Pozaempiryczne kryteria oceny teorii w kosmologicznej praktyce badawczej – Dariusz Dąbek

Pozaempiryczne kryteria oceny teorii w kosmologicznej praktyce ba­dawczej – Dariusz Dąbek

Współcześnie naukowy charakter kosmologii nie jest kwestionowany. Toczą się jednak dyskusje, na jakiej podstawie uznano taki jej status i czy wszystkie jej konstrukty teoretyczne spełniają kryteria stawiane zwykle strukturom naukowym. Jednym z powszechnie uznawanych tego typu wymogów jest empiryczna testowalność. Problem polega na tym, że wśród kosmologów nie ma zgody co do tego, jak ten wymóg rozumieć. Historia filozofii nauki wskazuje na proces stopniowego osłabiania tego kryterium od weryfikacji, przez konfirmację, po podatność na falsyfikację. Złożoność tego problemu czytelnie ilustruje przykład z historii kosmologii, gdy Popperowskie kryterium falsyfikowalności zostało wykorzystane w debacie nad oceną naukowości teorii stanu stacjonarnego (TSS). Jej autorzy wskazali konkretną, choć technicznie niewykonalną, możliwość empirycznego jej obalenia. […] Złożoność problemu empirycznej testowalności, mającej stanowić kryterium naukowości konstruowanych struktur teoretycznych, jeszcze wyraźniej widać w toczącej się obecnie dyskusji nad wartością poznawczą antropicznego wyjaśnienia kosmicznych koincydencji i statusem hipotezy wielu wszechświatów.

• Dariusz Dąbek, Pozaempiryczne kryteria oceny teorii w kosmologicznej praktyce ba­dawczej, Lublin: Wydawnictwo KUL 2018.
• ISBN 978-83-80-61-604-2

[tabs]
[tab title=”Wstęp”]

Kosmologia przyrodnicza stanowi interesujący poznawczo przedmiot badań dla filozofa nauki. Michał Tempczyk [1996, s. 156] wymienia kilka argumentów uzasadniających tę tezę: 1) jest to nauka stosunkowo młoda (początek XX wieku), dzięki czemu źródła historyczne są łatwiej dostępne niż np. w przypadku początków nowożytnej fizyki, 2) posiada dobrze określony przedmiot badań^[1], 3) przeszła kilka wyraźnych i dających się dobrze określić faz rozwoju, 4) stanowi wieloaspektową i wysoce rozwiniętą (teoretycznie i empirycznie) teorię. Antoni Szczuciński [2000b, s. 13] dodaje jeszcze jeden argument: 5) w rozwoju kosmologii występują okresy pluralizmu teoretycznego, w których funkcjonuje wiele konkurencyjnych teorii empirycznie równoważnych. Cechy te pozwalają dostrzec w niej wiele zagadnień dyskutowanych we współczesnej filozofii nauki, np. uteoretyzowanie wyników obserwacji, niedookreśloność teorii przez dane empiryczne, wzajemne związki między teoriami, czy też problem idealizacji. Stanowi też interesujący poznawczo przykład relacji między nauką^[2] a filozofią. Kosmologia wyrosła bowiem z filozoficznej refleksji nad Wszechświatem i od swego powstania w 1917 roku toczyła się dyskusja nad uznaniem jej za pełnoprawną naukę przyrodniczą. Stopniowo zyskiwała status dziedziny coraz mocniej opartej na danych empirycznych. Nie oznaczało to jednak wyeliminowania z niej istotnych elementów filozoficznych. Nadal funkcjonują w niej bowiem założenia o charakterze pozafizycznym, bez których jej uprawianie byłoby niezwykle utrudnione lub wręcz niemożliwe^[3]. W tym kontekście aktualizuje się istotny dla filozofii nauki problem demarkacji między nauką a nienauką.

Współcześnie naukowy charakter kosmologii nie jest kwestionowany [Kragh 2013a, s. 149]. Toczą się jednak dyskusje, na jakiej podstawie uznano taki jej status i czy wszystkie jej konstrukty teoretyczne spełniają kryteria stawiane zwykle strukturom naukowym. Jednym z powszechnie uznawanych tego typu wymogów jest empiryczna testowalność. Problem polega na tym, że wśród kosmologów nie ma zgody co do tego, jak ten wymóg rozumieć. Historia filozofii nauki wskazuje na proces stopniowego osłabiania tego kryterium od weryfikacji, przez konfirmację, po podatność na falsyfikację. Złożoność tego problemu czytelnie ilustruje przykład z historii kosmologii, gdy Popperowskie kryterium falsyfikowalności zostało wykorzystane w debacie nad oceną naukowości teorii stanu stacjonarnego (TSS). Jej autorzy wskazali konkretną, choć technicznie niewykonalną, możliwość empirycznego jej obalenia. Teoria ta spełniała zatem formalny wymóg podatności na falsyfikację za pomocą świadectw empirycznych. Złożoność problemu empirycznej testowalności, mającej stanowić kryterium naukowości konstruowanych struktur teoretycznych, jeszcze wyraźniej widać w toczącej się obecnie dyskusji nad wartością poznawczą antropicznego wyjaśnienia kosmicznych koincydencji i statusem hipotezy wielu wszechświatów [np. Carr 2007; Leciejewski 2011; Turek 2014].

