Rewolucja naukowa (RoN2)

Obrazek: Wielka Rewolucja Francuska

Rewolucja w dowolnej dziedzinie (także rewolucja naukowa) to zmiana zasadnicza (przewrót). Odznacza się takimi cechami, jak: gwałtowność, krótkotrwałość i głębia, a czasami także „nielegalność”. Taki charakter mają rewolucje społeczne, przemysłowe, techniczne czy naukowe.

Pojęcie rewolucji naukowej

Na przykład Wielka Rewolucja Francuska końca XVIII stulecia miała niezwykle gwałtowny i krwawy przebieg (zdobycie Bastylii, ścięcie Ludwika XVI itp.). Była też uwieńczeniem przemian, które doprowadziły do powstania nowoczesnego społeczeństwa kapitalistycznego. Nie był to przy tym po prostu jakiś przewrót pałacowy czy pucz, lecz głęboka zmiana polityczna o charakterze ustrojowym. Z punktu widzenia obowiązującego wówczas prawa stanowiła nielegalny akt przemocy. Z tego powodu swego usprawiedliwienia musiała szukać w nowym prawie, powstałym po przewrocie.

Podobnie rewolucja naukowa stanowi zasadniczy przełom związany z powstaniem nowej fundamentalnej teorii naukowej. Na przykład rewolucja kopernikańska, rewolucja tlenowa w chemii XVIII w., czy też rewolucje, które doprowadziły do powstania fizyki relatywistycznej oraz fizyki kwantowej w pierwszych dekadach naszego stulecia.

Przełom tego rodzaju narusza dotąd obowiązujące w nauce zasady metodologiczne, dotyczące np. sposobów wyjaśniania czy uzasadniania twierdzeń. Wprowadza  nawet pewne zmiany dotyczące celów poznania naukowego. W tym sensie można mówić o jego „nielegalności” z punktu widzenia dotychczasowych reguł postępowania badawczego.

O głębi przełomu świadczy fakt, że zmieniając cele, wartości oraz zasady metodologiczne dotąd obowiązujące w nauce, zmienia cały dotychczasowy bieg rozwoju nauki. Wytycza również nowe kierunki badań, a nawet stanowi o nowym charakterze rozwoju nauki.

Rewolucja naukowa w ujęciu Thomasa Kuhna

Wagę rewolucji w nauce podkreślił zwłaszcza Th. S. Kuhn, który najpierw przeanalizował rewolucję przeprowadzoną przez Kopernika (w pracy Przewrót kopernikański, 1957 r.). Następnie – po dokonaniu podobnych analiz kilku innych rewolucji naukowych – opracował swą słynną antykumulatywistyczną koncepcję rewolucji naukowych i przedstawił w pracy Struktura rewolucji naukowych, w 1962 r.

Zmiana paradygmatu

Według Kuhna rewolucja naukowa zachodzi od czasu do czasu – okazjonalnie (nie zaś permanentnie). Okresy „nauki normalnej”, uprawianej w ramach danego paradygmatu, są  bowiem dłuższe od okresów kryzysów i rewolucji (tzn. zmiany paradygmatu).

Do zmiany paradygmatu (rozumianego przede wszystkim jako obowiązujący w danym okresie rozwoju nauki wzorzec badań) dochodzi wówczas, gdy w świadomości naukowców narasta przekonanie o niemożności rozwiązania stawianych przez paradygmat problemów („łamigłówek”). W dodatku, gdy pojawia się coraz więcej anomalii, tzn. faktów, które zdają się przeczyć obowiązującej w tym paradygmacie teorii. Oznacza to kryzys w danej dziedzinie nauki, wraz z którym pojawia się potrzeba nowego paradygmatu, który będzie w stanie w nowy sposób organizować badania naukowe.

Jednakże zmiana paradygmatu (rewolucja naukowa) nie oznacza według Kuhna jakiegoś istotnego postępu poznawczego, polegającego na zbliżaniu się do prawdy. Oznacza tylko, że nowy paradygmat stanowi lepsze narzędzie dalszych badań.

Od tego czasu w filozofii nauki toczy się ostry spór o to, w jakim stopniu rewolucje naukowe naruszają zasadę ciągłości wiedzy naukowej.

