История и философия науки

Составитель: Юткина С.М.

История и философия науки

Философия науки

• Методология и эпистемология науки:

• Каков научный метод ? Что составляет научное знание ?
• Открывает ли наука истины ? Являются ли открытия бесспорными ?
• Как выбрать между конкурирующими теориями ?
• Какова взаимосвязь между теориями, гипотезами , доказательствами и экспериментами ?

• Метафизика науки:

• Все ли события , научные феномены и т.п. определяются причинами ? Что такое научный закон ? Есть ли цель в природе? Могут ли одни теории быть сведены к другим (например, к физике )? Являются ли одни теории более фундаментальными чем другие?
• Все ли события , научные феномены и т.п. определяются причинами ?
• Что такое научный закон ? Есть ли цель в природе?
• Могут ли одни теории быть сведены к другим (например, к физике )?
• Являются ли одни теории более фундаментальными чем другие?

История науки

Где-то что-то пошло ужасно неправильно

• Наука ( scientia ) ”естественная философия” существовала практически по настоящий период; ”естественные науки ” появились позже.
• Научная революция (~1500-1700)
• ” Научный метод ” сформулирован только к концу 19-го века – но неотделим от всей истории науки
• Термин ”учёный” относительно новый ( 1833)

• Для Аристотеля наука была изучением построения умозаключений, дающих предпосылку в форме знания (дедукция, силлогизм) Разум, аргумент и эксперимент всегда были важны...
• Для Аристотеля наука была изучением построения умозаключений, дающих предпосылку в форме знания (дедукция, силлогизм)
• Разум, аргумент и эксперимент всегда были важны...

Сила аргументации

• Предположим (как считал Аристотель), что чем тяжелее тело, тем быстрее оно падает на землю и предположим, что у нас есть два тела: тяжелое, называемое M , и легкое, называемое m . По нашему первоначальному предположению М будет падать быстрее, чем m . Предположим теперь, что M и m соединяются вместе как M + m . Что теперь происходит? Ну, M + m тяжелее M , поэтому по нашему первоначальному предположению оно должно падать быстрее, чем M . Но в соединенном теле M + m , m и M каждый будут падать так же быстро , как и до того, как они были соединены, поэтому m будет действовать как «тормоз» на M , и M + m будет падать медленнее , чем M . Отсюда, из нашего первоначального предположения следует, что M + m будет падать как быстрее , так и медленнее , чем M . Поскольку это абсурдно, наше первоначальное предположение должно быть ложным .

Плохая аргументация

• Все философы странные

Джон странный

Следовательно, Джон является философом

• 6000 человек погибли в прошлом году в результате употребления алкоголя.

4000 человек погибли в прошлом году в результате вождения автомобиля.

500 человек погибли в прошлом году в результате вождения в нетрезвом виде.

Поэтому вождение в нетрезвом состоянии безопаснее, чем пить или водить по отдельности .

• Ничто не лучше свободы.

С другой стороны, жизнь в тюрьмах лучше, чем ничего.

Поэтому жизнь в тюрьмах лучше свободы.

• Чтобы построить крупный объект, нам нужен план.

Чтобы составить план, нам нужна письменность.

У британцев эпохи неолита не было письменности.

Поэтому инопланетяне из космоса построили Стоунхендж.

Паззл

Как это может быть истинным?

Четыре части перемещаются

Части такие же, как использовались выше

Куда переместилась эта ячейка?

Как-то немного причудливо с этими беспроводными технологиями

Краткая история

Космические

полёты

Атомная

энергия

Компьютер

Считывающее

устройство

Аэроплан

Пластик

Телефон

Телеграф

Пароход

Паровой

Прялка

двигатель

Технологическая

революция

Законы Ньютона, паровой двигатель

Электричество

Порох

Магнетизм

Бронзовый век

Камен-ный век

Железный век

Современ-ность

1 281

3 500

1 600

1 750

до н.э.

1 700

1 800

1 000 000

8 000

до н.э.

до н.э.

