Termi ”tiede” on varsin uusi konsepti kuvaamaan sitä mitä se nykyisin kuvaa. Klassinen kreikkalainen ja myöhemmin myös keskiaikainen oppinut ei opetellut tieteitä, vaan taiteita. Nämä niin kutsutut vapaat taiteet, Artes Liberales, oli jaettu kahteen tyyppiin: Trivium ja Quadrivium. Trivium sisälsi tärkeimmät, eli retoriikan, kieliopin ja logiikan. Quadrivium sisälsi aritmetiikan, geometrian, tähtitieteen ja musiikin teorian osaamisen. Nämä taidot olivat sivistyksen ytimessä ja sisälsivät aikansa parasta tieteellistä ymmärrystä, mutta myös uskontoa ja mystiikkaa.
Näiden taitojen takana ei aina ollut vain tietoa ja tutkimusta, vaan paljon auktoriteettia ja arvovaltaa, varsinkin keskiajalla kun kirkon valta-asema filosofiaan oli ehdoton. Jopa vapaiden taiteiden lukumäärä oli mystillinen seitsemän ja uusia tutkimuksen aloja ei täysin otettu vakavasti monissa piireissä tämän maagisen luvun säilyttämiseksi.
Nämä ajattelun auktoriteetit eivät olleet vain tärkeitä, vaan niiden haastaminen oli usein mahdotonta kiitos kirkollisen tuen ja vaikutusvallan. Esimerkiksi kieliopin auktoriteetteja olivat Priscian ja Donatus, logiikan Aristoteles, retoriikan Cicero, geometrian Euclid, tähtitieteen Ptolemaios ja aritmetiikan ja musiikin Boethius.
Tämä auktoriteetteihin perustuva ajatusmalli on kuitenkin täysin päinvastaista kuin modernin tieteen kaipaama ja esittämä jatkuvaan haastamiseen ja todisteisiin perustuva malli. Nämä vanhat auktoriteetit olivat toki aikoinaan olleet suuria ajattelijoita ja jopa vallankumouksellisia, mutta monen heidän ajatuksensa olivat virheellisiä tai kokonaan väärin, mutta kuitenkaan auktoriteetteja ei voitu noin vain hylätä, sillä heidän arvovaltaansa kunnioitettiin merkittävästi. Nähtiin, että "mestarin" haastaminen oli ylpeyttä; haastaja sanoi olevansa suurempi kuin historian suurimpiin kuuluva ajattelija. Yhtenä esimerkkinä suoraan väärästä vanhasta tiedosta on Ptolemaioksen rakentamana maakeskeinen aurinkokunnan malli, joka myöhemmin syrjäytyi kun maan asema maailmankaikkeuden keskipisteenä ei näyttänytkään enää yhtä varmalta.
Tiede erotettiin lopulta taiteista ja sen menetelmäksi vakiintui hitaasti se mitä tänä päivänä pidetään tieteenä. Tämän tieteen keskeisin periaate oli tapa jolla se lähestyy maailmaa: tehdään aiempien tietojen ja havaintojen pohjalta olettamuksia ja malli, tehdään havaintoja ja katsotaan mukautuvatko ne malliin. Jos malli näyttää selittävän tehdyt havainnot, muodostetaan siitä teoria joka on tieteessa korkein saavutettava totuusarvo. Auktoriteetit hylätään ja rakastetutkin mallit heitetään syrjään jos ne eivät enää kykene selittämään maailmaa.
Jokainen tieteellinen totuus on siis teoriaa ja teoria itsessään on jotain mikä selittää kaikki havaitut faktat.
Jokainen teoria on oltava tieteellinen, eli teorian täytyy omata kaksi hyvin tiettyä piirrettä: sen on omattava selittävää ja ennakoivaa voimaa ja sen on oltava falsifoitava. Nämä tekevät tieteellisestä teoriasta jotain mitä mikään aiempi tutkimusfilosofia ei ole ollut: kehittyvän tieteen, jossa oikean tiedon määrä kasvaa ja virheellistä tietoa voidaan jatkuvasti vähentää.
Selittäminen on ensimmäinen teorian tehtävä. Jokaisen teorian on kyettävä selittää saadut havainnot. Jos teoria ei selitä miksi jokin asia käyttäytyy niin kuin se käyttäytyy, kyseinen teoria on tältä osin virheellinen ja sitä täytyy muokata tai se täytyy hylätä. Esimerkiksi Newtonilainen klassinen mekaniikka selitti lähes kaikki aikansa fysiikan havainnot, paitsi tiettyjä outoja poikkeamia tiettyjen planeettojen kiertoradoissa.
