A tudományos forradalmak szerkezete*

Az előadások a következő témára: "A tudományos forradalmak szerkezete*"— Előadás másolata:

1 A tudományos forradalmak szerkezete*
Thomas S. Kuhn A tudományos forradalmak szerkezete* *A továbbiakban a hivatkozások a 2002-es Osiris-es kiadásra vonatkoznak majd.

2 A tudományos kutatás paradigmája
Általánosan elismert tudományos eredmények összessége, mely egy bizonyos időszakban tudományos kutatók egy közössége számára problémáik és problémamegoldásaik modelljeként szolgál. 10. Oldal 9.sor

3 A normál tudomány Normál tudományon olyan kutatást értünk, mely határozottan egy vagy több múltbeli tudományos eredményre épül, nevezetesen olyan eredményekre, amelyeket egy bizonyos tudományos közösség valameddig saját további tevékenysége alapjának tekint. 24. Oldal 1.sor

4 Vázlatos példa egy paradigmára (illetve inkább annak egy részére)
A fény fotonokból, azaz kvantummechanikai entitásokból áll, s ezek hol hullámjellegűek, hol részecskejellegűnek mutatkoznak. XX. században: (Planck, Einstein és még sokan mások…) Tudományos forradalom Fokozatos forradalmi átmenet: Az érett tudomány szokásos fejlődési sémája XIX. században: A fény transzverzális hullámmozgás. (Young és Fresnel) Tudományos forradalom XVIII. században: A fény anyagi korpuszkulákból áll. (Newton Optikája, mint paradigma) 26. Oldal eleje

5 Ezek nem paradigmák, csak ‘iskolák’, hiszen nem általánosan elfogadott a ‘tanításuk’.
De! Az a furcsa helyzet áll elő, hogy bár tudósokról beszélünk, ,,munkájuk valóságos eredménye nem éri el a tudományosság szintjét’’ XVII. század előtt: Elmélet Elmélet 2 n+1 (tudós) (tudós) A fény anyagi testekből kiáramló részekék alkotta valami. A fény a testek és a szem közötti közeg módosulása. A fény a közeg és a szemből áradó valamiféle sugárzás kölcsönhatása. (tudós) (tudós) (tudós) Elmélet Elmélet 1 n (tudós) (tudós)

6 A tudományok ‘érése’ -- 1
Iskola1 Jelenségek Iskola5 Iskola4 Iskola3 Iskola2 A különböző ‘iskolák’ felmérik a jelenségeket, adatokat gyűjtenek, majd az elméletüket azzal próbálják alátámasztani, amire magyarázatot tudnak adni, és gyakran ugyanezen jelenségeket hozzák fel mások elméletei ellen. Ezek az iskolák sokat vitatkoznak egymás alapjairól.

7 A tudományok ‘érése’ -- 2
Iskola1 Jelenségek Iskola5 Iskola4 Iskola3 Iskola2 Azon iskolák, melyek jobb, hatásosabb érveket tudnak felmutatni, elveszik másik iskolák tanítványait, és egy idő után egyes iskolák kivesznek vagy beolvadnak máshova.

8 A tudományok ‘érése’ – 3 A paradigma születése
Iskola1 Jelenségek Mostantól megteheti és meg is teszi azt, hogy kevesebb figyelmet fordít az alapokra, magasabb szintű elméletekre koncentrál. ,,Könnyebben születik igazság tévedésből, mint fejetlenségből.’’ -- Bacon A ‘győztes’ iskolának vetélytársa nem lévén alkalma nyílik arra, hogy egyetemessé váljon, és így eleget tegyen a paradigma definíciójának. Iskola3 Ugyanakkor középpontjában egy ideig még a paradigma előtti iskola figyelmének középpontjában álló témák vannak. Az immár saját tudóstársadalmától elvárja a paradigmát, mint tananyagot, és ezoterikussá válhat. Később az anyaggyűjtés és tisztázás, irányított tevékenységgé válik, így a felfedezések felgyorsulnak, egyre több eredmény születetik.

9 Pár nem lényeges megjegyzés az előbbi modellhez
Természetesen előfordulhat, hogy egy rivális ‘vesztes’ iskola kiszorul és elszigetelődik. Pl.: asztronómia vs. Asztrológia Egy iskolának a paradigmává válásához nem szükséges, hogy minden rivális ellenérvét kivédje. Pl.: Franklinnek komoly problémát okozott a negatív töltésű testek kölcsönös taszítása. A lényeg a népszerűség és elfogadottság, és az ezt lehetővé tevő hatásos érvek.