We współczesnej filozofii nauki, rozumianej zarówno jako dyscyplina akademicka zajmująca się refleksją nad sposobem uprawiania nauki, jak i w znaczeniu wypracowywanych i stosowanych w praktyce badawczej poglądów dotyczących stawianych w nauce celów oraz środków ich realizacji, wzrasta świadomość konieczności zmiany dotychczasowego przekonania, że hipotezy i teorie naukowe powinny być oceniane i selekcjonowane wyłącznie na podstawie ich zgodności z danymi empirycznymi. Filozofowie nauki w coraz większym stopniu zdają sobie sprawę z licznych uwarunkowań, jakim podlega poznanie naukowe i jego wytwory. Są nimi zarówno niesprawdzalne empirycznie czynniki poznawcze, np. funkcjonujące w nauce presupozycje filozoficzne (metafizyczne) i metodologiczne, jak również czynniki pozapoznawcze o charakterze społecznym, ekonomicznym, politycznym, czy ideologicznym. Wzrasta również świadomość postępującego zróżnicowania stosowanych w nauce metod i procedur badawczych [Szubka 2018]. Metodologiczny pluralizm rodzi większą potrzebę podejmowania dociekań nad faktycznie uprawianą nauką. Sposobem realizacji tego wymogu są analizy określane jako historyczne studium przypadku (historical case studies). Stanowią one doniosły fragment podejmowanych obecnie badań filozoficzno-naukowych. Trend uwzględniania w analizach metanaukowych stosowanych przez naukowców metod badawczych można uznać za przejaw akcentowania opisowo-wyjaśniającego charakteru filozofii nauki w stosunku do charakteru wartościująco-normatywno-projektującego. Wydaje się jednak, że jest to raczej próba zachowania równowagi między tymi dwoma dopełniającymi się wymiarami matanaukowej refleksji.

Pomimo akceptacji metodologicznego pluralizmu we współczesnej filozofii nauki, zauważa się [Maxwell 2017a] potrzebę wypracowania nowego metanaukowego paradygmatu, który uwzględniałby pozaempiryczne kryteria oceny struktur naukowych, w tym również takie pozafizyczne założenia, jak poznawalność i zrozumiałość Wszechświata. Historia kosmologii przyrodniczej dostarcza wielu przykładów funkcjonowania tego typu kryteriów, zwłaszcza w sprzed odkrycia mikrofalowego promieniowania tła, gdy dane obserwacyjne nie tylko nie dostarczały podstaw do jednoznacznego wyboru którejś z rywalizujących teorii, lecz wręcz prowadziły do poważnych problemów interpretacyjnych modeli kosmologicznych opartych na Einsteinowskiej teorii grawitacji. Pomimo tych trudności społeczność kosmologów nie odkładała decyzji o preferowaniu konkretnej teorii, lecz wykorzystując kryteria pozaempiryczne konsekwentnie skłaniała się ku wyborowi kosmologii relatywistycznej, a dokładniej modelu z osobliwością początkową. Potwierdzenie zgodności teoretycznych przewidywań tego modelu z wynikami obserwacji w postaci odkrycia promieniowania tła stanowiło jedynie dopełnienie wcześniej podj ętej decyzji o uznaniu kosmologii relatywistycznej za paradygmatyczny nurt badań kosmologicznych, a modelu z Wielkim Wybuchem za standardowy model Wszechświata.

Główny tok podjętych w monografii dociekań i analiz przebiega na poziomie metanaukowym z odniesieniem do konkretnych teorii kosmologicznych. Materiał empiryczny z historii kosmologii pełni rolę z jednej strony uzasadniającą, z drugiej egzemplifikującą tezy formułowane w filozofii nauk przyrodniczych. Omawiane kryteria wyboru teorii zostały wyselekcjonowane z faktycznej praktyki badawczej na określonym etapie rozwoju kosmologii przyrodniczej. Okres ten rozpoczyna się od sformułowania prawa Hubble’a (1929) i podjętej w związku z tym dyskusji dotyczącej obrazu świata, zakończonej konsensusem w postaci akceptacji dynamicznych modeli Wszechświata (1931), a następnie pojawieniem się pierwszych teorii konkurencyjnych względem kosmologii relatywistycznej (1932). Zakończenie tego okresu stanowi wspomniane odkrycie mikrofalowego promieniowania tła (1965), uznane za empiryczne potwierdzenie słuszności wcześniejszych preferencji dotyczących oceny i wyboru teorii kosmologicznych, opartych w znacznej mierze na zaletach pozaempirycznych. W grupie tego typu kryteriów znajdują się zarówno kryteria poznawcze (epistemiczne), jak i pozapoznawcze (np. społeczne, polityczne, ekonomiczne, psychologiczne)^[4]. Głównym przedmiotem dociekań są te pierwsze, natomiast pozapoznawcze pojawiają się jedynie wówczas, gdy są uwikłane w kryteriach epistemicznych. Nie ma bowiem kryteriów „czystych” ze względu na występujące między nimi wzajemne relacje i zależności formalne i rzeczowe.

