Mik a bizonyítás/tudomány alapkritériumai?

Sokféle tudomány van, a különböző tudományok más-más módszertant dolgoztak ki. Nyilván egészen más egy természettudomány, mondjuk egy fizika, kémi, mint egy társadalomtudomány, mit a politikatudomány, művészettörténet, megint más lehet egy alkalmazott tudományág módszertana, mint pl. egy jogtudományé vagy marketingtudományé.

A tudomány alatt ilyen kontextusban azért általában a legtöbben a természettudományokra, főleg a fizikára gondolnak. A fizika az anyagi világgal, az anyagi természetű dolgok tulajdonságaival, viselkedésével, az anyagi világ jelenségeivel foglalkozik, ennek az összefüggéseit igyekszik feltárni.

Egy-egy új jelenség, összefüggés feltárásához általában vannak már meglévő mérések és kísérletek, amikből valaki „gyanít” valamilyen összefüggést. Felállít egy hipotézist, mondjuk azt, hogy a vezeték ellenállása függ a vezeték hőmérsékletétől. Aki a hipotézist felállítja, az még nem tudja, hogy ez igaz-e egyáltalán, illetve nem tudja feltétlenül, hogy pontosan hogyan függ az egyik a másiktól.

A sejtését objektív kérdéssé próbálja formálni, ehhez talál ki méréseket, kísérleteket. Ebben megpróbál minden olyan tényezőt, jelenséget kizárni, vagy kompenzálni, ami befolyásolhatná a kísérleti eredményeket, de nem része a hipotézisnek. Ez nem mindig könnyű, orvostudományban pl. az emberi psziché is szerepet játszik, ennek a kiküszöbölésére is vannak módszerek: kettős vagy hármas vak kísérletek, kontrollcsoporton végzett mérések. Néha nem lehet kiküszöbölni bizonyos jelenségeket, pl. egy növény növekedésénél ha valamilyen tápanyag hatását vizsgálja valaki, nem tudja a napfényt kizárni a rendszerből, mert az is kell a növény növekedéséhez. De ha egy kontrollkísérlet is zajlik, meg lehet csinálni azt, hogy a két növény helyét naponta felcseréled, így kikompenzálod, hogy az egyik helyen lehet kicsit több napfény kap, mint a másikon.

A méréseket aztán – általában matematikai módszerekkel – valamilyen összefüggésbe kell illeszteni, alkotni egy modellt, egy képletet, amire jól rápasszolnak a mérési eredmények.

Ezt aztán további ellenőrző mérésekkel lehet tesztelni. A tudomány úgy általában akkor fogad el egy eredményt, ha azt egy teljesen független másik kísérlet is megerősíti, ha van rá mód, olyan kísérlet, ami esetleg teljesen más mérési metodikát használ.

~ ~ ~

A fizika alapvetően törvényszerűségeket keres. Ennek ugye az a jellegzetessége, hogy prediktív (előrejelző) képességgel bír. Ha van egy összefüggésem egy adott anyagú, hosszúságú, keresztmetszetű vezeték ellenállására a hőmérséklet függvényében, akkor ebből ki tudom előre számolni, hogy mekkora ellenállást kell mérnem, ha a vezetéket mondjuk 200 ℃-ra melegítem. Anélkül tudom ezt a képletekből kiszámolni, hogy ténylegesen fel kellene melegítenem. Aztán ha ténylegesen felmelegítve az ellenállást – hibahatáron belül – ugyanannyinak mérem, mint amit előtte kiszámoltam, akkor örülök, mert a feltárt összefüggésem „megjósolta” a tényleges fizikai történést. Ha meg a mérési eredményem eltér, akkor szintén örülök, mert akkor ez lehetőséget ad arra, hogy egy új, eddig ismeretlen jelenséget, összefüggést tudjak feltárni.

Itt jön a tudomány szintén egyik fontos kritériuma, a falszifikálhatóság. Magyarul a cáfolhatóság. Az, hogy minden holló fekete, az lehet egy megfigyelés eredménye. Mondjuk megnéztünk 10 000 hollót, és mind fekete volt. De ez a kijelentés falszifikálható, azaz elméleti szinten cáfolható. Egyszerűen csak találni kell egy olyan hollót, ami nem fekete, és máris cáfoltuk az elméletünket. Ez a predikcióból következik. Abból, hogy 10 000 hollót megvizsgálva megalkotjuk azt a törvényt, hogy minden holló fekete, az predikciós képességgel bír, anélkül, hogy látnánk, tudni véljük, hogy a következő holló is fekete lesz. Ha igen, az erősíti az elméletet. Ha nem, akkor a predikció ellentétbe kerül a megfigyeléssel. Az elmélet tehát mindig összehasonlítható kell, hogy legyen a valósággal, így kell, hogy legyen olyan mérési mód, aminél a valóság elvileg ellent mondhat az elmélet előrejelzésével.