10 A paradigmákról A paradigmák hierarchiába rendezhetők aszerint, hogy mennyire sikeresen lehet velük megoldani egy problémát, amit az adott korban időszerűnek gondolnak. A tudomány tulajdonképpeni célja nem más, mint a ‘tökéletes’ paradigmát megtalálni. 37. Oldal 7.sor

11 Hogyan érjük el a tökéletes paradigmát?
Ismerjünk meg minél több olyan tényt, ,,amelyet a paradigma különösen megvilágító erejűnek mutat’’! Hozzuk minél inkább összhangba a paradigmában lévő tényeket és az előrejelzéseket! Fejtsük ki a lehető legjobban a paradigmát! 37. Oldal 9.sor

12 Mit gondolt a naiv olvasó (én), mire törekszik a normál tudomány?
Történeti kutatás és megfigyelés nélkül: Újfajta jelenségek előidézésére! Figyelembe veszi a sémákba nem illő jelenségeket! A normál tudomány keretében folyó kutatás inkább csak a paradigmával járó jelenségek és elméletek összekapcsolására irányul. Azonban mindez nem igaz. A tudósok maguktól akarnak új elméleteket kitalálni! Sőt! Ezeknek az ellenkezője igaz! Türelmesek a mások által kitalált új elméletekkel is! 37. Oldal közepe

13 Hogyan fejlődik akkor mégis a normál tudomány, ha ennyire korlátozza az aktuális paradigmája?
,, a normál tudomány beépített mechanizmusa biztosítja a kutatást megkötő korlátozások lazulását, mihelyt e korlátok forrása, a paradigma már nem működik hatékonyan. Ezen a ponton megváltozik a tudósok viselkedése és kutatási problémáik természete is.’’ -- Kuhn 37. Oldal alja

14 A normál tudomány három fő kutatási területe
1) A lényeges tény meghatározása. 1) A tények azon csoportja, melyek a paradigma fényében sokat tárnak fel a dolgok természetéről. Ez az, amire a paradigma úgymond ‘koncentrál’. 2) A tények összehangolása az elmélettel. 2) Vállalkozások, hogy a természet és az elmélet egyezését kimutassák. Ez függ a legjobban a paradigmától, hiszen a paradigma léte veti fel a megoldandó problémát. 3) Az elmélet teljes kifejtése. 3) Paradigmatikus elmélet világos kifejtése, bizonytalanságok eloszlatása, új problémák megoldásának lehetővé tétele. Ez a legfontosabb. 38. Oldal 2.bek.

15 1) A tények azon csoportja, melyek a paradigma fényében sokat tárnak fel a dolgok természetéről.
A csillagászatban a csillagok pozíciója és fényrendje, a fedési kettőscsillagok és a bolygók periódusai, A fizikában az anyagok fajsúlya és összenyomhatósága, a hullámhosszak és spektrumintenzitások, a fajlagos vezetőképesség és a Volta-hatás A kémiában a vegyületek és az egyenértéksúlyok , az oldatok forráspontj aés savassága, a szerkezeti képletek és az optikai aktivitások. 38. Oldal alja.

16 2) Vállalkozások, hogy a természet és az elmélet egyezését kimutassák.
Évi parallaxis bizonyítására épített távcsövek, Atwood-féle ejtőgép, hogy bizonyítsák Newton II. törvényét, Foucault készüléke, aminek azt kellett volna bizonyítani, hogy a fény sebessége nagyobb a levegőben, mint a vízben, Az óriási szcintillációs számláló, amivel a neutrínók létezését akarták igazolni. 39. Oldal közepe

17 3) Paradigmatikus elmélet világos kifejtése, bizonytalanságok eloszlatása, új problémák megoldásának lehetővé tétele. ,,Newton például megállapította, hogy két egymástól egységnyi távolságra levő egységnyi tömeg között a világmindenségben mindenhol ugyanaz az erő lép föl, függetlenül az anyag fajtájától.’’ Ez a lépés nem lett volna szükséges ahhoz, hogy megválaszolja az általa fölvetett kérdéseket. A csillagászati egység meghatározása, Avogadro-szám, Joule-féle együttható, Elemi töltés, Boyle törvénye a gázok nyomása és térfogata közötti összefüggés, Coulomb: az elektomos töltések közötti vonzóerő nagysága, Joule : a villamos ellenállás, az áramerősség és a termelt hő közti viszony. 40. Oldal közepe

