Videnskabsteori og etik for fysikere

1. Videnskabsteori og etik for fysikere Kurt Møller Pedersen Niels Bohr Institutet Mandag, den 5. maj 2008 Repetition af Popper og Kuhn • Poppers teori: 1. Dyden er ikke at være omhyggelig med at undgå fejl, men at man brutalt eliminerer dem. • 2. Dristighed i antagelser på den ene side og strenghed i forkastelse på den anden side er Poppers recept. • 3. Videnskabelig hæderlighed består ikke i at etablere ens position ved at hævde den, men ved at specificere betingelserne for at man vil opgive den. Forpligtelse over for ens position er uanstændigt – kriminelt. • Kuhns teori: 1. Forpligtelse over for den paradigmatisk styrede normalforskning er karakteristisk for en moden videnskab • 2. Et normalforskningsprogram opgives, når det ikke har flere tilhængere og et nyt er under udvikling blandt især unge forskere • 3. Den præparadigmatiske og den revolutionære fase er et morads

2. Videnskabsteori og etik for fysikere Kurt Møller Pedersen Niels Bohr Institutet Mandag, den 5. maj 2008 Uenighed mellem Popper og Kuhn Popper: Videnskab er en varig revolution og kritik den vigtigste videnskabelige beskæftigelse. Kuhn: Revolution er exceptionel og ekstravidenskabelig og kritik i normalperioden er bandlyst. Overgang fra kritik til forpligtigelse er hvor fremskridt og dermed videnskab begynder. Popper: Falsifikation afviser en teori på grund af kritik. Kuhn: Kritik af en dominerende teori og forslag til nye teorier sker kun i de sjældne øjeblikke, hvor der er krise. Popper: Videnskabelige forandringer er rationelle og kan rekonstrueres rationelt og hører under logic of discovery. Kuhn: Videnskabelige forandringer – dvs. overgangen fra et paradigme til et andet – kan ikke styres af fornuftsgrunde og hører ind under opdagelsespsykologi. Videnskab kan kun bedømmes ud fra antallet, troen og energien af dens tilhængere. Sandheden ligger i styrke.

3. Videnskabsteori og etik for fysikere Kurt Møller Pedersen Niels Bohr Institutet Mandag, den 5. maj 2008 Falsifikation • Dogmatisk falsifikation: • Demarkationskriterium: En teori er videnskabelig, hvis den har en empirisk basis. • Videnskabelig fremskridt: Videnskab vokser gennem gentagen fjernelse af teorier ved hjælp af hårde facts. • Videnskabelig metode (hæderlighed): Man skal i forvejen specificere et eksperiment sådan, at hvis resultatet modsiger teorien, må teorien opgives. • Naiv metodologisk falsifikation: • Demarkationskriterium: En teori er videnskabelig, hvis den har en ’empirisk basis’. • Videnskabelig fremskridt: Videnskab vokser gennem gentagen fjernelse af teorier ved hjælp af ’empirisk basis’. • Videnskabelig metode: Hvis et eksperiment ikke modsiger teorien, er teorien befæstet, men skal fortsat udsættes for kritik.

4. Videnskabsteori og etik for fysikere Kurt Møller Pedersen Niels Bohr Institutet Mandag, den 5. maj 2008 Imre Lakatos: Forskningsprogrammer • Et videnskabeligt forskningsprogram (Lakatos: Scientific Research Programme) består af en række teorier T1, T2, … , der alle er fælles om • 1. En hård kerne (hard core), der består af en række antagelser, som man beslutter sig for (negativ heuristik) ikke at ville anfægte. • Kommentar: Ved negativ heuristik forstås en beslutning om ikke at kritisere den hårde kerne. Den negative heuristik opbygger således et forsvarsbælte omkring den hårde kerne. 2. En positiv heuristik, der er en ofte kun delvist artikuleret samling af forslag (suggestions) eller antydninger, som skal tjene til at udvide og forbedre forskningsprogrammet ved at definere problemerne og ved at antyde konstruktionen af et bælte af hjælpehypoteser. Kommentar: Det er den positive heuristik, der skaber rækken af teorier T1, T2 … .

