže sítě a jakékoli tvrzení lze udržet jako pravdivé i tváří v tvář nezdárnému pozorování, pokud jinde provedeme příslušné úpravy. Z toho plyne přímý důsledek pro testové inženýrství — selhánek testu nezfalzifikuje hypotézu; zpochybní systém.

2 — Popperův falsifikacionismus

Popperova Logik der Forschung (1934; angl. The Logic of Scientific Discovery, 1959) navrhla falzifikovatelnost jako demarkační kritérium mezi vědou a nevědou. Tvrzení se kvalifikuje jako vědecké tehdy a jen tehdy, je-li v principu vyvrátitelné nějakým možným pozorováním. Věda pokračuje nikoli ověřováním, nýbrž dohadem a vyvrácením: navrhují se odvážné hypotézy, provádějí se důsledné pokusy o jejich falzifikaci a ty, které přežijí, jsou prozatímně přijaty.

Popperův model je normativní — popisuje, jak by věda měla probíhat. Duhem-Quinova teze jej komplikuje: falzifikace v praxi nikdy nezasahuje izolovanou hypotézu. Lakatos toto napětí formalizoval v metodologii vědeckých výzkumných programů, kde ochranný pás pomocných hypotéz chrání jádro programu před přímou falzifikací.

3 — Kuhnovy paradigmatické posuny

Kuhnova Struktura vědeckých revolucí (1962) nahradila popperovský obraz plynulého racionálního růstu deskriptivním modelem trhliny a nahrazení. Normální věda operuje v rámci sdíleného paradigmatu — konstelace vzorových problémů, technik, hodnot a závazků světonázoru, které definují, co se počítá jako platná otázka a platná odpověď. Hromadí-li se anomálie, paradigma vstupuje do krize; vědecká revoluce nahradí starý rámec novým, s ním nesouměřitelným.

Nahrazení paradigmatu není logickým odvozením z dat; je spíše přepnutím gestalt — konverzí na úrovni vědecké komunity. To činí vědecký pokrok v Kuhnově pojetí nekumulativním a do jisté míry sociologicky determinovaným.

Srovnávací přehled

Klíčové zdroje

• Duhem, P. Cíl a struktura fyzikální teorie (1906; angl. překlad P. P. Wiener, Princeton UP, 1954)
• Quine, W. V. O. „Dvě dogmata empirismu.“ Philosophical Review 60 (1951). In: From a Logical Point of View, Harvard UP, 1953.
• Popper, K. Logika vědeckého bádání (Logik der Forschung, 1934; čes. překlad OIKOYMENH, 1997)
• Kuhn, T. S. Struktura vědeckých revolucí. OIKOYMENH, Praha 1997.
• Lakatos, I. The Methodology of Scientific Research Programmes. Cambridge UP, 1978.
• Stanford Encyclopedia of Philosophy — Underdetermination of Scientific Theory
• Stanford Encyclopedia of Philosophy — Karl Popper
• Stanford Encyclopedia of Philosophy — Thomas Kuhn

Niels Bohr a princip komplementarity

Niels Bohr (1885–1962) představil princip komplementarity na konferenci v Como v roce 1927 a nabídl rámec, který daleko přesahuje kvantovou mechaniku do samotných základů epistemologie. Komplementarita tvrdí, že některé fyzikální jevy vyžadují vzájemně se vylučující experimentální uspořádání pro svůj úplný popis — vlna a částice, poloha a hybnost, energie a čas. Žádný z popisů sám o sobě není úplný; teprve společně vyčerpávají pozorovatelný obsah jevu.

Nejde o tvrzení o nevědomosti či technickém omezení. Bohrův vhled je hlubší: samotné podmínky, které umožňují jeden typ pozorování, vylučují druhý. Experimentální aparatura a pozorovaný systém tvoří neoddělitelný celek. Neexistuje „pohled odnikud“ — každé pozorování je podmíněno volbou měřicího kontextu.

Za hranicemi kvantové mechaniky: komplementarita jako epistemologie

Bohr sám rozšířil komplementaritu za fyziku. Viděl ji v biologii (mechanistický vs. teleologický popis organismů), v psychologii (vliv pozorovatele na introspekci) a ve vztahu mezi vědeckou objektivitou a lidským smyslem. Princip naznačuje limit redukcionismu: ne veškeré poznání lze sjednotit pod jeden popisný rámec bez ztráty obsahu.

Pro softwarové inženýrství a testovací praxi nabízí komplementarita silnou analogii: chování systému při zátěžovém testování a jeho chování při funkčním testování vyžaduje jiná nastavení, jinou instrumentaci, jiný úhel pohledu — a ani jedno samo o sobě nezachycuje celý obraz.

Bohrovi žáci a kodaňská tradice

Institut pro teoretickou fyziku v Kodani (dnes Niels Bohr Institute) se stal tavicím kelímkem fyziky dvacátého století. Bohrovi studenti a blízcí spolupracovníci formovali nejen kvantovou teorii, ale i filosofii fyziky samotné:

• Werner Heisenberg — formuloval princip neurčitosti (1927) a maticovou mechaniku.
• Wolfgang Pauli — vylučovací princip (1925), spin-statistický teorém.
• Lev Landau — teorie kondenzovaných látek, supratekutost.
• Aage Bohr (syn Nielse) — jaderná struktura, kolektivní model. Nobelova cena 1975.
• John Archibald Wheeler — experiment zpožděné volby, „it from bit.“
• Leon Rosenfeld — Bohrův nejbližší filosofický spolupracovník.

Klíčové zdroje — Bohr a komplementarita

• Bohr, N. „The Quantum Postulate and the Recent Development of Atomic Theory.“ Nature 121 (1928): 580–590.
• Bohr, N. Atomic Physics and Human Knowledge. Wiley, 1958.
• Heisenberg, W. Fyzika a filosofie. Aurora, 2000.
• Faye, J. „Copenhagen Interpretation of Quantum Mechanics.“ Stanford Encyclopedia of Philosophy