18 A normál tudomány, mint rejtvényfejtés
Mi van, ha egy eredményt nem tudunk az elméletbe illeszteni? ,,Az a kutatási program pedig, amelynek kimenetele nem fér bele ebbe a szűkebb körbe [az elméletbe illeszkedő eredmények körébe], általában egyszerűen kudarc, s nem a természetre, hanem a tudósra jellemző.’’ -- Kuhn Bénázik a tudós. Ha pedig valaki igazol valamit, ami a jól bevált paradigmát alátámasztja, akkor az senkit sem fog meglepni. Ha azonban a tudomány célja nem lényeges újdonságok elérése, és az előre várt eredmény elmaradása a tudós kudarca, akkor 47. Oldal

19 Miért akar egyáltalán valaki tudós lenni?
Ezek a kutatások növelik a paradigma alkalmazhatóságának körét és pontosságát. Innen a lelkesedés? Fejlesszünk ki egy spektrométert! Számolgassunk csillagászati táblázatot… Tökéletesítsük a rezgő húrok problémájának megoldását! Ugyanazt kéne csinálniuk újra és újra… Méricskéljünk a régi jól bevált műszereinkkel… Szeretik a tudósok. Nem szeretik a tudósok. 48. Oldal

20 Miért akar egyáltalán valaki tudós lenni?
Rejtvény és kihívás. A tudós pedig a rejtvényfejtő. A probléma most így jelentkezik: Mi az a rejtvény? Mikor rejtvény valami és mikor nem? 48. Oldal

21 Mikor rejtvény egy probléma?
A gonosz: Mondjuk hasraütésszerűen válogassunk ki pár puzzle készletből darabokat, keverjük össze őket… Akkor biztos nem rejtvény, ha nem lehet megoldani! 48. Oldal

22 Rejtvény és a paradigma
Definíciós kísérlet: Rejtvény az a tudományos kutatás, ami a paradigmával összekapcsolva eredményre vezet(het). ,,Részben azért látszik a normál tudomány fejlődése annyira gyorsnak, mert művelői olyan problémákra összpontosítják figyelmüket, amelyeknek a megoldásában csak saját leleményességük hiánya gátolja őket.’’--Kuhn Mi nem rejtvény? Vagy másképp fogalmazva: Mi az, ami nem érdekli a tudósokat? ‘Túl problematikus, hogy megérjék a rájuk fordított időt…‘ ‘Az nem az én szakterületem.’ ‘Annak semmi köze a fizikához.’ ‘Metafizika…’ 48. Oldal

23 Hogyan lesz valaki tudós?
Ugyanakkor ezek a vágyak is tartják a tudomány vonzáskörében a tudóst, ha esetleg karrierje elején kudarcok érnék. Indítékok, amik a tudományhoz vonzzák a leendő tudóst: Hasznosak akarnak lenni Új területek feltárásának csábítása Szabályszerűség fölfedezése Elfogadott ismeretek ellenőrzése Ezt a tudomány néha csinálja. A szakterület pedig rejtvényfejtésen kívül semmi mást sem kínál a tudósnak. ,,Az egyén azonban szinte sohasem tesz semmi ilyesmit’’! Aszenvedélyes tudós szenvedélybeteg keresztrejtvényfejtőhöz válik hasonlatossá. Az elköteleződése után már csak a rejtvények ‘egyedi’ megoldása motiválja. 50. Oldal

24 Rejtvény és tudományos problémák közti párhuzam
Egy probléma azért még nem rejtvény, mert tudjuk, hogy van egy megoldása! Például egy puzzle elemeiből egy (nem szabályos illeszkedés szerinti) forma vagy egy alak kirakása nem rejtvény, és kirakója nem rejtvényfejtő, inkább csak művészien kreatív. Egy puzzle szokásos kirakása viszont rejtvény, mert szabályok szerint kell kirakni. Szabályok pl.: az összes darabot fel kell használni, nem szabad beleerőltetni, stb. Egy probléma rejtvénységéhez tehát szükség van egy szabályra és egyetlen megoldásra. . Oldal

25 Egyébként a kolégái joggal állíthatják, hogy semmit sem mért.
Rejtvény és paradigma Korlátozva vannak az elméleti problémák elfogadható megoldásai Pl.: Newton mozgás és grav. törvényeiből nem jött ki a Hold mozgása. Valaki változtatni akart a paradigmán, a Hold-probléma megoldására új törvényt akart bevezetni. A közösség nem fogadta el, és 1750-ig vártak, míg befutott a paradigmabarát megoldás. Szabály~’bevett szempont’~’prekoncepció’ Tfh. egy tudós készüléket épít a fényhullámhosszok meghatározására. Épít egy szerkezetet, ami számokat rendel a spektrumvonalakhoz. Az elfogadott optikai elmélet alapján elemezve ki kell mutatnia, hogy számok az elméletben mint hullámhosszmértékek szerepelnek. Egyébként a kolégái joggal állíthatják, hogy semmit sem mért. Oldal

