Falsifikabilnost: definicija, primeri in pomen v znanosti

Falsifikabilnost je pojem iz filozofije znanosti, ki označuje lastnost trditev ali teorij, da jih je v principu mogoče ovrči (dokazati napačne) z empiričnim opazovanjem ali z logičnim protislovjem. Gre za asimetrijo med potrjevanjem in ovrženjem: univerzalne trditve (npr. "vsi labodi so beli") jih ni mogoče dokončno dokazati kot resnične z omejenim številom opazovanj, jih pa je mogoče en samkrat ovrniti z opazovanjem nasprotnega primera. Najlažji način falsifikacije je torej najti primer, kjer bi teorija morala veljati, pa ne velja. Tako lahko razumemo naslednji zgodovinski primer: Labodi so ptice v sorodu z racami in gosmi. Danes poznamo več vrst labodov. Za večino ljudi v Evropi je labod velika bela ptica: Edina vrsta laboda, ki se pojavlja v Evropi, je bela. Pred nekaj sto leti so zato ljudje v Evropi mislili, da so vsi labodi beli. Leta 1697 je nizozemski raziskovalec Willem de Vlamingh med odpravo na obali reke Swan v Avstraliji našel črne ptice, ki so bile videti kot labodi. Pozneje se je izkazalo, da so bile te ptice res labodi. S svojim odkritjem je de Vlamingh ovrgel teorijo, da so vsi labodi beli.

Kako deluje falsifikacija v praksi

Falsifikabilna teorija postavi predvidljive, testljive posledice. Uspešna falsifikacija običajno pomeni, da izvedemo opazovanje ali eksperiment, ki daje rezultat, neskladen s predpostavkami teorije ali s posamezno trditvijo iz teorije. Pomembno je, da gre za tvegano napoved — teorija, ki ne dovoljuje nobenega možnega opazovanja, ki bi jo ovrglo, ni testna v znanstvenem smislu.

Asimetrija: opazovanje primerov, ki so v skladu s teorijo, teorije ne potrjuje dokončno, saj vedno obstaja možnost, da bodo prihodnja opazovanja nasprotna. Nasprotno pa en sam ustrezen kontraprimerek zadostuje za ovržbo univerzalne trditve.

Posebni primeri in meje falsifikabilnosti

Obstajajo posebni primeri, ko izjave ali teorije ni mogoče ponarediti:

• Kurt Gödel je pokazal, da nekaterih propozicij znotraj sistema logike ni mogoče dokazati znotraj tega sistema.
• S tem je tesno povezano dejstvo, da so nekatere izjave neodločljive (Ta izjava je napačna, glej paradoks). Neodločljivih izjav ni mogoče falsificirati

Pomembno je ločiti med matematično/logično nedokazljivostjo in empirično falsifikabilnostjo. Gödelovo načelo se nanaša na formalne sisteme in kaže meje dokazljivosti znotraj teh sistemov; to ne pomeni neposredno, da empirične teorije niso falsifikabilne, vendar nas opozarja na omejitve formalnih metod v znanosti in logiki.

Definicija falsifikacije

Falsifikacija pomeni dejansko dokazati, da je teorija napačna. To storimo na naslednji način: Obstaja niz izjav (ki so logično utemeljene in si med seboj ne nasprotujejo), imenovan teorija. Če je mogoče najti eno samo logično trditev, ki je prav tako logično trdna in ki nasprotuje eni od trditev v teoriji, potem je teorija dokazana kot napačna. To lahko storimo z opazovanjem, kot v zgornjem primeru z labodi. To lahko storimo tudi z matematično logiko, z uporabo indukcije.

Karl Popper in meja med znanostjo in »nenaukami«

Karl Popper je menil, da so znanstvene le teorije, ki jih je mogoče falsificirati. Po Popperju falsifikabilnost služi kot demarkacijski kriterij: če je hipoteza v principu mogoče ovreči, spada v znanost; če ni mogoče ovreči, gre za metafiziko, metaforične trditve ali »nenačne« pristope. Popper je poudarjal, da dobre znanstvene teorije ne smejo biti prilagojene vsaki novonastali nepričakovani ugotovitvi z ad hoc pojasnili, ki zmanjšajo njihovo sposobnost napovedovanja.