Struktura pracy obejmuje wstęp, siedem rozdziałów, zakończenie, bibliografię i indeksy: nazwisk i rzeczowy. Pierwsze dwa rozdziały zarysowują bezpośredni kontekst prowadzonych dociekań i uzasadniają wybór analizowanych szczegółowo kryteriów oceny teorii. Pierwszy z nich jest rekonstrukcją metana- ukowych aspektów rozwoju kosmologii przyrodniczej, od sformułowania przez Edwina Hubble’a prawa proporcjonalności prędkości ucieczki galaktyk do ich odległości (1929), do odkrycia reliktowego promieniowania tła. Dotyczą one przede wszystkim procesu przechodzenia od statycznego do dynamicznego obrazu Wszechświata i akceptacji kosmologicznych modeli ekspandujących, a także rywalizacji dwóch alternatywnych strategii uprawiania kosmologii: dedukcyjnej i ekstrapolacyjnej^[5], zmierzającej do uznania tej drugiej za dominujący nurt badań kosmologicznych.

W drugim rozdziale zostały omówione wybrane zagadnienia z obszaru badań metanaukowych dotyczących problematyki aksjologii epistemicznej podejmowanej i analizowanej w uhistorycznionym nurcie filozofii nauki. W zarysie tym uwzględnione zostały dwie doniosłe dla prowadzonych dociekań kwestie: metodologiczny pluralizm i związane z nim kontrowersje dotyczące funkcjonujących w nauce wartości, sposobu oceniania i angażowanych kryteriów, oraz propozycje grupowania zalet konstruktów naukowych. Obydwa rozdziały stanowią uzasadnienie sposobu wyselekcjonowania tych kryteriów oceniania, preferowania i uznawania teorii, które funkcjonują w faktycznej praktyce badawczej współczesnej kosmologii.

W każdym z pięciu kolejnych rozdziałów omówione zostało jedno z takich kryteriów: konsystentność wewnętrzna teorii, koherencja interteoretyczna, kryterium prostoty, funkcja systematyzacyjna i zawartość treściowa. W konsystent- ności wewnętrznej wyróżniono dwa poziomy: wymóg syntaktycznej niesprze- czności oraz zaletę logicznej i semantycznej spójności teorii (niezależności układu założeń, jednolitości odniesień przedmiotowych, konceptualnej spójności, semantycznej domkniętości i jednorodności predykatów). W analogiczny sposób w koherencji interteoretycznej wyróżniono trzy uhierarchizowane poziomy: wymóg niesprzeczności z fragmentami uznanej już wiedzy, walor kompatybilności (zgodności) z innymi teoriami oraz zaletę komplementarności (in- ferencyjnych związków między teoriami, zapewniających wzajemne poparcie i pozwalających na bardziej efektywną realizację celów poznawczych).

Różnorodne znaczeniowo i wielowymiarowe kryterium prostoty zostało omówione w aspekcie pragmatycznym, związanym z oszczędnością (parsimo- ny) działań i zasadą brzytwy Ockhama, oraz logicznym, stowarzyszanym z zaletami wewnętrznej doskonałości i piękna teorii (precyzji, ścisłości, niepodważalności i wielości wyprowadzonych wniosków z minimalnej liczby założeń). W ostatnim punkcie tego rozdziału podjęta została kwestia relacji między prostotą konstruktów naukowych a ich (aproksymatywną) prawdziwością. W rozdziale dotyczącym funkcj i systematyzacyjnej teorii omówiona została moc eks- planacyjna (zdolność do realizowania funkcji wyjaśniającej jako relewantnego wskaźnika rozwoju wiedzy) oraz moc projektywna (zarówno w sensie prognozy – przewidywania nowych faktów i zjawisk, jak i retrognozy (postgnozy) – wyprowadzania z teorii zjawisk i faktów już znanych w celu ich wyjaśnienia).

W ostatnim rozdziale omówione zostało kryterium zawartości treściowej. Poszerzanie wiedzy uznawane jest za jeden z doniosłych wskaźników postępu poznawczego. Dokonuje się ono poprzez wzrost informatywności (poszerzanie obszaru stosowania teorii, stowarzyszane jednocześnie z postępem w wyjaśnianiu zjawisk w tym obszarze), oraz zwiększanie mocy unifikującej (zdolności do scalania fragmentów uznanej już wiedzy i tworzenia z nich jednolitego systemu). W zakończeniu podsumowano przeprowadzone dociekania, przedstawiono główne wnioski i zasugerowano kierunki prowadzenia dalszych badań w tym obszarze.

