Hvað eru v ísindi? Og hvað segir vísindasagan um það?

1. Hvað eru vísindi?Og hvað segir vísindasagan um það? Erindi í meistaranámi í verkefnistjórnun 17. janúar 2008 Þorsteinn Vilhjálmsson prófessor í eðlisfræði og vísindasögu HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

2. Yfirlit • Hvað eru vísindi og hvað ekki? • Aðferðir vísinda • Raunhyggjan, aðleiðslan • Popper, afmörkunin og hrekjanleikinn • Kuhn, vísindabyltingarnar og viðmiðin • Merton og úthverfan, áhrif samfélagsins • Boðskapur vísindasögunnar • Önnur vísindi og nýjar greinar • Eigindlegar rannsóknir Charles Darwin HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

3. Hvað segir orðabókin? science skv. stóra Webster: • Samansöfnuð og viðtekin þekking sem hefur verið bundin í kerfi og sett fram með vísun í almennan sannleika eða verkun almennra lögmála; þekking sem er flokkuð og gerð aðgengileg í starfi, lífi og í sannleiksleit; yfirgripsmikil, djúptæk eða heimspekileg þekking; einkum þekking sem er fengin og prófuð með því að beita aðferð vísinda. Ísak Newton HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

4. athugun tilgáta tilraun kenning (theory) flokkun hagnýting mæling vísindamál tæki boðskipti (communication) lögmál Slík upptalning getur að sjálfsögðu varla orðið tæmandi. J.D. Bernal um aðferðir vísinda Og þessi orð eiga ekki öll við um allar vísindagreinar HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

5. Hvað eru vísindi? • Raunhyggjan (pósitífisminn): Bara það sem fæst með athugunum á náttúrunni og verður tjáð með tölum • Galíleó • Bók náttúrunnar er skrifuð með táknum stærðfræðinnar • Kelvin lávarður á 19. öld: • Þekking okkar er því aðeins fullnægjandi að við getum tjáð hana í tölum. • Við segjum kannski í staðinn: Það sem best er vitað Galíleó Galíleí HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

6. Hvað er ekki vísindi? • Til dæmis: • stjörnuspeki • trúarbrögðin sjálf • stjórnmálastefnur (marxismi, frjálshyggja) • Athugið að margt sem er ekki vísindi er engu að síður býsna merkilegt • t.d. listir, trúarbrögð og margt fleira • Ekkert endilega (eina) fyrirheitna landið! Kelvin lávarður HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

7. Hvernig í ósköpunum vitum við ...? • að svanir eru hvítir? • að hlutir falla til jarðar? • að lífið hefur þróast? • að ekkert getur farið hraðar en ljósið? Og hvaða gagn er að því að vita þetta eða skilja? HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

8. Svanirnir 1 • Svanirnir á Tjörninni eru allir hvítir HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

9. Svanirnir 2 • Svanirnir á Tjörninni eru allir hvítir • Svanirnir í sveitinni eru líka allir hvítir HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

10. Svanirnir 3 • Svanirnir á Tjörninni eru allir hvítir • Svanirnir í sveitinni eru líka allir hvítir • Svanirnir í Danmörku eru allir hvítir (Takið eftir að myndin sýnir hnúðsvan sem er önnur tegund en álftin okkar) HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

11. Svanirnir 4 • Svanirnir á Tjörninni eru allir hvítir • Svanirnir í sveitinni eru líka allir hvítir • Svanirnir í Danmörku eru allir hvítir • Líka á Ítalíu, í Tyrklandi ... HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

12. Svanirnir 5 • Svanirnir á Tjörninni eru allir hvítir • Svanirnir í sveitinni eru líka allir hvítir • Svanirnir í Danmörku eru allir hvítir • Líka á Ítalíu, í Tyrklandi ... ----------- • Ályktun: HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

13. Svanirnir 5 • Svanirnir á Tjörninni eru allir hvítir • Svanirnir í sveitinni eru líka allir hvítir • Svanirnir í Danmörku eru allir hvítir • Líka á Ítalíu, í Tyrklandi ... ----------- • Ályktun: • Allir svanir eru hvítir HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

14. Svanirnir 6 • En svo fóru Vesturlandabúar til Ástralíu • og þar sáu þeirsvarta svaniárið 1697! • Og í Suður-Ameríku eru svanir með svartan háls Mynd: Larry Chandler HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

15. Svanirnir 7: Niðurstaða • Aðferðin sem við beittum til að álykta að allir svanir séu hvítir gildir aðeins um reynslu okkar fram að þeim tíma! • Þegar reynslusviðið stækkaði nógu mikið (Ástralía bættist við), þá þurftum við að breyta þessu • og þá gerum við það! HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