26 A tudományos forradalmak jellemzése
Mikor van forradalom? Amikor paradigma-váltás van. Mikor van paradigma-váltás? Amikor paradigma már nem tud megválaszolni minden kérdést. Paradigmaváltás az is, amikor a paradigmának csak egy része cserélődik le. Pl.: A röntgensugarak a csillagászokat nem érintették. 101. Oldal

27 A tudományos forradalmak jellemzése: Forradalmi forgatókönyv
Hogy zajlik le egy tudományos forradalom? Pont mint a politikai… Megrendül a bizalom Egyre több morgolódó, egyre több elégedetlenkedő Az emberek különböző csoportokhoz állnak, egyik a régit akarja, másik az újat… A tömeges meggyőzés eszközeihez nyúlnak 101. Oldal

28 A tömeges meggyőzés eszközei
Vagy az egyik paradigma, vagy a másik. A paradigmák védelmében a paradigmákhoz folyamodnak. Vita a paradigmákról paradigmákkal… Körkörösség! Nem probléma! Azonban logikailag nem fog kényszeríteni senkit! ‘Mutasd be, hogy működik a paradigmád…’ Ez nagyon meggyőző is lehet! Nem is kell ilyesmi. Úgyis a többség dönt, nem a logika. 102. Oldal

29 Mi okozhatna paradigmaváltást?
1) A meglévő és a paradigma által eddig megmagyarázott eseményeket új elmélettel próbálják magyarázni. Nem lehet a természet alapján dönteni. Pl.: Arisztarkhosz i.e. III. században hiánytalanul kifejtette Kopernikusz elméletét, a heliocentrikus világképet. A ptolemaioszi geocentrikus világkép azonban sokkal észszerűbb volt akkor, és felesleges volt helyettesíteni. Az anomáliák a rendszerben csak később keletkeztek, amik alapján a régi geocentrikus paradigma képviselői jobb híján álltak át a kopernikuszi paradigmájára. 106. Oldal

30 Mi okozhatna paradigmaváltást?
2) A meglévő jelenségekhez az aktuális paradigmák kellő felvilágosítást adnak ugyan, de még ki kell fejteni az elméletet a részletek megismeréséhez. Ilyenkor viszont a meglévő paradigmában oldják meg a problémát, nem pedig új paradigmát keresnek. Ha valaki ugyanakkor mégis új paradigmát keresne, a közösséget valószínű nem érdekelné. Pl. a Hold és a gravitációs problémák. 106. Oldal

31 Mi okozza a paradigmaváltást?
3) Az elmélet teljes kifejtését gátló anomáliák. Az anomáliával próbálkoznak, és vagy sikerül beilleszteni, vagy nem. Ha makacsul tartja magát az anomália, akkor lásd: forradalmi forgatókönyv. 106. Oldal

32 Kumulatívan fejlődik-e a tudomány?
Van a tudomány, ami egyre több és több dolgot fedez föl, és a tudás, elmélet, magyarázat, jelenség csak gyűlik, gyűlik… A naiv kumulatív fejlődés: Van egy kezdeti paradigma, és a paradigmák lecserélődése (a tud. forradalom) mindig úgy alakul, hogy az új mindig tartalmazza az előbbit. Paradigmák nyelvén: 102. Oldal

33 Miért tűnik kumulatívnak?
A tudósok, ha már el kell hagyni a paradigmát, olyan paradigmára térnek át, amelyben a lehető legtöbbet tarthatják meg a régiből. Nem légből kapott ötlet: Ennek az ideális esete a kumulatív fejlődés. 105. Oldal

34 Newton vs. Einstein Einsteiné az új paradigma.
Newtoné a régi paradigma Einstein jött látott és győzött, Newtont pedig kidobták a kukába. Tudomány-történeti ellenérv: Newtont nem dobták ki a kukába. Newtoni paradigma Einsteini paradigma Az einsteini elmélet arra kell, ha nagyok a relatív sebességek. Ha elenyészően kicsik, arra jó a newtoni dinamika is. 102. Oldal

35 Nincs valódi győztes? Tehát ez alapján sikerült megvédeni Newtont, és csak akkor kell előszednünk Einsteint, ha nagy relatív sebességek vannak jelen. Tehát sikerült megvédeni egy elméletet, amely csak egy jelenségcsoportra volt alkalmazható! 102. Oldal

36 Flogiszton-elmélet A flogiszton elmélet rendet tett egy sor kémiai és fizikai jelenség közt: Miért égnek az éghető anyagok: Sok flogiszton van bennük Miért rendelkeznek a fémek sokkal több közös tulajdonsággal, mint az érceik: A flogisztonok keveréke az elemi földdel… Miért keletkeznek savak szén, kén stb. égésekor… Miért jár térfogatcsökkenéssel a zárt térben folyó égés… 108. Oldal 2.bek.