W monografii wykorzystane zostały dwa rodzaje publikacji: źródła historyczne w postaci prac kosmologów, szczególnie z okresu stanowiącego przyjęte ramy analiz, prezentujące ich koncepcje, zwłaszcza w aspekcie sposobu prowadzenia badań i szacowania wartości uzyskanych wyników, oraz opracowania fi- lozoficzno-naukowe dotyczące problematyki aksjologii epistemicznej. W pierwszej grupie szczególnie ważne miejsce zajmują publikacje zwolenników dwóch rywalizujących koncepcji kosmologicznych (ekstrapolacyjnej i dedukcyjnej): Alberta Einsteina, Willema de Sittera, Georgesa Lemaitre’a, Howarda P. Robertsona, Richarda C. Tolmana, Arthura S. Eddingtona, E. Arthura Mil- ne’a, Paula A. M. Diraca, Hermanna Bondiego, Thomasa Golda, Freda Hoyle’a. W grupie opracowań filozoficzno-naukowych ważne miejsce zajmują publikacje takich autorów jak: Mario Bunge, George F. R. Ellis, George Gale, Helge Kragh, Nicholas Maxwell, James W. McAllister, Eman McMullin, John D. Norton, Nicholas Rescher, a spośród autorów rodzimych: Adam Grobler, Zygmunt Hajduk, Michał Heller, Agnieszka Lekka-Kowalik, Alina Motycka, Jan Such, Marek Szydłowski, Michał Tempczyk i Józef Turek. Podział literatury na dwie odrębne grupy: naukową (przedmiotową) i metanaukową, nie jest dycho- tomiczny. W pracach kosmologów znajdują się częste odwołania do dyskusji metaprzedmiotowych, dotyczących wartościowania i ocen zarówno własnych koncepcji, jak i koncepcji innych autorów. Również niektóre publikacje filozofów nauki, obok dominujących dociekań metanaukowych, zawierają także analizy zagadnień przedmiotowych. W przypadku kosmologii, rozdział taki jest szczególnie utrudniony ze względu na specyfikę tej nauki, która z jednej strony „utrwaliła swoją pozycję w rodzinie nauk empirycznych”, a z drugiej, „zachowała swój niemal filozoficzny charakter” [Heller 1995, s. 100; por. też Szczuciński 2000b, s. 11].

Na przeczytanie tekstu przed opublikowaniem wyraził zgodę ks. prof. Zygmunt Hajduk, któremu jestem wdzięczny za inspiracje i cenne uwagi, które mogłem uwzględnić w swojej pracy. Dziękuję też wszystkim, którzy wnieśli swój wkład w ukazanie się tej pozycji.

^[1] Tempczyk [1996, s. 156] określa ten przedmiot jako „wszystko to, co odnosi się do obserwacji astronomicznych, poczynając od szczebla specjalnych obiektów, takich jak kwazary, oraz galaktyk, a kończąc na całej obserwowanej materii”. Wszechświat jako przedmiot badań kosmologii jest rozumiany szerzej. Pojęcie to posiada charakter teoretyczny (jest konstruowane przez kosmologów) i dynamiczny (zmienia się wraz z rozwojem wiedzy przyrodniczej). Można więc mówić o Wszechświecie: 1) faktycznie obserwowanym (stanowiącym przedmiot obserwacji); 2) możliwym (w zasadzie) do obserwowania (horyzontalnym, obserwowalnym); 3) fizycznym (który powstał w wyniku Wielkiego Wybuchu i w którym obowiązują znane nam prawa); 4) materialnym (dopuszczającym możliwość istnienia wielu wszechświatów, w których mogą obowiązywać różne prawa). Zob. też Heller 1968; Szcześniak 2000.

^[2] Termin ten jest tu odnoszony do nauk przyrodniczych (jako odpowiednik angielskiego „science’”). Inne typy nauk będą dookreślane przez odpowiedni przymiotnik, np. nauki empiryczne, społeczne lub humanistyczne.

^[3] Chodzi zwłaszcza o ekstrapolowanie na cały Wszechświat stosowalności metody empirycznej i obowiązywalności w nim odkrytych lokalnie praw fizykalnych. Zob. Szczuciński 2000b, s. 14.

^[4] Larry Laudan [2004, s. 19] odróżnia zalety kognitywne od epistemicznych, które w jego podziale stanowią podzbiór tych pierwszych. Jednak wielu filozofów nauki [np. Reiss, Sprenger 2017] używa w tym kontekście określenia „epistemiczne” w szerokim znaczeniu, utożsamiając obydwie grupy zalet [por. Keas 2018, s. 2763]. W taki też sposób będą one traktowane w tej pracy.