5. Videnskabsteori og etik for fysikere Kurt Møller Pedersen Niels Bohr Institutet Mandag, den 5. maj 2008 Niels Bohrs forskningsprogram • Den hårde kerne: • Energi udsendes eller absorberes, når systemet går fra en stationær tilstand til en anden. • De stationære tilstande er bestemt ved at elektronens angulære moment (impulsmomentet) m.h.t. kernen er et helt multiplum af ħ. • E = hν. • Positiv heuristik: • ”Atomer er analoge til planetsystemer.”

6. Videnskabsteori og etik for fysikere Kurt Møller Pedersen Niels Bohr Institutet Mandag, den 5. maj 2008 • Rækken af teorier: • B1: Modellen fra 1913. Bohrs model forudsagde en lang række spektrallinier (Balmer 1885; Paschen 1908; Lyman 1914; Brackett 1922; Pfund 1924). Modellen kunne ikke forklare Fowler-Pickering linierne • B2: Modellen med ioniseret helium forklarede Fowler-Pickering linierne. Bølgelængderne passede ikke • B3: En model, hvor man introducerer reduceret masse. Derved passede bølgelængderne. Man kunne ikke redegøre for finstrukturen • B4: Introduktion af elliptiske baner, men det kunne stadigvæk ikke gøre rede for finstrukturen • B5: Relativistiske beregninger gjorde rede for finstrukturen

7. Videnskabsteori og etik for fysikere Kurt Møller Pedersen Niels Bohr Institutet Mandag, den 5. maj 2008 Evaluering af forskningsprogrammer • Disse teorier i et givet forskningsprogram kan evalueres ved hjælp af progressive og degenererede problemskift: • En følge af teorier T1, T2, … danner • 1. Et teoretisk progressivt problemskift såfremt enhver teori har mere empirisk indhold end den foregående teori, dvs. hvis den kan forudsige nye, hidtil ukendte facts. 2. Et empirisk progressivt problemskift, såfremt enhver teori har mere empirisk indhold end den foregående teori og noget af dette er bekræftet, dvs. hvis teorien faktisk fører til opdagelsen af nye facts. 3. Et degenereret problemskift, hvis det ikke er progressivt

8. Videnskabsteori og etik for fysikere Kurt Møller Pedersen Niels Bohr Institutet Mandag, den 5. maj 2008 Sofistikeret metodologisk falsifikationisme • Demarkationskriterium: • Ikke en isoleret teori, men en række af teorier kan siges at være videnskabelige. At tale om at en enkelt teori er videnskabelig er en kategorisk misforståelse. • Videnskabelige fremskridt: • Progressive problemskift. • Videnskabelig metode: • Opstil en teori, der har et større empirisk indhold end den foregående.

9. Videnskabsteori og etik for fysikere Kurt Møller Pedersen Niels Bohr Institutet Mandag, den 5. maj 2008 Forskningsprogrammet sammenlignet med andre videnskabsfilosofier: A. Hvor nogle måske beskriver revolutioner ved hjælp af enkelthed (den copernikanske teori var simplere end den ptolemaiske), vil det videnskabelige forskningsprogram se et storstilet progressivt program, som overtager et degenererende program. B. Hvor nogle vil se et slag mellem teori og eksperiment i et crucialt eksperiment, vil det videnskabelige forskningsprogram prøve at finde og påvise en, måske skjult, opslidende krig mellem forskningsprogrammer. C. Hvor nogle måske har vanskeligt ved at se, hvorfor videnskabsmænd/kvinder har klamret sig til modbeviste eller inkonsistente programmer, kan det videnskabelige forskningsprogram forklare det internt som et rationelt forsvar for et lovende forskningsprogram. For induktivister og falsifikationister er der her tale om eksterne problemer.

