Hva kan forholdet mellom presisjon og idealisering i vitenskapen si oss om hvordan vi bør forstå vitenskapelige teorier og modeller?

OMTRENTLIG OG NØYAKTIG VITENSKAP

For 12. gang ble vitenskapsfilosofi satt i fokus ved Universitetet i Bergen under en to dager lang workshop. Temaene spente fra presisjon i kvantefysikk til Newtons metafysikk, og det var engasjerte deltakere fra hele verden.

Publisert Sist oppdatert

Den 5. og 6. desember 2024 samlet filosofer og forskere seg i Bergen for den 12. workshopen om vitenskapsfilosofi, arrangert av Sorin Bangu og Universitetet i Bergen. Gjennom foredrag og livlige diskusjoner ble alt fra fysikkens lover til teorier om kausalitet og analoge eksperimenter drøftet. Workshopen viste tydelig hvordan vitenskapsfilosofi kobler abstrakte konsepter med konkrete vitenskapelige problemstillinger, og inspirerte til nye perspektiver på alt fra forskningsmetoder til vitenskapens rolle i samfunnet.

Her følgen en kort oppsummering.

Torsdag 05.12.24

Torsdagen startet med kaffe og småprat før det sparket i gang på seminarrommet i førsteetasje på UiB. På grunn av endringene i planen var det James Fraser (Paris) som innledet torsdagen. Foredraget hans omhandlet hvorfor fysikk har en tendens til å analysere naturlover på ulike plan (eller på ulik skala). Har naturlovene i fysikken ulike plan fordi det er rent praktisk å forske på naturlover inndelt i flere plan, eller fordi naturlover faktisk finnes (metafysisk) på ulike plan? Fraser fokuserte på sistnevnte, altså tanken om at fysikken deler opp naturlovene på ulike plan fordi naturlover faktisk eksisterer på ulike plan.

Dette, mener Fraser, gjenspeiles i fysikken ved at lovene er inndelt etter om lovene er av såkalt «høy-energi»- eller «lav-energi»-skala. En viktig antakelse i Frasers teori var derimot at fysikkens studie av disse lovene (på de to planene) fungerer som idealiseringer eller abstraksjoner av dem. Sagt annerledes; dersom fysikken skulle finne noen sannheter om disse naturlovene, så vil det være «omtrentlige sannheter». Mye av diskusjonen som fulgte handlet om hvorvidt dette konseptet er tilstrekkelig robust for å forklare fenomener over tid, og flere etterlyste en alternativ antakelse som grunnstein i teorien.

Michael Miller fra Toronto fortsatte med å drøfte presisjon i kvantefysikk. En vanlig oppfatning av kvantefysikk er nettopp at mye av denne fysikken ikke kan gis med fullstendig presisjon. I stedet snakker man ofte om hvor sannsynlig det er at noe er innen kvantefysikken (grunnet «quantum indeterminacy»). Dette står i kontrast med den klassiske fysikken som omhandler presise lover basert på at noe enten skjer eller ikke skjer. På bakgrunn av kvantefysikkens mangel på presisjon argumenterte Miller for at man må operere med et annet mål for presisjon i kvantefysikk. På dette mindre strenge kravet om presisjon kan en påstand som sier at «en kvantepartikkel befinner seg i en «eigenstate»-posisjon P i et (mindre) område av et rom R», telle som en presis påstand.

Videre presenterte Luna de Souter sin kritikk av regularitetsteorier om kausalitet. De Souter representerte filosofene ved UiB, og nærmere bestemt omhandlet presentasjonen såkalte regularitetsteorier om kausalitet. De Souter fokuserte spesifikt på Michael Baumgartners og Christopher Falks moderne versjon av denne teorien fra 2013.

Disse teoriene har blitt utfordret, og det hevdes blant annet at teoriene ikke klarer å skille mellom flere inkompatible og genuine årsaksstrukturer – altså at teoriene sliter med å fastslå én årsak for én virkning. Dette er noe filosofer ofte ønsker seg av teorier om kausalitet, spesielt av reduktive teorier slik som denne. De Souters foreslo derfor å inkorporere et såkalt «NR3»-kriterium i teorien, som skulle tillate teorien å skille mellom ulike årssakstrukturer. De Souters foredrag vakte livlig debatt, og diskusjonen etterpå gikk dypere inn i mer fundamentale spørsmål om hva det vil si for teorier generelt å redusere noe, og hvordan reduktive teorier kan takle flertydighet i data eller fenomen de skal analysere.

Dagen ble avsluttet av Sam Fletcher, som også snakket om presisjon i vitenskapen, denne gangen som estimering, eller idealisering. Fletcher gjorde et poeng av at man siden 1970 har man gått bort ifra tanken om at alle reduktive forklaringer i vitenskap (f.eks. fenomen F består i realiteten av under-fenomen Y, Z, X, etc.) kun er en form for logisk deduksjon. En slik reduktiv, ikke-deduktiv analyse er, ifølge Fletcher, f.eks. forklaringer som inneholder både estimering og begrensningsrelasjoner mellom teorier eller modeller. Fletcher hevdet at forklaringer som inneholder estimeringer fortsatt er reduktive. Men, han fastslo at slike forklaringer kun er reduktive når de er gode estimater, og at de er reduktive fordi de er estimater – ikke fordi de inneholder begrensningsrelasjoner, eller fordi de er deduktive.

Fredag 06.12.

Fredag morgen sparket Daniele Molinini fra Bologna i gang dagen med en drøfting av forholdet mellom matematikk og vitenskap.