^[5] W przypadku kosmologii, dychotomiczny podział na dwie czyste strategie badawcze: ekstrapolacyjną (kosmologia relatywistyczna oraz TSS w wersji Hoyle’a) i dedukcyjną (teorie: Mil- ne’a, Eddingtona, Diraca, Jordana, a także TSS w wersji Bondiego i Golda) nie jest w pełni zasadny. Każda z tych dwóch strategii zawiera bowiem pewne elementy (zwłaszcza założenia) typowe dla strategii alternatywnej. Należałoby zatem mówić o kosmologiach z przewagą jednej lub drugiej metody prowadzenia badań. Więcej na ten temat zob. Dąbek 2010, s. 169-171; 2011a, s. 154-155.

[/tab]

[tab title=”Fragment autoreferatu Autora”]

Fragment autoreferatu Autora

Omówienie celu naukowego ww. pracy i osiągniętych wyników wraz z omówieniem ich ewentualnego wykorzystania

Cel naukowy

Celem monografii było zrekonstruowanie faktycznie respektowanych na gruncie kosmologii przyrodniczej poznawczych i pozapoznawczych walorów orzekanych w zdaniowych i pozazdaniowych strukturach występujących w tej dyscyplinie przyrodniczej. W metanaukowych dyskusjach dotyczących podstaw akceptowania lub odrzucania tych struktur, zwłaszcza teorii, przez długi czas dominowało ukształtowane w pozytywizmie przekonanie, że decydującym kryterium oceny i wyboru teorii przyrodniczych powinien być czynnik empiryczny – za poprawny opis rzeczywistości uznawano te teorie, które były zgodne z wynikami doświadczeń. We współczesnej filozofii nauki zwraca się uwagę, że adekwatność empiryczna nie jest warunkiem wystarczającym zaakceptowania lub odrzucenia proponowanych konstruktów teoretycznych. Praktyka badawcza uczonych pokazuje bowiem, że w ocenach tych struktur uwzględniane są również kryteria pozaempiryczne, zarówno poznawcze, np. założenia filozoficzne, prostota (matematyczna i logiczna), piękno, wewnętrzna spójność, zgodność z uznaną wiedzą, jak i pozapoznawcze, np. społeczne, ekonomiczne, polityczne, czy światopoglądowe. W wielu przypadkach, zwłaszcza w rywalizacji hipotez i teorii empirycznie równoważnych, tego typu kryteria w istotny sposób wpływają na decyzje uczonych, dotyczące preferowania i wyboru konkretnego konstruktu teoretycznego, uznania go za poprawny opis fizycznej rzeczywistości i włączenia do korpusu wiedzy.

Dzieje kosmologii przyrodniczej dostarczają relewantnych poznawczo egzemplifikacji problemu wartościowania konstruowanych w nauce hipotez i teorii. W historii tej dyscypliny można dostrzec wyraźne etapy rozwojowe oraz okresy pluralizmu teoretycznego, w których funkcjonowało wiele konkurencyjnych, empirycznie równoważnych teorii. Takim okresem był etap od akceptacji idei Wszechświata dynamicznego i pojawienia się teorii alternatywnych względem kosmologii relatywistycznej, do odkrycia reliktowego promieniowania tła. W tym okresie wyniki obserwacji nie pozwalały na jednoznaczne rozstrzygnięcie, który z proponowanych modeli należy uznać za adekwatny opis Wszechświata. W takiej sytuacji uczeni mieli do wyboru dwie drogi: albo odłożyć decyzję o wyborze jednego z nich do czasu, gdy wyniki doświadczeń zapewnią zasadną podstawę rozstrzygnięcia, albo też odwołać się do zorientowanych na prawdziwość pozaempirycznych kryteriów oceny teorii. W związku z tym rodzi się potrzeba odpowiedzi na pytanie, jakie kryteria decydowały o preferowaniu i akceptacji konkretnych rozwiązań kosmologicznych. W rekonstrukcji przeprowadzonej na płaszczyźnie metanaukowej chodziło zatem w szczególności o wyselekcjonowanie, wyeksplikowanie i kontekstowe objaśnienie pozaempirycznych walorów teorii funkcjonujących na różnych etapach badań i prezentowanych w publikacjach zarówno kosmologów, jak i filozofów nauki, zwłaszcza filozofów kosmologii.

