Tieteellinen päättely

Tieteellinen päättely Johdatus yhteiskuntatieteiden filosofiaan (Kf 140) 2. Luento 20.1.2011

Deduktio • Totuuden säilyttävä päätelmä: jos premissit ovat tosia, on myös johtopäätös tosi P1: Sokrates on ihminen P2: kaikki ihmiset ovat kuolevaisia JP: Sokrates on kuolevainen • Johtopäätös seuraa loogisesti premisseistä • seuraaminen perustuu päättelyn muotoon, ei sisältöön • päättely on pätevää, kun se on deduktiivista • deduktio ei lisää tietoa maailmasta: johtopäätös kertoo jotain, mikä jo sisältyy premisseihin

Induktio • Yksittäistapauksesta yksittäistapaukseen • kaikki tähän asti havaitut korpit ovat mustia  seuraavaksi havaittava korppi on musta • Yksittäistapauksesta yleiseen • kaikki tähän asti havaitut korpit ovat mustia  kaikki korpit ovat mustia • Yleisestä yksittäistapaukseen • yli puolet yliopiston opiskelijoista on naisia  yli puolet luennolla olijoista on naisia • tilastollinen päättely populaatiosta otokseen

Induktio • Tietoa lisäävä päätelmä • johtopäätös sanoo jotain, mitä premissit eivät sisällä • johtopäätös ei seuraa premisseistä ei säilytä totuutta premissien totuus ei takaa totuutta • uusien premissien lisääminen voi vaikuttaa johtopäätöksen uskottavuuteen • Abduktio eli päättely parhaaseen selitykseen • päätellään havainnot parhaiten selittävän seikan olevan tosi • induktiivisen päättelyn muoto • Tieteellinen päättely: • havainnoista teorioihin: induktio • teorioista havaintoihin: deduktio

Induktion ongelmallisuus • Induktiivisten yleistysten epävarmuus • Humen ongelma: ei ole välttämätöntä, että maailma pysyy samanlaisena kuin se on ollut • David Hume (1711–1776) • luonnon säännönmukaisuus oletettua, ei havaittua • Miten oikeuttaa induktion käyttö? • ”Kokemus osoittaa, että induktio toimii.” – kehäpäätelmä! • jätetään oikeuttamatta – mistä kriteerit hyvälle induktiolle? • lopetetaan käyttö – miten saisimme tietoa maailmasta?

Induktivismi • Ajatus tieteen yleisestä menetelmästä • luotettavia johtopäätöksiä voidaan johtaa suoraan havaintoaineistosta induktiivisella päättelyllä • ei sama kuin induktiivinen päättely yleensä! (kaikki tietoa lisäävä päättely on induktiivista) • Tutkimuksen eteneminen: • havaitaan ja merkitään ylös tosiasiat • analysoidaan ja luokitellaan tosiasiat • johdetaan induktiivisia yleistyksiä • testataan yleistyksiä

Induktivismin ongelmia • Havaittavia asioita on rajaton määrä • on valittava merkitykselliset seikat • merkityksellisyys riippuu taustateorioista: mitä kohteesta jo oleteaan • Havainnon teoriapitoisuus • havainnot ovat aina jollakin tapaa käsitteellistettyjä – tämä riippuu jälleen taustateorioista • Induktiivinen yleistäminen riippuu taustateorioista • säännönmukaisuudet ja asioiden yhteydet toisiinsa eivät suoraan havaittavia tai induktiivisesti pääteltäviä • havainnon tuki yleistykselle riippuu taustaoletuksista: mistä havainto on havainto?

Esimerkki tieteellisestä päättelystä: Semmelweis ja lapsivuodekuume • Ignaz Semmelweis (1818–1865) • unkarilainen lääkäri • Lapsivuodekuume • hengenvaarallinen sairaus, jonka saattoi saada synnyttämisen jälkeen • nykytiedon mukaan bakteerin aiheuttama • Klinikka I • lääkäreiden opetusosasto, kuolleisuus 9,9 % • synnyttäminen yhtä tappavaa kuin keuhkokuume • Klinikka II • kätilöiden hoidossa, kuolleisuus 3,4 %

Selitysyrityksiä • Tilanahtaus • klinikka II todellisuudessa ahtaampi • Virallisen komission selitys: erityisesti ulkomaalaisten opiskelijoiden kovakouraisuus • opiskelijoiden vähentäminen tai ulkomaalaisten kieltäminen ei vaikuttanut • Klinikoilla synnytettiin eri asennoissa • asennon vaihtaminen ei auttanut • Osaston läpi kulkeva papin kulkue • kulkureitin muuttamisella ei vaikutusta

Johtolankoja • Kuolemat tapahtuivat usein riveittäin • Lapsi sairastui vain, jos äiti sairastui • Kuolemat vähenivät, kun Semmelweis itse oli poissa • ”Katusynnyttäjät” eivät saaneet lapsivuodekuumetta • Tohtori Kolletschan kuoleman kulun samankaltaisuus lapsivuodekuumeen kanssa • sairastumisen syynä ruumiinavauksen aikana saatu haava

Semmelweisin hypoteesi • Taudinaiheuttajat peräisin kuolleista ruumiista • opiskelijat osallistuivat myös ruumiinavauksiin • vesi ja saippua eivät riitä käsienpesuun? • Toimenpide: käsien pesu klooriliuoksella • tulos: kuolleisuus 1,3 % (molemmat klinikat) • Vastaesimerkki: kaksi uutta epidemiaa • toisen syynä märkivä kohdunkaula, toisen syynä märkivä luumätä potilaan jalassa • hypoteesin täsmennys: taudinaiheuttajat voivat olla peräisin myös märkivistä haavoista