Praktičen primer: Newtonova gravitacija je napovedala določene pojave, a z razvojem natančnejših opazovanj in problemov v določenih regijah (npr. precesija perihelija Merkurja) je bila ovržena ali vsaj omejena v korist teorije splošne relativnosti. To ne pomeni, da je Newtonova teorija popolnoma napačna — deluje kot zelo dobra aproksimacija v mnogih okoliščinah — vendar je bila razširjena ali nadomeščena z natančnejšo teorijo, ki bolje ustreza opazovanjem.

Kritike in omejitve Popperjevega stališča

S tem se niso strinjali vsi: Pierre Duhem in Paul Feyerabend sta imela drugačne zamisli. Feyerabend je v svojem delu Proti metodi (1975) trdil, da ni ene same znanstvene metode. Namesto tega velja, da vse, kar deluje, deluje in da je vse dovoljeno. To se imenuje epistemološka anarhija. Feyerabend je opozoril, da stroga zahteva po falsifikabilnosti lahko vodi do izključevanja dejanskih zgodovinskih pristopov, ki so bili plodovitni, čeprav niso sledili enotnemu metodološkemu pravilu.

Duhemova zamisel je bila bolj prefinjena. Menil je, da je za vsak dani niz opazovanj na voljo ogromno in nepregledno število razlag. Po Duhemu poskus v fiziki ni le opazovanje, temveč razlaga opazovanj s pomočjo teoretičnega okvira. Poleg tega je ne glede na to, kako dobro sestavimo poskus, nemogoče eksperimentalno preveriti izolirano posamezno hipotezo. Namesto tega se preizkuša celotna prepletena skupina hipotez, osnovnih predpostavk in teorij. Ta teza je postala znana kot holizem. Duhem meni, da je zaradi nje nemogoče izvesti ključne poskuse.

Ta problem se pogosto imenuje tudi Duhem–Quine teza (Willard Van Orman Quine je idejo nadaljeval): ko eksperiment pokaže neskladnost, ne vemo natanko, katero hipotezo iz nakopičenega sklopa spremeniti — osnovno teorijo, pomožne predpostavke, predpostavke o merilnih instrumentih ipd. Zato se lahko teorije »reparirajo« in prilagajajo, namesto da bi bile neposredno ovržene.

Falsifikabilnost v sodobni znanosti

V praksi znanstveniki uporabljajo kombinacijo metod: oblikujejo hipoteze, izvajajo statistične teste, primerjajo modele in preverjajo napovedi. Statistični testi (p-vrednosti, intervali zaupanja) ne dokazujejo resnosti hipoteze, temveč le stopnjo podpore oziroma neskladja z ničelno hipotezo; neuspeh v testu pogosto pomeni, da hipoteze ne moremo zavreči z dovolj majhno verjetnostjo napake, kar ni enako kot potrjevanje hipoteze.

Pomembne prakse, ki zmanjšujejo tveganje ad hoc popravkov in povečujejo testnost teorij:

• postavljanje jasnih, napovednih (»risky«) testov, ki bi bili pri nepravilnosti teorije očitno neusklajeni z opazovanji;
• uporaba repliciranih eksperimentov in predhodna registracija raziskav, z namenom zmanjšanja izbire podatkov;
• konkurenčno primerjanje modelov, kjer so alternative postavljene in testirane med seboj (model selection);
• ocena prediktivne moči na neodvisnih podatkih (out-of-sample testing).

Zaključek

Falsifikabilnost ostaja pomembna ideja v filozofiji znanosti: usmerja nas k temu, da iščemo testljive napovedi in tveganja, ter nam pomaga ločiti teorije, ki so v principu testne, od tistih, ki so nezaznavne ali neoprijemljive z opazovanji. Vendar ni edini kriterij za znanost in ima omejitve v praksi — pri interpretaciji eksperimentalnih rezultatov vedno upoštevamo vlogo pomožnih predpostavk, statistike in širšega teoretičnega okvira. Zato sodobna epistemologija pogosto vidi falsifikabilnost kot eno od pomembnih orodij v znanstveni metodi, ne kot edini absolutni standard.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je falsifikacija?

V: Kako je mogoče dokazati falsifikacijo?

V: Ali lahko navedete primer falsifikacije?

V: Kateri je bil še en pomemben primer falsifikacije?

V: Zakaj je odkritje Willema de Vlamingha ovrglo teorijo, da so vsi labodi beli?

Išči po črki