Osiągnięte wyniki

Prezentowana monografia jest pierwszym tego typu opracowaniem stanowiącym próbę egzemplifikacji podejmowanych w filozofii nauki analiz dotyczących sposobu funkcjonowania wartości w praktyce badawczej konkretnej dyscypliny przyrodniczej, jaką jest kosmologia. Główny tok podjętych dociekań i analiz przebiegał na poziomie metanaukowym z odniesieniem do konkretnych teorii kosmologicznych. Materiał empiryczny z historii kosmologii pełnił rolę z jednej strony uzasadniającą, z drugiej egzemplifikującą tezy formułowane w filozofii nauk przyrodniczych. Omawiane kryteria wyboru teorii zostały wyselekcjonowane z faktycznej praktyki badawczej na określonym etapie rozwoju kosmologii przyrodniczej. Okres ten rozpoczyna się od sformułowania prawa Hubble’a (1929) i podjętej w tym kontekście dyskusji dotyczącej obrazu świata, zakończonej konsensusem w postaci akceptacji dynamicznych modeli Wszechświata (1931), a następnie pojawieniem się pierwszych teorii konkurencyjnych względem kosmologii relatywistycznej (1932). Zakończeniem tego okresu było odkrycie mikrofalowego promieniowania tła (1965), uznane za empiryczne potwierdzenie słuszności wcześniejszych preferencji dotyczących oceny i wyboru teorii kosmologicznych, opartych w znacznej mierze na zaletach pozaempirycznych. W zbiorze tego typu kryteriów znajdują się zarówno kryteria poznawcze (epistemiczne), jak i pozapoznawcze. Głównym przedmiotem podjętych w rozprawie dociekań były te pierwsze, natomiast pozapoznawcze pojawiały się jedynie wówczas, gdy były uwikłane w kryteriach epistemicznych. Nie ma bowiem kryteriów „czystych” ze względu na występujące między nimi wzajemne relacje i zależności formalne i rzeczowe.

Struktura i treść monografii

Rozprawa obejmuje wstęp, siedem rozdziałów, zakończenie, bibliografię i indeksy (nazwisk i rzeczowy). Pierwsze dwa rozdziały stanowią zarys bezpośredniego kontekstu prowadzonych dociekań i uzasadniają wybór analizowanych szczegółowo kryteriów oceny teorii. Pierwszy z nich jest rekonstrukcją metanaukowych aspektów rozwoju kosmologii przyrodniczej w analizowanym okresie. Dotyczą one przede wszystkim procesu przechodzenia od statycznego do dynamicznego obrazu Wszechświata i akceptacji kosmologicznych modeli ekspandujących, a także rywalizacji dwóch alternatywnych strategii uprawiania kosmologii: dedukcyjnej i ekstrapolacyjnej. Wynik tej rywalizacji zmierzał do uznania tej drugiej strategii za dominujący nurt badań kosmologicznych. W drugim rozdziale zostały omówione wybrane zagadnienia z obszaru badań metanaukowych dotyczących problematyki aksjologii epistemicznej podejmowanej i analizowanej w uhistorycznionym nurcie filozofii nauki. W zarysie tym uwzględnione zostały dwie doniosłe dla prowadzonych dociekań kwestie: metodologiczny pluralizm i związane z nim kontrowersje dotyczące funkcjonujących w nauce wartości, sposobu oceniania struktur teoretycznych i angażowanych w tej ocenie kryteriów, oraz propozycje grupowania zalet konstruktów naukowych. Obydwa rozdziały stanowią uzasadnienie sposobu wyselekcjonowania tych kryteriów oceniania, preferowania i uznawania teorii, które funkcjonują w faktycznej praktyce badawczej współczesnej kosmologii.

W każdym z pięciu kolejnych rozdziałów omówione zostało jedno z takich kryteriów: konsystentność wewnętrzna teorii, koherencja interteoretyczna, kryterium prostoty, funkcja systematyzacyjna i zawartość treściowa. W konsystentności wewnętrznej wyróżnione zostały dwa poziomy: wymóg syntaktycznej niesprzeczności oraz zaleta logicznej i semantycznej spójności teorii (niezależność układu założeń, jednolitość odniesień przedmiotowych, konceptualna spójność, semantyczna domkniętość i jednorodność predykatów). W analogiczny sposób w koherencji interteoretycznej wyróżnione zostały trzy uhierarchizowane poziomy: wymóg niesprzeczności z fragmentami uznanej już wiedzy, walor kompatybilności (zgodności) z innymi teoriami oraz zaleta komplementarności (inferencyjne związki między teoriami, zapewniające wzajemne poparcie i pozwalające na bardziej efektywną realizację celów poznawczych). Różnorodne znaczeniowo i wielowymiarowe kryterium prostoty zostało omówione w aspekcie pragmatycznym, związanym z oszczędnością (parsimony) działań i zasadą brzytwy Ockhama, oraz logicznym, stowarzyszanym z zaletami wewnętrznej doskonałości i piękna teorii (precyzji, ścisłości, niepodważalności i wielości wyprowadzonych wniosków z minimalnej liczby założeń). W ostatnim punkcie tego rozdziału podjęta została kwestia relacji między prostotą konstruktów naukowych a ich (aproksymatywną) prawdziwością. W rozdziale dotyczącym funkcji systematyzacyjnej teorii omówiona została moc eksplanacyjna (zdolność do realizowania funkcji wyjaśniającej jako relewantnego wskaźnika rozwoju wiedzy) oraz moc projektywna, zarówno w sensie prognozy – przewidywania nowych faktów i zjawisk, jak i retrognozy (postgnozy) – wyprowadzania z teorii zjawisk i faktów już znanych w celu ich wyjaśnienia. W ostatnim rozdziale omówione zostało kryterium zawartości treściowej. Poszerzanie wiedzy uznawane jest za jeden z doniosłych wskaźników postępu poznawczego. Dokonuje się ono poprzez wzrost informatywności (poszerzanie obszaru stosowania teorii, stowarzyszane jednocześnie z postępem w wyjaśnianiu zjawisk w tym obszarze), oraz zwiększanie mocy unifikującej (zdolności do scalania fragmentów uznanej już wiedzy i tworzenia z nich jednolitego systemu). W zakończeniu zostały podsumowane wyniki przeprowadzonych dociekań, przedstawione główne wnioski i zasugerowane kierunki prowadzenia dalszych badań w tym obszarze.