Han undersøkte hvordan matematikk kan anvendes i vitenskap, og evt. hvordan vitenskap kan anvendes i matematikken. Molinini fokuserte på hvordan vitenskapelige (her, fysikkens) lover og prinsipper kan anvendes i matematiske bevis. Kan man bevise ting i matematikken dersom man plugger inn f.eks. lover fra fysikken i de matematiske bevisene? Svaret er ikke åpenbart, og mange mener at matematikken er abstrakt og såkalt a priori, mens vitenskap til kontrast er empirisk, konkret, og a posteriori.

Molinini argumenterte for at selv om matematikk kan brukes i vitenskap, så kan ikke vitenskap (i hvert fall ikke dens lover) brukes i matematikken uten videre. Mye av diskusjonen som fulgte gikk ut på å diskutere Molininis argument basert på eksempelet hans om hvorvidt Newton brukte en lov fra fysikken i et av hans matematiske bevis. Det ble også diskutert hvorvidt Molininis argument kunne stå imot flere moteksempler fra salen, samt moteksempler som Molinini selv kom med.

Neste ut var Karen Crowther fra UiO. Hun snakket om hvorvidt analoge eksperimenter (engelsk analogue, som i parallelle, eller liknende) kan si noe om fenomenene de skal imitere eller modellere. Dette er nemlig et stort spørsmål i forskning om sorte hull. Disse kan man jo ikke eksperimentere på direkte. Men kan man eksperimentere på noe som likner på sorte hull, og dermed lære noe nytt om sorte hull fra slike analoge eksperimenter? Crowther illustrerte dette spørsmålet med reelle, analoge eksperimenter som simulerer sorte hull, som malstrømmer i gigantiske, badekar-liknende tanker. Håpet til forskerne er at disse malstrømmene simulerer sorte hull, og at man derfor kan lære mer om dem gjennom eksperimenter med slike «badekar».

Crowther argumenterte likevel for at slike analoge eksperimenter ikke kan bevise noe om sorte hull. Dette er fordi analoge eksperimenter (i hvert fall eksperimenter av typen som med disse «badekarene») ikke er analoge nok: det er stor forskjell på analoge eksperimenter på liknende fenomener, og reelle eksperimenter på de faktiske fenomenene. Men er analoge eksperimenter av en annen sort enn vanlige eksperimenter?

Monica Solomon fra Bilkent hadde et mer filosofihistorisk innslag, med sitt spennende dypdykk inn i Newtons tekster. Den typiske tolkningen av Newtons Principia (1687) tilsier at Newton postulerer et metafysisk syn på tid og rom. Mest kjent her er Newtons tilsynelatende metafysiske distinksjon mellom absolutt og relativ rom, -tid, -sted, osv. Gitt denne tolkningen av Principia, så innebærer boken fremleggelsen av dette metafysiske systemet, samt argumenterer for dette synet. Solomon argumenterte derimot for at synet er for snevert.

Hovedtesen til Solomon var at en slik tolkning ignorerer hvordan mange av Newtons distinksjoner og postulerte metafysiske objekter spiller en sentral rolle i Newtons astronomi, og en sentral rolle i hans mer helhetlige metafysiske syn på hele vårt univers. Solomon begrunnet sitt syn delvis i en ny tolkning av Principia. Men, kanskje enda mer spennende var det at Solomon gikk tilbake til Newtons manuskripter før Principia, til de såkalte De Motu-manuskriptene. Her mente Solomon å ha satt Principias, samt Newtons overordnede prosjekt, i et nytt lys. Solomon mente nemlig at De Motu-manuskriptene og den alternative tolkningen viser at Newton var minst like opptatt av å drive abstrakt metafysikk som han var av å drive en faktisk analyse av vårt faktiske univers via både metafysikk og astronomi.

Richard Dawid fra Stockholm diskuterte hvordan man tester vitenskapelige teorier innenfor et såkalt Bayesiansk (probabilistisk), vitenskapelig rammeverk. Noen teorier er det man kan kalle overordnede, eller forenende: de forener «mindre» eller mer spesifikke teorier under én stor teori. For eksempel kan (den omstridte) strengteorien forene veldig mange individuelle, mer spesifikke teorier om universets byggesteiner til dens forenende tese om at alt dette handler om strenger. Et annet (enda mer omstridt) eksempel er hvordan konspirasjonsteorier forsøker å «forklare» mange enkelte teser under én forenende teori – for eksempel det å forklare handlingene til vestlige politikere med at de handler slik fordi de «egentlig» er øgler. (Selv om ikke dette var Dawids fokus i foredraget, så var dette en nyttig (mulig) kontrast som kom frem fra diskusjonen).

Spørsmålet til Dawid var om det er mer sannsynlig at en slik forenende, overordnet teori innen vitenskap er mer sann enn en teori som ikke kan forene flere mindre teorier. Han argumenterte for at svaret avhenger av hvorvidt det er overraskende at den overordnede teorien klarer å forene mindre teorier. Dawid argumenterte også for at dersom en teori klarer å forene andre teorier, så bør dette også anses som et bevis for at teorien er en god teori. 

Altså handler ikke bevis for og imot en teori kun om hvorvidt en teori klarer å fange opp ulike individuelle datapunkter (slik noen mener), men også større ting som f.eks. hvordan en teori forholder seg til andre, liknende teorier. Diskusjonen etter foredraget omhandlet hvorvidt «overraskelse» er en god indikasjon på bevis for og imot en teori. Gøyalt nok ble det også en (litt mindre alvorlig) diskusjon om konspirasjonsteorier. Forener konspirasjonsteorier datapunkter eller mindre teorier, og hva er det som eventuelt overrasker med slike «teorier»?

Takk til deltakerne, UiB, og arrangør Sorin Bangu (UiB) for en flott workshop!

Abstracts kan leses her.

Powered by Labrador CMS