Rewolucje naukowe a zasada ciągłości wiedzy naukowej

Sam Kuhn broni poglądu, że rewolucja naukowa, stanowi tak głęboki przełom w dotychczasowej praktyce badawczej, że teorie oddzielone rewolucją są ze sobą logicznie i empirycznie nieporównywalne. Jest to wspomniana wcześniej teza o niewspółmierności teorii fundamentalnych następujących po sobie w danej dziedzinie. (Była o tym mowa przy omawianiu zasady korespondencji w poprzednim Wpisie: Rozwój nauki).

Podobne stanowisko reprezentuje Paul K. Feyerabend.

Teza o niewspółmierności podważa nie tylko zasadę ciągłości w rozwoju wiedzy naukowej (której wyrazem jest właśnie zasada korespondencji), lecz także wiarę w postęp poznawczy nauki. Jednakże wielu filozofów nauki głosi pogląd, że rewolucja naukowa nie narusza zasady korespondencji (w jej Bohrowskim ujęciu). W związku z tym, także problem ciągłości wiedzy naukowej powinien być inaczej, niż u Feyerabenda i Kuhna, rozwiązany.

Według takich badaczy, jak K. R. Popper czy I. Lakatos, rewolucje naukowe, stanowiąc zasadniczy przełom w rozwoju wiedzy naukowej, stanowią zarazem jej pogłębienie i rozszerzenie. Jest to więc kontynuacja nieprzekreślająca dotychczasowego dorobku nauki.

Imre Lakatos o rewolucji naukowej

I. Lakatos, twórca koncepcji naukowych programów badawczych, pragnął pogodzić falsyfikacjonizm Poppera z rewolucją naukową Kuhna. Jego zdaniem, o zmianie rewolucyjnej można mówić wówczas, gdy dany program badawczy przestaje być progresywny i ulega degeneracji. A to oznacza potrzebę zastąpienia go przez program progresywny.

Na program badawczy składa się ciąg teorii, w którym zachowuje się twarde jądro, czyli rdzeń programu, a zmienia się „pas ochronny”.

Rdzeń programu, na który składają się ogólne hipotezy teoretyczne, wyznaczające główną zawartość programu, nie może podlegać falsyfikacji. Natomiast zmianie może ulegać „pas ochronny” hipotez pomocniczych, tworzonych w celu uzgodnienia teorii z faktami.

Rewolucja ma zatem miejsce nie wówczas,

gdy jedna teoria programu jest zastępowana przez inną, co pociąga także zmianę „pasa ochronnego”, hipotez pomocniczych,

lecz wówczas,

gdy następuje w danej dyscyplinie porzucenie dotychczasowego programu badawczego i przejście do nowego (konkurencyjnego) programu.

Ma to miejsce wtedy, gdy dany program zatraca swą progresywność teoretyczną, czyli nie jest zdolny do przewidywania nowych faktów oraz zatraca swą progresywność empiryczną. Znaczy to, że prognozy na jego podstawie wysuwane nie znajdują potwierdzenia w doświadczeniu. A zatem, tylko programy progresywne (teoretycznie i empirycznie) odznaczają się heurystyczną płodnością, która usprawiedliwia ich realizację.

Teoretyczny charakter rewolucji naukowej

Trzeba zaznaczyć, że rewolucje naukowe mają zawsze teoretyczny charakter, tzn. polegają na zmianie jakiejś fundamentalnej teorii. Wiąże się to z faktem, że największe odkrycia naukowe są teoretycznej, a nie doświadczalnej, natury. Ponadto nie istnieje experimentum crucis, to znaczy żaden wynik doświadczalny jako taki (żaden fakt naukowy) nie jest w stanie obalić teorii naukowej.

Do obalenia dotąd obowiązującej teorii potrzebna jest zawsze nowa teoria, która z jednej strony wyjaśnia dotychczasowe sukcesy swojej poprzedniczki, a z drugiej strony tłumaczy także, dlaczego zawodzi ona w pewnej nowej dziedzinie zastosowań.

Taka teoria stanowi zazwyczaj „korespondencyjne uogólnienie” (czyli uogólnienie wraz z wniesieniem istotnych modyfikacji) teorii dotychczasowej. Tłumaczy to, dlaczego nie wielcy fizycy doświadczalni (tacy, jak Cavendish, Faraday, Rutherford, Michelson, Roentgen, Millikan czy Fermi), lecz fizycy teoretycy (Galileusz, Newton, Maxwell, Planck, Einstein, Bohr, Heisenberg, Schroedinger i inni) są uważani za prawdziwych twórców rewolucji naukowych.