Żadna część monografii nie stanowi powtórzenia tekstu któregokolwiek z opublikowanych przeze mnie artykułów, a odwołania do wcześniejszych dociekań i osiągniętych wyników są wyraźnie zaznaczone w tekście rozprawy.

Wnioski z przeprowadzonych badań

1. Niektórzy filozofowie nauki (L. Laudan, J. Leplin) kwestionują tezę o empirycznej równoważności teorii, a także wyprowadzany z niej wniosek o niedookreśloności teorii przez dane doświadczenia. Argumentują, że uzasadnienie tezy o empirycznej równoważności bazuje na błędnej koncepcji konfirmacji, zgodnie z którą teoria może być potwierdzona tylko przez wyniki zawarte w zbiorze jej obserwacyjnych konsekwencji. Utrzymują też, że pozaempiryczne kryteria oceny teorii są kontrowersyjne i nie ma potrzeby odwoływania się do nich. Przeprowadzona analiza kosmologicznej praktyki badawczej wskazuje wyraźnie, że walory pozaempiryczne są uwzględniane w preferowaniu i ocenianiu teorii naukowych. Zachodzi to zwłaszcza w sytuacjach rywalizowania alternatywnych struktur teoretycznych, gdy wyniki doświadczeń nie rozstrzygają w sposób bezpośredni o uznaniu którejś z nich za adekwatny opis rzeczywistości. Bliższa praktyce badawczej wydaje się więc druga strategia, zgodnie z którą w procesie epistemicznego wartościowania nie czeka się na rozstrzygnięcia empiryczne, lecz uwzględnia się kryteria pozaempiryczne.
2. W charakterystyce kryteriów oceny teorii nie wystarcza typowa dla nurtu rekonstrukcjonistycznego logiczna analiza nauki. Należy uwzględnić historię nauki, by dostrzec sposoby funkcjonowania tych kryteriów w faktycznej praktyce badawczej. Takie podejście służy nie tylko skuteczniejszej realizacji opisowo-wyjaśniającej funkcji metodologii, lecz pozwala powiązać decyzje uczonych z rozwojem wiedzy i poznawczym postępem nauki. Należy również podkreślić, że równoważność empiryczna rywalizujących teorii nie oznacza ich równoważności epistemicznej, czyli przekonania o takiej samej ich wiarygodności. W analizowanym okresie rozwoju kosmologii, alternatywne teorie nie były przez społeczność uczonych uznawane za równie wartościowe poznawczo. Od początku tej rywalizacji kosmologia relatywistyczna była wyraźnie preferowana, pomimo trudności związanych z uzgodnieniem jej przewidywań z wynikami obserwacji (zwłaszcza paradoksu wieku Wszechświata).
3. Do końca lat 50. XX wieku kosmologia nie była powszechnie uznawana za pełnoprawną naukę przyrodniczą. Nie zostało też w niej wypracowane w tym okresie stanowisko paradygmatyczne. Z powodu braku rozstrzygających świadectw empirycznych, w dyskusjach nad konkurencyjnymi teoriami kosmologicznymi, zwłaszcza teorią stanu stacjonarnego i teorią Wielkiego Wybuchu, w znacznym stopniu angażowane były argumenty filozoficzne, a alternatywne modele i całe strategie badawcze oceniano głównie na podstawie kryteriów pozaempirycznych. Niektórzy (H. Kragh, H. Zinkernagel) utrzymują, że sytuacja uległa znaczącej zmianie wraz z odkryciem reliktowego promieniowania tła, gdyż dzięki obserwacyjnemu potwierdzeniu słuszności przewidywań teorii Wielkiego Wybuchu, kosmologia relatywistyczna zyskała status nauki „normalnej”. Analiza dziejów kosmologii tego okresu, zarówno praktyki badawczej, jak i dyskusji metanaukowych, wskazuje jednak, że odkrycie promieniowania tła było nie tyle przełomem, ile dopełnieniem rozciągniętego w czasie procesu preferowania zmierzającego do wyboru konkretnego modelu kosmologicznego i określonej strategii badawczej (teorii Wielkiego Wybuchu i strategii ekstrapolacyjnej). Odkrycie to zostało uznane za potwierdzenie słuszności wcześniejszych decyzji podejmowanych na podstawie wielu różnorodnych czynników, wśród których znaczące miejsce zajmowały pozaempiryczne kryteria uzasadniania i oceny teorii.