Название

Пароход

От изобретения до внедрения

1680~1780

Электромотор

100

1829~1886

Телефон

Самолет

1820~1876

Беспроводная связь

Ожидание

57

Электронная лампа

56

Телевизор

(лет)

1897~1911

Название

От изобретения до внедрения

14

Атом

1867~1902

1882~1915

1922~1934

Автомобиль

1868~1895

33

12

1939~1945

Ожидание

35

6

(лет)

Интегральная схема

Транзистор

27

Лазерная

1958~1961

1948~1953

машина

3

5

1960

1

Чарль Сандерс Пирс

«Закрепление верования» (1877)

• Как мы формируем теории

• Чтобы получить информацию нам нужны рассуждения , которые являются способом передачи от того, что мы знаем, к тому, что ещё не известно
• Формирование и фиксация убеждений (теорий) - это взаимодействие между состояниями разума, - сомнениями и убеждениями
• Ум реагирует на раздражения, вызванные действиями мысли, что вызывает сомнения . Сомнение стимулирует изучение (исследование) до окончания формирования теории.

• Как мы пересматриваем убеждения

• Метод упорства (мы просто не можем жить счастливо ...) Метод авторитета (институализированный пересмотр ) A priori –метод (пересмотр согласно ’разумности’) Научный метод .
• Метод упорства (мы просто не можем жить счастливо ...)
• Метод авторитета (институализированный пересмотр )
• A priori –метод (пересмотр согласно ’разумности’)
• Научный метод .

Чарль Сандерс Пирс

Научный метод

• Фаллибилизм : Многие хорошие идеи, вероятно, верны, но мы не можем быть абсолютно уверены ни в одной из них.

• Заключительное мнение : Наука может прийти к единому мнению, согласованному со всеми учёными .
• ‘ В долгосрочной перспективе’ : Если исследование будет продолжаться бесконечно долго, заключительное мнение может быть достигнуто.

• Научный подход : Нет поддельных оснований, нет ложных рассуждений.
• Структура научного исследования : гипотеза , дедукция , индукция.
• Экономичность исследования : Предпочтительны простые , объяснимые и продуктивные гипотезы.

«У нас также есть сила постановки гипотез»

• Дедукция:

M есть P

S есть M

S есть (обязательно) P

• Индукция:

S1, S2, S 3 ,... есть M

S1, S2, S3,... есть P

Любые M есть (вероятно) P

• Абдукция:

M есть P1, P2, P3,...

S есть P1, P2, P3,...

S есть (правдоподобно) M

Все бобы в этой корзине белые

Эти бобы в моей руке из этой корзины

Эти бобы в моей руке - белые .

Эти бобы в моей руке из этой корзины

Эти бобы в моей руке белые

Все бобы в этой корзине - белые.

Все бобы в этой корзине белые

Эти бобы в моей руке белые

Эти бобы в моей руке из этой корзины.

Выдвижение гипотезы

1. Удивительный факт , - наблюдается C.

• Но, если A истинно , C будет само собой разумеющимся.
• Следовательно, есть основания полагать, что A истинно.

• Ищутся гипотезы для объяснения фактов путём предположений.

“ Очень часто даже хорошо подготовленный ум ошибается. Но малейший успех наших догадок намного превышает случайную удачу, и кажется рождённым из гармонии с природой благодаря инстинктам развитым или присущим, прежде всего, настолько, насколько хорошие предположения оптимально правдоподобны и просты в значении ‘простой и естественный’, как естественный свет разума у Галилея .” (Пирс)

Гипотетико-дедуктивная модель науки

Реальный мир

Наблюдение

Сравнение

Результаты наблюдения

Гипотезы

Результаты сравнения

Уточнения

Теория

Дедукция

Предположения

Индукция

Часто выражается как процесс, посредством которого ученые, основываясь на наблюдениях и экспериментах, решают, что теория, принцип или закон верны («Все А – есть В»).

• Как обобщать ограниченную информацию ?
• Это угроза научным знаниям (скептицизм)?

• Возможный ответ : Фальсификация (Карл Поппер )

• Наука, в действительности, не основывается на индукции. Во-первых: придумайте гипотезу или теорию , и затем смотрите, как она выдержит проверку:
• Наука, в действительности, не основывается на индукции.
• Во-первых: придумайте гипотезу или теорию , и затем смотрите, как она выдержит проверку:

• Если проверка даст отрицательный результат, то теория фальсифицируется Если результаты проверки соответствуют теории, продолжайте её рассматривать как не опровергнутую. Научный вывод – это опровержение : Некоторые A не B → нет: Все A есть B.
• Если проверка даст отрицательный результат, то теория фальсифицируется Если результаты проверки соответствуют теории, продолжайте её рассматривать как не опровергнутую.
• Если проверка даст отрицательный результат, то теория фальсифицируется
• Если результаты проверки соответствуют теории, продолжайте её рассматривать как не опровергнутую.
• Научный вывод – это опровержение : Некоторые A не B → нет: Все A есть B.