Ennustaminen on toinen hyvin tärkeä piirre. Tieteellisen teorian perusteella on kyettävä tehdä ennusteita teorian koskettamista asioista. Jos teorian tarjoama malli on oikein, voidaan sen perusteella tehdä päätelmiä siitä mitä tapahtuu tietyissä olosuhteissa. Esimerkiksi Charles Darwinin Evoluutioteorian perusteella on pystytty tekemään huomattava määrä päätelmiä mistä tiettyjä fossiileja pitäisi löytää ja kyseisenkaltaisia fossiileita onkin löydetty ennakoiduista paikoista.
Kolmas puhutuista piirteista on ehkä tärkein erottaja tieteen ja taiteiden välillä: falsifointi. Jokaisen tieteellisen teorian on oltava falsifoitavissa oleva, eli on oltava jotain millä teorian voisi osoittaa vääräksi. Teoria jota ei voida falsifoida ei koskaan ole täysin tieteellinen – tosin moisilla teorioilla ei yleensä ole myöskään ennustavaa arvoa. Falsifoinnilla ei tarkoiteta sitä, että teoria pitäisi pystyä todistamaan heti vääräksi (jos näin olisi, teoriahan kumoaisi itsensä) vaan sitä että sen täytyy olla mahdollista jos jokin ei sovi teoriaan. Esimerkiksi evoluutioteorian voi falsifoida yksinkertaisesti: modernin jäniksen löytyminen esikambrikautisten fossiilien joukosta olisi melkoinen kuolinisku evoluutioteorialle.
Nämä kolme piirrettä muodostavat tieteen tärkeimmät kulmakivet. Ensinnäkin tieteen täytyy kyetä selittämään havaitut ilmiöt ja tekemään ennustuksia niiden perusteella, jotta voisimme hyödyntää niitä. Tämä periaate on aikaansaanut kaiken tieteellisessä tutkimuksessa. Taiteista tieteet erottuvat myös siksi, että jokaisen teorian täytyy myös sisältää oman tuomionsa potentiaali kertomalla mikä olisi teorialle tuhoisaa, eli mikä todistaisi teorian vääräksi.
Nämä piirteet aikaansaavat tieteen, joka on samalla tehokasta ja kehittyvää, mutta myös ei-auktoritääristä ja pohjaa oikeaan tietoon ja tutkimukseen, ei vain siihen että uskotaan auktoriteettien sanoihin.
Näiden periaatteiden kautta tulemme siihen mitä tiede saa aikaan. Tieteen puhtain olemus on saada oikeaa ja mahdollisimman vähän virheellistä tietoa ja kehittää näin ymmärrystämme eteenpäin. Teorian muodostamisessa oleellisinta on se miten havainnot tukevat esitettyä mallia, sillä merkitykselliset kokeet yleensä toistetaan ja mikäli havaintoja on vääristelty jotta tulokset olisivat mieluisat, se selviää kun toinen osapuoli lähtee toistamaan havaintojen saamista kokeilla.
Tieteessä on toki tapauksia jossa tiedemiehen ego ei anna periksi ja faktoja selittämätöntä teoriaa pusketaan läpi, mutta nämä tapauset paljastuvat lähes aina varsinkin jos kyseessä on työ jolla on merkitystä, kun riippumattomat tiedemiehet varmistavat itsenäisillä kokeilla tuloksien paikkaansapitävyyden. Tällainen tapaus olivat esimerkiksi N-säteet, joita ranskalaiset tiedemiehet havaitsivat innokkaasti 1900-luvun alussa.
Virheelliset tutkimustulokset joutuvat siis monen tarkastelun alaisiksi ja ongelmat paljastuvat, varsinkin silloin kun tutkimustieto on merkityksellistä ja siinä olisi potentiaalia erilaisten tekniikoiden kehittämiseen. Jos kyseinen teoria on virheellinen, huomataan yleensä nopeasti etteivät siihen pohjautuvat mallit toimi odotetulla tavalla.