37 Pozitivisztikus megszorítások
,,csak akkor lehet így megvédeni az egyes elméleteket, ha alkalmazásuk körét olyan jelenségekre és olyan pontosságú megfigyelésekre korlátozzuk, amelyekkel már a rendelkezésre álló kísérleti bizonyítás is foglalkozik’’ ,,A tudósoknak nem szabad tudományos igényű kijelentést tenniük semmiféle még meg nem figyelt jelenségekről.’’ ,,a tudósnak saját kutatásai közben nem szabad az addig követett elméletre támaszkodnia, ha a kutatás olyan területre lép, vagy olyan pontosságra törekszik, melyre az elmélet korábbi alkalmazásaiban nincsen precedens.’’ 109. Oldal 2.bek.

38 Pozitivisztikus megszorítások
Ezekkel a megszorításokkal sikeresen kikapcsoltunk minden olyan mechanizmust, amely anomáliát találhatna, és ezáltal alapvető változást hozhatna! ,,A tudomány érdemleges előrelépésének ára a tévedés kockázatának vállalása’’ 109. Oldal 2.bek.

39 Newton vs. Einstein A relativitáselmélet törvényei:
E1, E2, E3, … Az einsteini paradigma állításai, melyek a térbeli helyzetet, időt, nyugalmi tömeget, stb. tartalmaznak. A speciálisan newtoni törvények állításai. A newtoni dinamika törvényei: Newtoni paradigma Einsteini paradigma E1, E2, E3, …N1, N2, N3, … Az einsteini paradigma állításai, melyek a térbeli helyzetet, időt, nyugalmi tömeget, stb. tartalmaznak. 109. Oldal 2.bek.

40 Newton vs. Einstein N1, N2, N3, … A relativitás elmélet előtti Newtoni törvények állításai: Az newtoni paradigma állításai, melyek a térbeli helyzetet, időt, nyugalmi tömeget, stb. tartalmaznak. N’1, N’2, N’3, … A relativitás elmélet utáni Newtoni törvények állításai: Az einsteini paradigma állításai, melyek a térbeli helyzetet, időt, nyugalmi tömeget, stb. tartalmaznak. 109. Oldal 2.bek.

41 Newtoni paradigma része a Einsteini paradigmának
Newton vs. Einstein Newtoni paradigma része a Einsteini paradigmának Tömeg megmarad Tömeg nem marad meg A newtoni paradigmát csak ‘szimuláltuk’ az einsteini paradigmán belül! (Az új alapelemekkel) A paradigmaváltással megváltoztak az univerzumunk strukturális alapelemei is! Tehát a ‘bővüléses’ paradigmaváltás nem kumulatív! Nem marad meg a ‘régi’. 110. Oldal 2.bek.

42 Newton vs. Einstein Az új paradigmára való áttérés a régebbinek alapokig ható lerombolásával járt. De nem járt új dolgok vagy fogalmak bevezetésével. A tudományos forradalom: Kicserélődik a fogalomhálózat. 110. Oldal 2.bek.

43 A forradalmak, mint a világszemlélet változásai
A paradigmaváltással máshogy látjuk a világot? A ‘rendellenes kártyák’ „magának az érzékelésnek is előfeltétele valami paradigmaféle” A ‘fejjel lefelé’ szemüveg. 119. Oldal 2.bek.

44 Rendellenes kártyák és az Uránusz
Az eset az Uránusszal 0. lépés: többször dokumentálták csillagnak. Kártyapélda 1. lépés: korong alakú, és mozgott: üstökösnek dokumentálták. 2. lépés: valaki fölvetette, hogy lehet hogy bolygó. 119. Oldal 2.bek.

45 Kihat-e az ilyesmi? Véletlen-e, hogy az európai csillagászok éppen a kopernikuszi új paradigmában tapasztaltak először változást az addig változhatatlannak vélt égbolton? Régi objektumok Régi eszközök Váratlanul új felfedezés Kopernikuszi paradigma 119. Oldal 2.bek.