Podobnie rzecz przedstawia się w chemii. Nie odkrywcy tlenu, lecz twórca tlenowej teorii spalania, która zastąpiła teorię flogistonową – Antoine Lavoisier – został uznany za sprawcę rewolucji chemicznej XVIII stulecia. W biologii natomiast, największego przewrotu dokonał odkrywca mechanizmu doboru naturalnego i twórca teorii ewolucji gatunkowej Karol Darwin.

Na tej podstawie widać, że najważniejsze osiągnięcia naukowe polegają nie na ustalaniu nowych faktów, lecz na budowaniu nowych teorii. Dlatego należy zgodzić się z tymi historykami nauki, którzy (jak np. H. Butterfield) podkreślają, że wielkie odkrycia naukowe i nowe szlaki rozwoju nauki są dziełem nie tyle odkrywców nowych faktów doświadczalnych, ile tych badaczy, którzy są zdolni po nowemu spojrzeć na dotychczasowy dorobek w danej dziedzinie i opracować nową koncepcję teoretyczną.

Częstotliwość rewolucji naukowych

Inny spór związany z rewolucjami naukowymi dotyczy tego, jak często mają one miejsce. Młody Popper głosił koncepcję „permanentnej rewolucji”. Zakładał, że falsyfikacje teorii naukowych są na porządku dziennym i zazwyczaj następują po sobie w niezbyt odległych odstępach czasowych. Zwłaszcza współcześnie, gdy jesteśmy świadkami wykładniczego – a więc nader szybkiego, prowadzącego do podwojenia dorobku w ciągu niewielkich, stałych okresach czasu – rozwoju nauki. [Zob. Stronę: Nauka].

Większość badaczy, o różnych zresztą orientacjach filozoficznych, zgadza się jednak z Kuhnem, że okresy rewolucji naukowych są poprzedzone dłużej trwającymi okresami spokojnego („normalnego”) rozwoju nauki, przechodzącymi w stadium kryzysu i, następnie, rewolucji. Część badaczy o nastawieniu kumulatywistycznym skłania się do poglądu głoszonego już przez F. Bacona, że w rozwoju każdej dyscypliny naukowej ma miejsce jedna tylko („wstępna”) rewolucja. Oddziela ona naukę dojrzałą, wyjaśniającą od nauki niedojrzałej (protonauki), opisowej. Ta pierwsza, to nauka o rozbudowanym aparacie teoretycznym, rozwijającą się poprzez kumulację. Ta druga, nawiązuje bezpośrednio do doświadczenia potocznego i nie posiada własnej bazy eksperymentalnej.

Stąd już tylko krok do koncepcji, głoszonej np. przez P. Duhema, że żadne rewolucje naukowe nie zachodzą. Nawet przejście od nauki średniowiecznej do nauki nowożytnej, dokonane w fizyce przez Galileusza i Newtona, przebiegało zgodnie z zasadami kumulatywizmu. Takie spojrzenie wybitnego historyka nauki, Duhema, na wiek siedemnasty, zwany „wiekiem rewolucji naukowej”, trudno uznać za słuszne. Jest to podejście skrajnie kumulatywistyczne.

Problem częstości zachodzenia rewolucji jest uwikłany w kwestię rodzajów rewolucji.

Jeśli się uwzględni fakt, że

• rewolucje różnią się wielce zarówno pod względem głębi, jak i zasięgu,
• obok rewolucji globalnych (radykalnych, dotyczących całej nauki) istnieją rewolucje lokalne (mniej głębokie, zachodzące w poszczególnych dyscyplinach),
• obok makrorewolucji występują mikrorewolucje o różnym zasięgu,

to wniosek o wielości rodzajów rewolucji mających miejsce w nauce, wydaje się dość oczywisty.

Ilustracje

Wielka Rewolucja Francuska –  źródło: Wikimedia Commons 
Thomas Kuhn źródło: Wikimedia Commons

Zob: Rozwój nauki oraz Determinanty rozwoju nauki
Zob. też kategorię: Filozofia nauki