Tieteellinen päättely

Report
Tieteellinen päättely
• Päättelyssä edetään oletuksista eli premisseistä
johtopäätökseen.
• Teoreettisessa päättelyssä premissit ja johtopäätös
ovat väitelauseita.
– Sokrates on ihminen.
– Kaikki ihmiset ovat kuolevaisia.
– Sokrates on kuolevainen.
• Praktisessa päättelyssä johtopäätös on teko.
– Pekka haluaa selviytyä kokeesta.
– Pekka tietää, että jos hän ei opiskele, hän ei selviydy
kokeesta.
– Pekka alkaa lukemaan kokeeseen.
Aristoteles
• Demonstraatiossa eli apodiktisessa päättelyssä premissit
ovat välttämättä tosia (esim. Eukleideen geometria).
• Dialektisessa päättelyssä premissi on väittelyn lähtökohta,
ei välttämättä tosi:
• Sokrates käytti erityisesti epäsuoraa todistusta (reductio ad
absurdum), jossa määritelmän hyväksymisestä seuraa
epätoivottuja ja absurdeja johtopäätöksiä.
• Zenonin paradoksit:
– Akhilleus ja kilpikonna (”ettei nopein juoksija voi koskaan
tavoittaa hitainta juoksijaa, sillä takaa-ajoasemassa olevan
täytyy ensiksi tulla siihen kohtaan, josta häntä pakeneva aloitti
juoksunsa, joten hitaammalla täytyy aina olla jonkin verran
etumatkaa”).
– Nuoliargumentti: ”jos paikan suhteen liikkuva on aina
nykyhetkessä, lentävän nuolen täytyy olla liikkumaton”.
Deduktio ja induktio
• Deduktiivinen päättely säilyttää totuuden; tosista
premisseistä seuraa välttämättä tosi johtopäätös
(yleisestä yksityiseen).
– Kaikki linnut osaavat lentää.
– Tipu on lintu.
– Siis: Tipu osaa lentää.
• Induktiivinen päätelmä on todennäköinen; uusi
havainto voi kumota johtopäätöksen (yksityisestä
yleiseen).
– Havaitut joutsenet ovat valkoisia.
– Siis: kaikki joutsenet ovat valkoisia.
Induktion lajit
• Induktiivinen yleistys: yksityistapauksista yleiseen
lauseeseen.
– Kaikki tähän mennessä havaitut korpit ovat olleet mustia.
– Siis: Kaikki korpit ovat mustia.
• Tilastollinen yleistys: osaa koskevasta väitteestä
kokonaisuutta koskevaan väitteeseen.
– 35% tutkituista 1000 suomalaisesta miehestä juo aamukahvin
mustana.
– Siis: 35% suomalaisista miehistä juo aamukahvin mustana.
• Todennäköinen induktio:
– 99% todennäköisyydellä arpa on tyhjä.
– Siis: Tämä arpa ei voita.
• Luetteleva induktio: luetellaan yksilöitä, joista sitten tehdään
yleistys.
– Jo Aristoteleella, Bacon piti ”lapsellisena”.
Eliminoiva induktio
• Francis Bacon: Novum
Organum (1620).
• Systemaattista taulukointija lajitteluinduktiota, joka
eliminoi väärät hypoteesit ja
jättää jäljelle oikean.
• Etsitään mikä aina läsnä
ilmiön esiintyessä, mutta
puuttuu kun ilmiötä ei
esiinny, ja kasvaa ja vähenee
suhteessa ilmiön kanssa.
• ”Heat itself, its essence and
quiddity is motion and
nothing else.”
”Kuumat”
asiat
”Viileät”
asiat
”Induktio”
Aurinko
Kuunvalo
keskipäivällä
Liike
Tuli
Ilma
Liike
Laava
Kivi
Liike
Kiehuva
neste
Kylmä vesi
Liike
Induktiivisen päättelyn ongelmat
• Deduktiivinen päättely on välttämättä totuuden
säilyttävää.
• Induktion oikeuttamisen ongelma (”Humen
ongelma”).
• David Humen (1711-1776) mukaan kausaalisuhde
on kolminkertainen suhde:
– (1) Kosketus ajassa ja paikassa (kaksi biljardipalloa
osuu toisiinsa);
– (2) Seuraussuhde (toinen biljardipallo kimpoaa
pussiin):
– (3) Välttämätön yhteys (syy esiintyy ennen seurausta
ja ilmiöiden suhde on välttämätön).
Kausaalisuhteen kritiikki (Hume)
• Mikään määrä toisiaan seuraavia tapahtumia ei tutustuta
meitä mihinkään muuhun kuin erillisiin tapahtumiin. Itse
kausaalisuutta, syyn ja seurauksen välttämätöntä yhteyttä
ei havaita.
• Induktiivisia päätelmiä ei voi perustella rationaalisesti, vaan
ne pohjautuvat tapaan ja tottumukseen. Ihminen toimii
arkipäiväisessä elämässä tosiasiauskomusten varassa.