10. Videnskabsteori og etik for fysikere Kurt Møller Pedersen Niels Bohr Institutet Mandag, den 5. maj 2008 Forskningsprogrammet sammenlignet med andre videnskabsfilosofier (fortsat): D. Hvor nogle finder det ligegyldigt, om en opdagelse kommer før eller efter en teori, kun den logiske sammenhæng er afgørende, kan det videnskabelige forskningsprogram se noget afgørende i, om der er tale om en forudsigelse, byggende på en teori. Dette hører således til den interne historie. Det videnskabelige forskningsprogram kan derfor forklare, hvorfor der finder prioritetsstridigheder sted. Det er nemlig meget vigtigt for vurderingen, hvilket program, der var først til at forudsige et nyt fact, og hvilke programmer, der først bagefter, post hoc, kunne passe det da gamle fact in i en teori. Disse problemer er interne i det videnskabelige forskningsprogram. E. Dette at der finder mange opdagelser sted samtidigt forklarer det videnskabelige forskningsprogram ved, at mange hinanden ukendte forskere arbejder med det samme program, og dermed med den samme positive heuristik. Her gives således en intern, historisk forklaring, medens f.eks. en marxist ville sige, at opdagelsen gøres samtidigt, fordi de gøres, når den sociale nødvendighed herfor er tilstede, dvs. en rent ekstern forklaring.

11. Videnskabsteori og etik for fysikere Kurt Møller Pedersen Niels Bohr Institutet Mandag, den 5. maj 2008 Forskningsprogrammet sammenlignet med andre videnskabsfilosofier (fortsat): F. Evalueringen af forskningsprogrammer forklarer også videnskabelige revolutioner. Hvis et forskningsprogram progressivt forklarer mere end et rivaliserende program, så overgår det dette og rivalen elimineres eller lægges på hylden. Der er derimod ikke tale om, at et forskningsprogram ikke følges, fordi det er inkonsistent eller fordi det er ulogisk eller fordi et experimentum crusis (eller et hvilket som helst andet eksperiment) modbeviser gyldigheden eller rigtigheden af programmet. På et senere tidspunkt kan det få et come back, hvis det får et nyt, stærkt progressivt indhold.

12. Videnskabsteori og etik for fysikere Kurt Møller Pedersen Niels Bohr Institutet Mandag, den 5. maj 2008 Det videnskabelige forskningsprogram sætter os i stand til at give en rationel vurdering af en forskningsaktivitet og af videnskabernes udvikling. De elementer i vurderingen af en forskningsaktivitet og af det historiske forløb man da skal hæfte sig ved er • Rivaliserende forskningsprogrammer og karakterisere dem ved • Deres hårde kerne • Deres positive heuristik • om det er • Progressivt • degenererende hvorved man kan vurdere, om det degenererer eller om det progressivt overtager/overgår et andet.

13. Videnskabsteori og etik for fysikere Kurt Møller Pedersen Niels Bohr Institutet Mandag, den 5. maj 2008 Thomas Young’s interferensprincipper I. 1802: Når to bølger fra hvert sted er sammenfaldende eller næsten sammenfaldende i retning, da vil deres forenede virkning være en kombination af bevægelserne fra hver bølge. Moderne: Forstyrrelser i et givet punkt er summen af forstyrrelserne fra hver enkelt bølge. II. 1802: Når to dele af det samme lys ankommer til øjet ad forskellige veje, men ankommer nøjagtigt eller næsten nøjagtigt i samme retning, da bliver lyset mest intenst, når vejforskellen er et eller andet multiplum af en vis længde, og mindst intenst i de mellemliggende tilstande; og denne længde er forskellig for lys af forskellig farve. III. 1807: [...] det er nødvendigt, at lyset stammer fra samme kilde. IV. 1817: When two equal portions of light, in circumstances exactly similar have been separated and coincide again in nearly the same direction, they will either co-operate or destray each other, accordingly as the difference of the times, occupied in their separate paths, is an even or an odd multiple of a certain half interval.

14. Videnskabsteori og etik for fysikere Kurt Møller Pedersen Niels Bohr Institutet Mandag, den 5. maj 2008

15. Videnskabsteori og etik for fysikere Kurt Møller Pedersen Niels Bohr Institutet Mandag, den 5. maj 2008