Näin lähestyttäessä tiedettä jossa tavoitteena on varsinainen kehittäminen, on hyvä selvittää pohjana käytettyjen tutkimusten oma pohja ja jos ne sisältävät kokeellista tai havainnollista tietoa, onko kyseistä tietoa myös toisinnettu muiden tutkijoiden toimesta. Kehittäminen virheelliseen tai kokonaan väärään tietoon perustuen voi joskus tuottaa oikeita ja toimiviakin lopputuloksia, mutta lähinnä yhteensattumallisesti.
Tieteellisen tutkimuksen tehokkuus perustuu laajalti tieteen tutkimuksen menetelmiin. Esitieteellinen tutkimus saattoi saada oikeita lopputuloksia, mutta nämä tulokset värittyivät helposti tutkijan omien mielipiteiden kautta tai huonosti tehdystä tiedonkeruusta tai olettamusten tekemisestä ilman faktoja. Jos tieteellistä tutkimusta tarkastellaan, sen metodit ovat suunniteltu estämään näitä monia ongelmia. Esimerkiksi tiedon kerääminen tutkimusta vahvistamaan sisältää monia suojakeinoja joilla tiedon pilaantumista estetään, esimerkiksi käyttämällä koeryhmiä ja verrokkiryhmiä ja normalisoimalla saatuja tuloksia. Tiedon keräämisen menetelmien mahdollisimman laajat turvakeinot ovat luonnollisesti erittäin tärkeitä yksityiskohtia joita ilman tieto voisi helposti vääristyä tutkijan omien ennakkokäsitysten mukaisesti.
Kehittäminen on tietysti myös valtaosan tieteestä tarkoitus, ainakin jos tieteen rahoittajilta kysytään. Yksityinen ja julkinen sektori ei rahoita tiedettä uuden tiedon toivossa, vaan käytännöllisen tiedon perässä. Joskus tämä uusi tieto on jotain konkreettista ja joskus ei, puhdas tiede on siitä ongelmallista että tietyn tutkimuslinjan hyötyjä on monesti hankala arvioida ennen kuin pitkällä projektin sisällä.
Tieteestä ja sen menetelmistä voi lopulta sanoa vain yhden asian:
It indeed does.
Näiden taitojen takana ei aina ollut vain tietoa ja tutkimusta, vaan paljon auktoriteettia ja arvovaltaa, varsinkin keskiajalla kun kirkon valta-asema filosofiaan oli ehdoton. Jopa vapaiden taiteiden lukumäärä oli mystillinen seitsemän ja uusia tutkimuksen aloja ei täysin otettu vakavasti monissa piireissä tämän maagisen luvun säilyttämiseksi.
Nämä ajattelun auktoriteetit eivät olleet vain tärkeitä, vaan niiden haastaminen oli usein mahdotonta kiitos kirkollisen tuen ja vaikutusvallan. Esimerkiksi kieliopin auktoriteetteja olivat Priscian ja Donatus, logiikan Aristoteles, retoriikan Cicero, geometrian Euclid, tähtitieteen Ptolemaios ja aritmetiikan ja musiikin Boethius.
Tämä auktoriteetteihin perustuva ajatusmalli on kuitenkin täysin päinvastaista kuin modernin tieteen kaipaama ja esittämä jatkuvaan haastamiseen ja todisteisiin perustuva malli. Nämä vanhat auktoriteetit olivat toki aikoinaan olleet suuria ajattelijoita ja jopa vallankumouksellisia, mutta monen heidän ajatuksensa olivat virheellisiä tai kokonaan väärin, mutta kuitenkaan auktoriteetteja ei voitu noin vain hylätä, sillä heidän arvovaltaansa kunnioitettiin merkittävästi. Nähtiin, että "mestarin" haastaminen oli ylpeyttä; haastaja sanoi olevansa suurempi kuin historian suurimpiin kuuluva ajattelija. Yhtenä esimerkkinä suoraan väärästä vanhasta tiedosta on Ptolemaioksen rakentamana maakeskeinen aurinkokunnan malli, joka myöhemmin syrjäytyi kun maan asema maailmankaikkeuden keskipisteenä ei näyttänytkään enää yhtä varmalta.
Tiede erotettiin lopulta taiteista ja sen menetelmäksi vakiintui hitaasti se mitä tänä päivänä pidetään tieteenä. Tämän tieteen keskeisin periaate oli tapa jolla se lähestyy maailmaa: tehdään aiempien tietojen ja havaintojen pohjalta olettamuksia ja malli, tehdään havaintoja ja katsotaan mukautuvatko ne malliin. Jos malli näyttää selittävän tehdyt havainnot, muodostetaan siitä teoria joka on tieteessa korkein saavutettava totuusarvo. Auktoriteetit hylätään ja rakastetutkin mallit heitetään syrjään jos ne eivät enää kykene selittämään maailmaa.