• "Kaikki tapahtumat näyttävät olevan täysin erillisiä ja
irrallisia. Toinen tapahtuma seuraa toista, mutta
milloinkaan emme pysty havaitsemaan mitään sidettä
niiden välillä. Ne näyttävät kytkeytyneiltä, mutta ei koskaan
yhtyneiltä."
Immanuel Kant (1724-1804)
• Tajunnalla aktiivinen ja luova
rooli tiedon luomisessa.
• Lähti liikkeelle
kokonaiskokemuksesta (Hume
yksittäisistä
aistikokemuksista).
• "Vaikka kaikki tietomme alkaa
kokemuksesta se ei siltikään
kokonaisuudessaan synny
kokemuksesta.”
• Tietomme kohteena oleva
maailma on aina jo
ymmärryksemme muokkama
ja jäsentämä. Mitä "oleva
sellaisenaan" (Ding an sich)
on emme voi tietää.
• Aika ja avaruus ovat inhimillisen tajunnan ”puhtaat
havaintomuodot”. Nämä käsitteet tekevät havainnon
mahdolliseksi, eikä niitä voida johtaa havainnosta.
• Ymmärrys (Verstand) luo yhtenäisyyttä ja järjestystä aistien
välittämään materiaaliin “ymmärryksen muotojen” eli
kategorioiden avulla.
• 12 kategoriaa, yksi niistä on “syy ja vaikutus.”
• Kaiken kokemuksen täytyy noudattaa kausaliteetin
periaatetta – se on erottamaton osa tavastamme käsittää
maailmaa (kokemuksen välttämätön ehto).
• Kvanttifysiikan ongelma (indeterminismi)
• Induktion ongelman eliminointi (Popperin falsifikationismi).
Tieteellisen päättelyn rakenne
• Aristoteleen aksiomaattinen tieteenihanne:
aksioomeista (olemusta ilmaisevista
määritelmistä) johdetaan syllogismien avulla
teoreemoja.
• Määritelmät tavoitetaan aistihavainnosta
lähtevän ”intuitiivisen induktion” avulla.
• Rationalismi: tieteen ensimmäiset premissit
löydettävissä älyllisen intuition avulla
ihmisjärjestä.
Francis Bacon (1561-1626)
• Modernin luonnontieteen
”profeetta”.
• Induktiivinen menetelmä
tarjoaa ”keksimisen
logiikan”.
• Tutkimuksen esteenä
ennakkokäsitykset eli
heimon, luolan, torin ja
teatterin idolit.
• Ei luettelevaa induktiota
vaan taulukoivaa ja
lajittelevaa induktiota.
Baconilainen induktivismi
• (1) Tieteellinen päättely etenee induktiivisesti
havaittavista yksityistapauksista yleistyksiin ja lopulta
yleisiin lakeihin.
• (2) Eliminoiva induktio on rutiininomainen,
mekaaninen menetelmä, jonka soveltaminen ei vaadi
tutkijalta luovaa kekseliäisyyttä.
• (3) Virheet voidaan eliminoida tai ehkäistä oikean
metodin ja harhaanjohtavien ennakkokäsitysten
hylkäämisen avulla.
• (4) Induktio on samalla sekä keksimisen että
todistuksen metodi.
”Metodologinen optimismi” 1600-1700luvuilla
• Rene Descartes.
• Isaac Newton:
– ”As in Mathematicks, so in Natural Philosophy the
Investigation of difficult Things by the Method of Analysis
ought ever to precede the Method of Composition. This
Analysis consists in making Experiments and Observations,
and in drawing general Conclusions from them by
Induction. And admitting of no Objections against the
Conclusions, but such as are taken from Experiments, or
other certain Truths. For Hypotheses are not to be
regarded in experimental Philosophy.”
Hypoteettis-deduktiivinen menetelmä
• Induktivismi ei ota huomioon tutkimuksen alkamista
hypoteeseista & hypoteesien muodostamiseen
vaaditaan kekseliäisyyttä.
• Hypoteettisuus: ratkaisu esitetään hypoteesina,
olettamuksena.
• Deduktiivisuus: hypoteesista johdetaan
deduktiivisesti seurauksia, joita testataan havaintojen
ja kokeiden avulla.
• Ei ”keksimisen logiikkaa”, menetelmää hypoteesien
keksimiseen.
Keksiminen
• Hans Reichenbach (1891-1953).
• Oikeuttamisen (justification) konteksti antaa
rationaalisen rekonstruktion tieteellisestä
toiminnasta.
• Keksimisen (discovery) konteksti tutkii
keksimistilanteen aktuaalisia ajatusprosesseja.
• “There is no such thing as a logical method of
having new ideas, or a logical reconstruction of
this process […] [E]very discovery contains ‘an
irrational element’ or ‘a creative intuition’”.
(Popper).
Hypoteesi
• 1) Hypoteesin on selitetttävä tutkimuksen
lähtökohtana olevat tosiasiat ja
säännönmukaisuudet.