Itt viszont van egy furcsa aszimmetria. Valaminek az állítása és a tagadása, bizonyíthatósága és cáfolhatósága nem egyenértékű. Az, hogy minden holló fekete az cáfolható elviekben. Az, hogy létezik rózsaszín alapon zöld kockás holló, az nem cáfolható. Hogyan lehetne cáfolni? Megnézed a világ összes hollóját? Könnyen rá lehet fogni, hogy egyet kifelejtettél. Vagy könnyű azt mondani, hogy bár most nem létezik ilyen, a múltban létezett, vagy a jövőben létezni fog. Az, hogy létezik rózsaszín alapon zöld kockás holló, az nem egy falszifikálható kijelentés, nem következik belőle semmi egy már befogott, de még nem látott holló színére nézve. Ha az történetesen fekete, vagy éppen lila, az sem cáfolja a kijelentést. Maximum bizonyítani tudná, ha történetesen egy rózsaszín alapon zöld kockás holló lenne.

Az a gond, hogy ilyen falszifikálhatatlan kijelentésből végtelen számú, akár egymásnak is ellentmondó kijelentés írható le. Pl. pontosan egy darab rózsaszín alapon zöld kockás holló létezik. Pontosan négy darab rózsaszín alapon zöld kockás holló létezik. Létezik lila alapon sárga csíkos holló, stb…

(Pl. ezért nem egyenértékű az a két kijelentés, hogy „Isten nem létezik a modelljeinkben, mert semmi nem bizonyítja a létezését”, és az, hogy „Isten létezik, mert semmi nem cáfolja a létezését”. Ja, tényleg nem cáfolja semmi Isten létezését. De se Jehova, se Zeusz, se Siva, se Ozirisz, se Odin létezését nem cáfolja semmi. Ezeknek a létezését kijelentő állítás nem falszifikálható, egymásnak is ellentmondó, végtelen számú ilyen található ki.)

A predikciós képesség, a törvényszerűség következménye az is, hogy az adott mérés, kísérlet reprodukálható kell, hogy legyen. Ha egy fizikai törvény törvény, az törvény lesz holnap és holnapután is, tehát ha valaki ugyanúgy elvégzi ugyanazokat a méréseket, ugyanazokat az eredményeket kell, hogy kapja. Ez sem mindig egyszerű, pl. az ősrobbanást nem lehet reprodukálni. Sőt közvetlenül nem is tudjuk mérni, de ha felállítjuk az ősrobbanás modelljét, feltesszük, hogy úgy történetek a dolgok, ahogy azt az elmélet leírja, akkor annak vannak ma is látható következményei, pl. a kozmikus háttérsugárzás, annak a hullámhossza, a hullámhosszának a fluktuációja, az univerzumban a hidrogén és hélium aránya, stb… Ilyenkor nem mérés, hanem a következtetés kell, hogy reprodukálható legyen, ha nem megismételhető jelenséget vizsgálsz, a következtetés attól még lehet reprodukálható, egy másik kutatónak ugyanarra a következtetésre kell jutnia.

Persze ahhoz, hogy predikciós képessége legyen egy összefüggésnek, ahhoz mérhető tulajdonságok kellenek. A mérési eredménynek meg kvantitatív jellegűnek kell lennie. Az nem éppen egzakt tulajdonság, hogy az alma piros, vagy az egyik alma pirosabb, mint a másik. Mert ez ugye szubjektív, relatív. Objektív tulajdonságokra van szükségünk. Pl. ennek az almának a spektrumában a 632 nm hullámhosszú vörös fénynek a legnagyobb az intenzitása. Na ez már objektív leírása annak, hogy mennyire piros is az az alma. A természettudomány tehát számszerűsíthető, mértékegységeket használó tulajdonságokkal dolgozik. Ez sem mindig egyszerű, mert hogy tudod mondjuk orvostudomány esetén mérni a fájdalom mértékét? Objektíven sehogy, de ha 1000 embert kérdezel meg, hogy 1-től 10-es skálán mennyire fáj a térde, a szubjektív értékelések, eltérő fájdalomküszöbök szépen kiegyenlítik egymást, és kapsz egy statisztikai értéket, hogy 1000 ember átlagosan 5,32-nek érzi a fájdalmat. Ez már olyan adat, amitől való szignifikáns eltérés valódi jelenséget mutat.