• Проблема индукции

Индукция

• Некоторые вопросы о фальсификации:

• Если научные теории представляют собой предположительные гипотезы, которые не могут быть доказаны наблюдением и доказательствами, что делает науку лучше или надежнее, чем, скажем, суеверные или религиозные убеждения?

• Карл Поппер : Теории фальсифицируемы :
• Карл Поппер : Теории фальсифицируемы :

• Сформулированные в чётких терминах они дают конкретные прогнозы. Напротив, ничто не может опровергнуть что-то вроде астрологии или народных верований. Фальсифицируемость отличает науку от не-науки (ответ Карла Поппера на проблему демаркации ): В науке вы должны быть в состоянии сказать заранее, какие наблюдаемые открытия заставили бы вас пересмотреть своё мнение на вашу теорию, если такие доказательства возникли бы в будущем (фаллибилизм: мы можем ошибаться в знаниях раз за разом, но из этого не следует скептицизм). Если нет возможных, мыслимых наблюдений , которые могут скорректировать наши рассуждения, мы занимаемся не-наукой, становимся на путь догматической убеждённости .
• Сформулированные в чётких терминах они дают конкретные прогнозы. Напротив, ничто не может опровергнуть что-то вроде астрологии или народных верований.
• Сформулированные в чётких терминах они дают конкретные прогнозы.
• Напротив, ничто не может опровергнуть что-то вроде астрологии или народных верований.
• Фальсифицируемость отличает науку от не-науки (ответ Карла Поппера на проблему демаркации ): В науке вы должны быть в состоянии сказать заранее, какие наблюдаемые открытия заставили бы вас пересмотреть своё мнение на вашу теорию, если такие доказательства возникли бы в будущем (фаллибилизм: мы можем ошибаться в знаниях раз за разом, но из этого не следует скептицизм). Если нет возможных, мыслимых наблюдений , которые могут скорректировать наши рассуждения, мы занимаемся не-наукой, становимся на путь догматической убеждённости .
• В науке вы должны быть в состоянии сказать заранее, какие наблюдаемые открытия заставили бы вас пересмотреть своё мнение на вашу теорию, если такие доказательства возникли бы в будущем (фаллибилизм: мы можем ошибаться в знаниях раз за разом, но из этого не следует скептицизм).
• Если нет возможных, мыслимых наблюдений , которые могут скорректировать наши рассуждения, мы занимаемся не-наукой, становимся на путь догматической убеждённости .

Индукция

2. Фальсификационизм не решает, а скорее уклоняется от проблемы индукции’

• Что показывает правильность научной теории?
• Каковы рациональные основания веры в прогноз истинности теории? Какова роль прошлых доказательств?
• Мы не сразу верим в новые теории, - они начинаются как гипотезы .

• Нужно ли нам постараться решить это?

• Да : Байесаризм
• Да : Байесаризм

• Убеждения приходят в какой-то степени, в которой мы рассматриваем что-то как возможное (скорее всего , это будут субъективные вероятности)

Pr( E / H )

Pr( H / E )  Pr( H )  (Формула Байеса)

Pr( E )

• Величина для пересмотра разумных убеждений

2. Нет : Индукция является естественной формой мышления – надо принять абдукцию и индукцию как факты сознания.

• Почему разумные мыслители предполагают будущее подобным прошлому?

Плохой аргумент

• Теорема : Доведение до абсурда (« Reductio ad absurdum», RAA) не очень хороший метод доказательства.

Доказательство : путём доведения до абсурда (« Reductio ad absurdum » или сокращ. «RAA »)

• Предположим, что «RAA » - хороший метод доказательства .

• Тогда этот аргумент будет хорошим .

• Но этот аргумент не хороший.

Следовательно, «RAA » не есть хороший метод доказательства .

Пари Паскаля  

Пари́ Паска́ля - предложенный математиком и философом Блезом Паскалем аргумент для демонстрации рациональности религиозной веры.

• Христианский Бог либо есть, либо его нет. Предположим, вы верите в его существование и живёте христианской жизнью . Тогда, если Он существует, вы будете наслаждаться вечным блаженством и, если Он не существует, вы мало потеряете . Но предположим, вы не верите в Его существование и не живёте христианской жизнью. Если Он не существует, вы ничего не потеряете , но, если Он существует, вы будете страдать от вечных мук !

Таким образом, это рационально и разумно верить в Бога и Его существование и жить христианской жизнью.

Так ли это ?