• 2) Hypoteesin on oltava loogisesti ristiriidaton,
täsmällisesti muotoiltu ja sovittava yhteen
aiempien teorioiden kanssa.
• 3) Hypoteesin tulee olla testattavissa (ainakin
periaatteessa).
• 4) Hypoteesin tulee olla informatiivinen.
• 5) Hypoteesin on oltava mahdollisimman
yksinkertainen. (Niiniluoto)
Lapsivuodekuolleisuus
• Unkarilaissyntyinen
Ignaz Semmelweis
(1818-1865).
• Työskenteli Wienin
keskussairaalan
synnytysosastolla 184448.
• Ongelmana poikkeva
kuolleisuusprosentti
kahdella
synnytysosastolla.
Kuolleisuus synnytysosastoilla
Osasto 1
Lääket.
Opiskelijat
Osasto 2
Kätilöt
Vuosi
Syntymät
Kuolleita
Syntymät
kuolleita
%
1841
3036
237
7,8
2442
86
3,5
1842
3287
518
15,8
2659
202
7,6
1843
3060
274
9,0
2739
164
6,0
1844
3157
260
8,2
2956
68
2,3
1845
3492
241
6,9
3241
66
2,0
%
Tutkimushypoteesit
• H1: ”Potilastiheys” – 2. osastolla oli aina suurempi tungos.
• H2: ”Ilmankehän aiheuttamat epidemiat” – sama
molemmilla osastoilla.
• H3: ”Hoitomenetelmät ja ruokavalio” – samanlaiset
molemmilla osastoilla.
• H4: ”Kovakouraiset lääkäriopiskelijat” – Ei havainnut eroa
potilaiden kohtelussa.
• H5: ”Masentava pappi” – kulkureitti muutettiin, ei
muutosta .
• H6: ”Synnytysasento” – muutettiin samanlaiseksi, ei
muutosta.
• H7: ”Ruumismyrkky” – Opiskelijoille pakollinen käsien
desifiointi, jolloin kuolleisuus laski huomattavasti.
Falsifikationismi
• Karl Popper (1902-1994).
• Logik der Forschung
(1934).
• Deduktionismi:
induktiolla ei asemaa
tieteessä.
• Hypoteesit “rohkeita
arvauksia”, oltava
periaatteessa
kumottavissa
(falsifioitavuus).
• Hypoteesien testit
kumousyrityksiä.
• ”Korroboituja” hypoteeseja ei vielä ole onnistuttu
falsifioimaan, ei silti ole osoitettu todeksi tai
todennäköiseksi.
• Falsifikationismi ratkaisuyritys ”demarkaation
ongelmaan”: tieteellisen teorian on aina oltava
periaatteessa kumottavissa.
• Ongelmia: ”negatiivinen” ohjelma näyttää
hylkäävän kognitivistisen käsityksen tieteestä
(tieteellinen tieto koostuu luuloista ja
arvauksista).
Hermeneuttinen dialogi
• ”Miksi tapahtuma x tapahtui?” vs. ”mikä on x:n
merkitys?”.
• Kreik. hermeneuein ('tulkita').
• Antiikin Kreikka (Homeroksen runot), Rooma (lait),
1600-l protestanttinen teologia (eksegetiikka).
• ”Tulkintatieteet”: filosofia, teologia, historia,
oikeustiede, psykologia, yhteiskuntatieteet ym.
• ”Matemaattisin kirjaimin kirjoitettu luonnonkirja”
(Galilei).
• Hermeneuttinen kehä: prosessi, jossa edetään
kokonaisuudesta osiin ja edelleen niistä takaisin
kokonaisuuteen.
Analyysi ja synteesi
• Analyysi: kokonaisuuden hajottaminen osiin.
• Synteesi: yhdisteleminen, kokoaminen.
• Käsiteanalyysi: käsitteiden jakaminen pienempiin osiin,
jotta saataisiin parempi ymmärrys huomion kohteena
olevasta filosofisesta ongelmasta.
• Antiikin geometria: analyysi oli teoreeman todistuksen
etsintä taaksepäin lähtien lopputuloksesta; synteesi
todistuksen suorittaminen.
• Keskiajan aristotelismi: tieteen kaksiosainen prosessi –
analyysi (vaikutuksista syihin, yksinkertaisiin
periaatteisiin) edeltää synteesiä (syistä vaikutuksiin,
demonstratiiviseen tietoon).
• Galileo Galilei (1564-1642): (1)
ilmiö analysoidaan paljastaen
sen takana olevat
matemaattiset periaatteet
(idealisointi); (2) testataan
kokeellisesti.
• Karl Marx (1818-1883): ensin
”kaaottisesta” mielikuvasta
analyysin kautta teoreettisiin
käsitteisiin (työnjako, raha
ym.), sitten uudelleen
abstraktista konkreettiseen
paljastaen yhteiskunnan
historiallinen muodostuminen.

similar documents