Az is fontos, hogy olyan következtetéseket, olyan méréseket alkalmazzunk, amit mindenki ugyanúgy ért, aki képes racionálisan gondolkodni. Nyilván ennek megvan a matematikai, logikai háttere. Ez sem mindig könnyű, mert pl. azt, hogy az univerzum tágul, arra az egyik bizonyíték a vöröseltolódás. De lehet, hogy valaki vitatja, hogy a vöröseltolódást a tágulás okozza, és előáll egy új elmélettel, mondjuk a fénysebesség időbeli változásával. Oké, akkor kinyitottunk egy kérdést, új kísérlet kezdődik, akkor meg kell nézni, hogy ha régebben más volt a fénysebesség, akkor az összhangban van-e a többi jelenséggel. (Nota bene ez fel is merült és az jött ki, hogy nincs, más tulajdonságok azt mutatják, hogy x milliárd éve a fénysebességnek – mérési hibahatáron belül – annyinak kellett lennie, mint ma.) Jó, de a két kísérlet eredményét együtt nézve már mindenkinek ugyanazt a következtetést kell levonnia.

Aztán van még egy csomó olyan tudományfilozófiai megfontolás, amit alkalmaznak a tudományok, pl. Occam-borotvájának elvét. Illetve a tudományosság kérdése – ha nagyon mélyen megkapargatjuk –, akkor nem is olyan egyszerű kérdéskör, azért nem véletlen, hogy létezik több filozófiai ág, ami szegről-végről, vagy kimondottan ezzel foglalkozik: tudományfilozófia, lételémet (ontológia), ismeretelmélet (episztemológia).

A tudomány a valósággal foglalkozik és rengeteg területre bomlik. Minden terület a vizsgált valóság sajátosságai szerinti módszert dolgozott ki.

A természettudományok a természeti folyamatok, jelenségek kialakulását, magyarázatát igyekeznek felvázolni.

A nyelvészet például szintén a nyelv kialakulásával, belső összefüggéseivel, változásával (tehát itt is mozgásával) foglakozik.

A filozófia általános kategóriákba próbálja foglalni a valóság dolgait, és mivel ez sokféleképpen lehetséges, ezért kialakulhatnak eltérő irányzatok aszerint, ki melyik sajátosságot tekinti elsőrendűnek.

A pszichológia is nagyjából ugyanezt teszi, csak itt a kísérlet, az összefüggések vizsgálat alapvetően más, hiszen az emberről van szó, annak akarata pedig nem befolyásolhatja az eredményt.

Összességében A tudomány meghatározza a témája történeti kialakulását, rendszerezi és kategorizálja azt, megfogalmazza a belső összefüggéseket, ha olyan a terület, a folyamatokat. Mindezt pedig modellek segítségével teszi, az összefüggések a matematika eszközárával adottak.

A modellnek olyannak kell lenni, hogy bárki (akinek van elég anyagi és technikai forrása és főleg képessége hozzá) képes legyen azt ellenőrizni. Utánaszámolni, kísérletet elvégezni. A kapott eredmény, ha egyezik, a modell alá lett támasztva, ah nem egyezik, ismételt vizsgálat és azonos eredmény esetén módosul.

A bizonyítás egy oksági összefüggéssorozat. Egyes dolgokat triviálisnak elfogadunk, mert minden embernek ez a tapasztalata, más tapasztalat nincs. Ilyen például, hogy vannak számok, amikkel műveletet lehet végezni. Vagy hogy vannak dimenziók. Meg van távolság.

Ezután a témának megfelelő szabályokat alkotunk, és ezek segítségével újabb szabályok jönnek létre, az egész a nyilvánvaló (a priori) dolgokból kiindulóan. Alapkövetelmény, hogy az így felépített rendszer ellentmondásmentes, teljes és nyílt. Utóbbi azt jelenti, hogy folytatható, tehát belőle újabb dolgok tudnak következni. A teljesség pedig azt jelenti, hogy a téma minden jelenségére, folyamatára, tulajdonságára van valami magyarázat, amit a szabályokkal le tudunk írni.