Keksimisen ja oikeuttamisen kontekstit • Hans Reichenbach (1891–1953): Experience and Prediction (1938) • keksimisen konteksti: psykologiset ja sosiaaliset prosessit, joiden kautta näkemyksiin päädytään • oikeuttamisen konteksti: se, miten väitteet oikeutetaan (teoriat, havainnot) • Tutkimuksen kaksi vaihetta: • (1) hypoteesin keksiminen & (2) hypoteesin oikeuttaminen • käytännössä usein kietoutuneet yhteen: mahdolliset oikeutustavat ohjaavat keksimistä • filosofinen tarkastelu koskee yleensä oikeuttamista

Hypoteettis-deduktiivinen menetelmä • Charles Peirce (1839–1914), Karl Popper (1902–1994), Carl Hempel (1905–1997) • Tieteessä tehdään teoreettisia hypoteeseja (oletuksia) ja testataan niiden seurauksia • kun vastaan tulee tieteellinen ongelma, tieteilijä muodostaa (teoreettisesti valistuneen) hypoteesin, joka periaatteessa ratkaisisi ongelman • teoreettisia hypoteeseja ei voida todistaa suoraan, mutta niistä voidaan johtaa havaittavia seurauksia yhdessä apuoletusten kanssa

Hypoteesin testaaminen • Hypoteesia ei voida osoittaa oikeaksi – mutta se voidaan osoittaa vääräksi • Hypoteesille ei tule etsiä vain sitä tukevaa evidenssiä (todistusaineistoa), vaan vastaevidenssiä • kokeiden järjestäminen niin, että negatiivinen tulos on mahdollinen eikä liian helppo selittää pois • Jos johdetut havaittavat seuraamukset osoittautuvat… • …epätosiksi, on hypoteesi falsifioitu ja epätosi • …tosiksi, saa hypoteesi (tai koko teoria) tukea eli konfirmaatiota – sitä ei ole silti todistettu • Mitä useampia testejä hypoteesi läpäisee, sen paremmin se on konfirmoitu

Tutkimuksen kulku HD-näkemyksessä

Falsifikationismi • Karl Popper (1902–1994) • Vastaevidenssiä korostava versio HD-näkemyksestä • lähtökohta: Humen ongelmaa ei voida ratkaista, joten induktio ei ole luvallista • tieteessä on tehtävä rohkeita hypoteeseja ja yritettävä kumota niitä • Konfirmaation käsitteen korvaaminen korroboraation käsitteellä • hypoteesin selviäminen kokeesta ei konfirmoi sitä, koska testi läpäisy ei sano mitään tulevista testeistä • hypoteesi korroboroituu, kun se selviää testeistä (käytännössä korroboraatio = ei vielä falsifioitu)

Falsifikationismin ongelmia • Kaikki väitteet eivät ole falsifioitavissa • rajoittamattomat olemassaoloväitteet: esim. ”on olemassa Linnunradan kokoinen musta aukko” • tilastolliset väitteet: yksi vastaesimerkki ei kumoa • Korroboraation käsitteen ongelmallisuus • onko falsifikationismissa mahdollista tietää mitään? • millä perusteella tehdään käytännön valintoja? • jos nojataan korroboraation asteeseen, käytännössä melkein sama asia kuin konfirmaatio… • Tieteessä ei yleensä hylätä teoriaa, ennen kuin löydetään parempi • anomaliat (poikkeamat) pyritään selittämään pois apuoleuksilla • miten teoriat kehittyvät, jos omaksutaan falsifikationismi?

HD-näkemyksen yleisiä ongelmia • Havainnot eivät ole yksiselitteinen mittapuu teorialle • havainnon teoriapitoisuus: teoreettiset oletukset suuntaavat sitä, mitä asioita kohteesta havaitaan • teoriaholismi: väitteitä voi testata vain osana teoriaa, jolloin yksittäinen tulos ei kerro, mitä oletuksia pitäisi hylätä • (näistä teemoista tarkemmin seuraavalla luennolla) • Sallii liikaa konfirmaatiota • jos todistusaineisto tukee yhtä oletusta, se tukee samalla kaikkia vahvempia oletuksia (musta korppi tukee väitteitä ”kaikki korpit ovat mustia” ja ”kaikki varislinnut ovat mustia”) • lähes mikä tahansa oletus voi saada tukea sopivilla apuoletuksilla • apuoletusten uskottavuus riippuu taustateorioista

Hempelin korppiparadoksi • Carl Hempel (1905–1997) • Todistusaineisto tukee sekä hypoteesia että kaikkia sen kanssa loogisesti ekvivalentteja (yhtäpitäviä) oletuksia • esim. ”kaikki korpit ovat mustia” on loogisesti ekvivalentti lauseen ”kaikki ei-mustat asiat ovat ei-korppeja” (lauseilla on samat loogiset seuraukset) • siis: valkoisten kanien havaitseminen tukee väitettä, että kaikki korpit ovat mustia! • Hempel: • ajatuksen epäintuitiivisuus on vain psykologinen harha • Muut • tarvitaan muita kriteerejä sille, mikä on käypää todistusaineistoa • tämä riippuu jälleen teoreettisista oletuksista

Päättely parhaaseen selitykseen • Charles S. Peirce (1839–1914): abduktio • päätellään premissi, josta johtopäätös seuraisi • Perusajatus: hyväksymme todeksi hypoteesin, joka parhaiten selittää todistusaineiston • selitykselliset hyveet: todennäköisyys, informatiivisuus, yksinkertaisuus, yhteensopivuus muuhun tietoon jne. • Ongelmia: • miten vertailla selityksellisiä hyveitä keskenään? • mikä on selityksellisten hyveiden suhde totuuteen? • Kilpailevien selitysten sulkeminen pois: • päättely ainoaan selitykseen

Tieteellinen päättely