Jokainen tieteellinen totuus on siis teoriaa ja teoria itsessään on jotain mikä selittää kaikki havaitut faktat.
Jokainen teoria on oltava tieteellinen, eli teorian täytyy omata kaksi hyvin tiettyä piirrettä: sen on omattava selittävää ja ennakoivaa voimaa ja sen on oltava falsifoitava. Nämä tekevät tieteellisestä teoriasta jotain mitä mikään aiempi tutkimusfilosofia ei ole ollut: kehittyvän tieteen, jossa oikean tiedon määrä kasvaa ja virheellistä tietoa voidaan jatkuvasti vähentää.
Selittäminen on ensimmäinen teorian tehtävä. Jokaisen teorian on kyettävä selittää saadut havainnot. Jos teoria ei selitä miksi jokin asia käyttäytyy niin kuin se käyttäytyy, kyseinen teoria on tältä osin virheellinen ja sitä täytyy muokata tai se täytyy hylätä. Esimerkiksi Newtonilainen klassinen mekaniikka selitti lähes kaikki aikansa fysiikan havainnot, paitsi tiettyjä outoja poikkeamia tiettyjen planeettojen kiertoradoissa.
Ennustaminen on toinen hyvin tärkeä piirre. Tieteellisen teorian perusteella on kyettävä tehdä ennusteita teorian koskettamista asioista. Jos teorian tarjoama malli on oikein, voidaan sen perusteella tehdä päätelmiä siitä mitä tapahtuu tietyissä olosuhteissa. Esimerkiksi Charles Darwinin Evoluutioteorian perusteella on pystytty tekemään huomattava määrä päätelmiä mistä tiettyjä fossiileja pitäisi löytää ja kyseisenkaltaisia fossiileita onkin löydetty ennakoiduista paikoista.
Kolmas puhutuista piirteista on ehkä tärkein erottaja tieteen ja taiteiden välillä: falsifointi. Jokaisen tieteellisen teorian on oltava falsifoitavissa oleva, eli on oltava jotain millä teorian voisi osoittaa vääräksi. Teoria jota ei voida falsifoida ei koskaan ole täysin tieteellinen – tosin moisilla teorioilla ei yleensä ole myöskään ennustavaa arvoa. Falsifoinnilla ei tarkoiteta sitä, että teoria pitäisi pystyä todistamaan heti vääräksi (jos näin olisi, teoriahan kumoaisi itsensä) vaan sitä että sen täytyy olla mahdollista jos jokin ei sovi teoriaan. Esimerkiksi evoluutioteorian voi falsifoida yksinkertaisesti: modernin jäniksen löytyminen esikambrikautisten fossiilien joukosta olisi melkoinen kuolinisku evoluutioteorialle.
Nämä kolme piirrettä muodostavat tieteen tärkeimmät kulmakivet. Ensinnäkin tieteen täytyy kyetä selittämään havaitut ilmiöt ja tekemään ennustuksia niiden perusteella, jotta voisimme hyödyntää niitä. Tämä periaate on aikaansaanut kaiken tieteellisessä tutkimuksessa. Taiteista tieteet erottuvat myös siksi, että jokaisen teorian täytyy myös sisältää oman tuomionsa potentiaali kertomalla mikä olisi teorialle tuhoisaa, eli mikä todistaisi teorian vääräksi.
Nämä piirteet aikaansaavat tieteen, joka on samalla tehokasta ja kehittyvää, mutta myös ei-auktoritääristä ja pohjaa oikeaan tietoon ja tutkimukseen, ei vain siihen että uskotaan auktoriteettien sanoihin.
Näiden periaatteiden kautta tulemme siihen mitä tiede saa aikaan. Tieteen puhtain olemus on saada oikeaa ja mahdollisimman vähän virheellistä tietoa ja kehittää näin ymmärrystämme eteenpäin. Teorian muodostamisessa oleellisinta on se miten havainnot tukevat esitettyä mallia, sillä merkitykselliset kokeet yleensä toistetaan ja mikäli havaintoja on vääristelty jotta tulokset olisivat mieluisat, se selviää kun toinen osapuoli lähtee toistamaan havaintojen saamista kokeilla.