16. Galdur aðleiðslunnar • Við förum hring eftir hring • Lærum af “mistökunum” • Reynslusviðið stækkar • Sífellt nýjar kenningar og grunnhugmyndir • Förum samt fram á stöðugleika! HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

17. Karl Popper (1902-1994) • Hrekjanleiki megineinkenni kenninga í raunvísindum • Engin kenning vísindaleg nema hægt sé að hrekja hana með athugunum • Dæmi: Almenna afstæðiskenningin og leiðangur Eddingtons 1919 • Dæmi um hið gagnstæða: Spár stjörnuspekinnar • Gagnrýni: Við hrekjum ekki vegna einstakra dæma, heldur þurfum við að eiga kost á betri kenningu! HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

18. Thomas Kuhn (1922-1996) og vísindabyltingarnar • Kreppa (crisis) • Frávik (anomalies) • Viðtak eða viðmið (paradigm) • Gerist allt innan vísindasamfélagsins: • Innhverft! • Bylting = viðtaksskipti • Hafði gríðarleg áhrif á síðustu áratugum 20. aldar, og trúlega áfram HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

19. Viðtaksskiptin 1a Hvað snýr fram og aftur á teningnum? HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

20. Viðtaksskiptin 1b • Getur þú séð tvær ólíkar konur? HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

21. Viðtaksskiptin 2.1: Fugl eða kanína? HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

22. Viðtaksskiptin 2.2: Fugl eða kanína? HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

23. Viðtaksskiptin 2.3: Fugl eða kanína? HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

24. Dæmi um vísindabyltingar samkvæmt Kuhn • Sólmiðjukenningin • Aflfræði Newtons (F = ma osfrv.) • Atómkenning Daltons á 19. öld • Þróunarkenning Darwins • Afstæðiskenning Einsteins • Skammtafræðin • (Sálgreining Freuds?) Einstein og Newton HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

25. Robert K. Merton (1910-2003): Úthverfan • Samfélagsumhverfið hefur mikil áhrif á vísindin • Tilkoma og efling vísinda, t.d. á 17. öld í Bretlandi, tengist trúarhreyfingu púritana og atvinnulífinu • Kristilegt athæfi! HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

26. Boðskapur vísindasögunnar • Vísindi hvers tíma segja ekki endilega • “Sannleikann”, heldur • það sem best er vitað á þeim tíma • Saga eldri vísindagreina getur sagt ýmislegt um þær sem nýrri eru og eiga eftir að vaxa og þroskast • Þýðir lítið að predika viðhorf nútímans yfir hugmyndum fyrri tíma (söguskekkja), • sbr. jarðmiðjukenninguna og stjörnukíkinn • eða sköpunarhyggju fyrir daga Darwins HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

27. Önnur vísindi og nýjar greinar • Reglan um það sem best er vitað á alltaf við • Líka það að við leitum eftir betri tökum • Og að reyna að höndla og einangra annarlega hagsmuni • Eigindlegar rannsóknir eiga framtíðina fyrir sér • Reynslan af starfsaðferðum lækna og af klínískum rannsóknum sýnir það! • Sömuleiðis öll saga og þróun vísindanna • Galdurinn er sá að finna leiðir til að nýta alla nýja þekkingu á sammannlegan hátt HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson

28. Lesefni • Andri St. Björnsson, 2004. Vísindabyltingin. Háskólaútgáfan • Þorsteinn Vilhjálmsson, 1986-7. Heimsmynd á hverfanda hveli I-II. Mál og menning. [Uppseld]. • AStB o.fl. [ritstj.], 1996. Er vit í vísindum? Háskólaútgáfan. • ÞV [ritstj.], 1998. Undur veraldar. Mál og menning. • ÞV og Jón Gunnar Þorsteinsson [ritstj.], 2003. Af hverju er himinninn blár? Mál og menning. • Charles Darwin, 2004. Uppruni tegundanna. Hið íslenska bókmenntafélag. • Karl R. Popper, [ýmsar útgáfur]. Logic of Scientific Discovery. • Thomas S. Kuhn, [ýmsar útg.]. Structure of Scientific Revolutions. • Albert Einstein, 1978. Afstæðiskenningin. Hið íslenska bókmenntafélag. • ÞV, 1989. “Vísindasagan í heimi fræðanna”. Skírnir 163 (haust): s. 382-406. HÁSKÓLI ÍSLANDS – RAUNVÍSINDADEILD - Þorsteinn Vilhjálmsson