Tieteellinen päättely

Esitys aiheesta: "Tieteellinen päättely"— Esityksen transkriptio:

1 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.

2 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”.

3 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.

4 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”.

5 Eliminoiva induktio Francis Bacon: Novum Organum (1620).
Systemaattista taulukointi- ja 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 keskipäivällä Kuunvalo Liike Tuli Ilma Laava Kivi Kiehuva neste Kylmä vesi

6 Induktiivisen päättelyn ongelmat
Deduktiivinen päättely on välttämättä totuuden säilyttävää. Induktion oikeuttamisen ongelma (”Humen ongelma”). David Humen ( ) 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).

7 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."

8 Immanuel Kant ( ) 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.

9 Aika ja avaruus ovat inhimillisen tajunnan ”puhtaat havaintomuodot”
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).

10 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.

11 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.

12 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.

13 ”Metodologinen optimismi” 1600-1700-luvuilla
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.”

14 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.

15 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).

16 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)

17 Lapsivuodekuolleisuus
Unkarilaissyntyinen Ignaz Semmelweis ( ). Työskenteli Wienin keskussairaalan synnytysosastolla Ongelmana poikkeva kuolleisuusprosentti kahdella synnytysosastolla.

18 Kuolleisuus synnytysosastoilla
Lääket. Opiskeli-jat Osasto 2 Kätilöt Vuosi Syntymät Kuolleita % 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

19 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.

20 Falsifikationismi Karl Popper (1902-1994). Logik der Forschung (1934).
Deduktionismi: induktiolla ei asemaa tieteessä. Hypoteesit “rohkeita arvauksia”, oltava periaatteessa kumottavissa (falsifioitavuus). Hypoteesien testit kumousyrityksiä.

21 ”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).

22 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.

23 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).

24 Galileo Galilei ( ): (1) ilmiö analysoidaan paljastaen sen takana olevat matemaattiset periaatteet (idealisointi); (2) testataan kokeellisesti. Karl Marx ( ): ensin ”kaaottisesta” mielikuvasta analyysin kautta teoreettisiin käsitteisiin (työnjako, raha ym.), sitten uudelleen abstraktista konkreettiseen paljastaen yhteiskunnan historiallinen muodostuminen.