Tieteessä on toki tapauksia jossa tiedemiehen ego ei anna periksi ja faktoja selittämätöntä teoriaa pusketaan läpi, mutta nämä tapauset paljastuvat lähes aina varsinkin jos kyseessä on työ jolla on merkitystä, kun riippumattomat tiedemiehet varmistavat itsenäisillä kokeilla tuloksien paikkaansapitävyyden. Tällainen tapaus olivat esimerkiksi N-säteet, joita ranskalaiset tiedemiehet havaitsivat innokkaasti 1900-luvun alussa.
Virheelliset tutkimustulokset joutuvat siis monen tarkastelun alaisiksi ja ongelmat paljastuvat, varsinkin silloin kun tutkimustieto on merkityksellistä ja siinä olisi potentiaalia erilaisten tekniikoiden kehittämiseen. Jos kyseinen teoria on virheellinen, huomataan yleensä nopeasti etteivät siihen pohjautuvat mallit toimi odotetulla tavalla.
Näin lähestyttäessä tiedettä jossa tavoitteena on varsinainen kehittäminen, on hyvä selvittää pohjana käytettyjen tutkimusten oma pohja ja jos ne sisältävät kokeellista tai havainnollista tietoa, onko kyseistä tietoa myös toisinnettu muiden tutkijoiden toimesta. Kehittäminen virheelliseen tai kokonaan väärään tietoon perustuen voi joskus tuottaa oikeita ja toimiviakin lopputuloksia, mutta lähinnä yhteensattumallisesti.
Tieteellisen tutkimuksen tehokkuus perustuu laajalti tieteen tutkimuksen menetelmiin. Esitieteellinen tutkimus saattoi saada oikeita lopputuloksia, mutta nämä tulokset värittyivät helposti tutkijan omien mielipiteiden kautta tai huonosti tehdystä tiedonkeruusta tai olettamusten tekemisestä ilman faktoja. Jos tieteellistä tutkimusta tarkastellaan, sen metodit ovat suunniteltu estämään näitä monia ongelmia. Esimerkiksi tiedon kerääminen tutkimusta vahvistamaan sisältää monia suojakeinoja joilla tiedon pilaantumista estetään, esimerkiksi käyttämällä koeryhmiä ja verrokkiryhmiä ja normalisoimalla saatuja tuloksia. Tiedon keräämisen menetelmien mahdollisimman laajat turvakeinot ovat luonnollisesti erittäin tärkeitä yksityiskohtia joita ilman tieto voisi helposti vääristyä tutkijan omien ennakkokäsitysten mukaisesti.
Kehittäminen on tietysti myös valtaosan tieteestä tarkoitus, ainakin jos tieteen rahoittajilta kysytään. Yksityinen ja julkinen sektori ei rahoita tiedettä uuden tiedon toivossa, vaan käytännöllisen tiedon perässä. Joskus tämä uusi tieto on jotain konkreettista ja joskus ei, puhdas tiede on siitä ongelmallista että tietyn tutkimuslinjan hyötyjä on monesti hankala arvioida ennen kuin pitkällä projektin sisällä.
Tieteestä ja sen menetelmistä voi lopulta sanoa vain yhden asian:
 |
| Lähde: http://xkcd.com/54/ |
It indeed does.
Kommentit
Lähetä kommentti
Jätä kommenttisi ja mielipiteesi. Debaatti on tervetullutta ja otan mielelläni vastaan eriävät mielipiteet. Jos huomaat asiavirheitä tai huteja teksteissäni, otan mielelläni vastaan huomautuksia. Haluan tietää jos jokin sanomani on suoraan väärin, sillä mielestäni on parempi saada osoitus virheellisyydestään ja korjata asia kuin jäädä tyhmäksi.
Sensurointia en harrasta muuten kuin roskapostin ja mainosten kanssa. Täydet asiattomuudet saavat olla aika asiattomia ennen kuin ne joutuvat poistolistalle, mutta jankkaaminen ja puhdas haukkuminen saattaa herättää poistovasaran päiväuniltaan.
Niin ja hengitäthän syvään ennen kommentointia. Yritetään pitää keskustelu asiallisena, yritetään ymmärtää miten mielipide-eroja voi olla ja yritetään olla alentumatta nimittelyyn ja lapsellisuuteen.