4. Powyższa teza pozostaje zgodna z epistemologiczno-metodologicznymi przekonaniami A. Einsteina, który w swoich poglądach ewoluował od inspirowanego poglądami Macha empiryzmu (do połowy lat 20.) do wyraźnego racjonalizmu (podkreślania roli kreatywnej wyobraźni i racjonalnych zasad, zwłaszcza jedności i prostoty), oraz racjonalnego realizmu (uznania, że terminy teoretyczne odnoszą się do realnych, choć niedostępnych zmysłowo, fizycznych obiektów). W wykładzie ku czci Herberta Spencera w 1933 roku stwierdził, że pojęcia i prawa pozwalające zrozumieć sposób funkcjonowania przyrody mogą być odkryte dzięki czysto matematycznym rozważaniom. Jednak o użyteczności teoretycznych konstruktów ostatecznie decyduje doświadczenie. Może ono być całkowicie nieobecne na etapie odkrywania i konstruowania teorii, lecz pełni istotną rolę w kontekście uzasadniania, gdyż dostarcza świadectw umożliwiających określenie stopnia adekwatności konstruowanych w nauce struktur. Testowalność stanowi warunek konieczny naukowego charakteru teorii, lecz nie jest to warunek wystarczający, gdyż każdej strukturze teoretycznej można nadać różne interpretacje. Autor OTW, podobnie jak przedstawiciele brytyjskiego racjonalizmu (np. A. S. Eddington, E. A. Milne, P. A. M. Dirac), był zwolennikiem hipotetyzmu i dopuszczał różne sposoby dochodzenia do wiedzy. W procedurach uzasadniania, wyboru i akceptacji teorii naukowych Einstein preferował wprawdzie dane empiryczne, jednak oprócz kryterium „zewnętrznej zgodności” wysoko cenił również zalety wewnętrzne: prostotę logiczną i matematyczną, wewnętrzną doskonałość, piękno, spójność i koherencję. Na podstawie tych walorów uznawał teorie, które nie posiadały jeszcze odpowiedniego poparcia empirycznego.
5. We współczesnej filozofii nauki panuje dość powszechna zgoda, że zalety kognitywne angażowane są w ocenie teorii naukowych. Natomiast dyskusyjna pozostaje kwestia, w jakim stopniu czynniki pozaempiryczne decydują o ich akceptacji. Uproszczeniem byłoby sprowadzenie tego zagadnienia do pytania „czy teoria może być zaakceptowana zanim zostanie potwierdzona empirycznie?” Akceptacja teorii oznacza zgodę uczonych na uznanie teorii za prawdziwą, aproksymatywnie prawdziwą lub bardzo prawdopodobnie (very likely) prawdziwą, oraz włączenie jej do korpusu wiedzy i wykorzystywanie w dalszych badaniach naukowych. Historia nauki wskazuje na liczne przypadki podejmowania decyzji o uznaniu teorii nawet przed ich empirycznym potwierdzeniem (np. struktura DNA, rozkład Plancka). W zbiorze takich teorii znajduje się również kosmologiczny model Wielkiego Wybuchu. Wprawdzie u podstaw sformułowania tego modelu leżały wyniki doświadczeń, to jednak nie można uznać, że w momencie jego zaproponowania był on w wystarczającym stopniu potwierdzony empirycznie. Wyniki doświadczeń jedynie sugerowały rozwiązanie problemu, lecz nie rozstrzygały kwestii empirycznej adekwatności zbudowanego modelu. Zdarza się, że konstruowane w taki sposób i wstępnie uznawane teorie nie przechodzą pomyślnie późniejszych testów empirycznych (np. model atomu Bohra). Okazuje się zatem, że teorie mogą funkcjonować w nauce nawet przez długi czas bez potwierdzenia empirycznego; oceniane są wówczas i uznawane na podstawie zalet pozaempirycznych.
6. Funkcjonujący w filozofii nauki podział cech konstruktów teoretycznych na wewnętrzne i zewnętrzne nie posiada charakteru dychotomicznego. Nawet walor wewnętrznej konsystentności teorii, typowy dla pierwszej grupy cech, nie jest pozbawiony odniesień zewnętrznych. Nie wystarczy bowiem spełnienie wymogów stawianych systemom sformalizowanym, takich jak np. wewnętrzna niesprzeczność, niezależność pojęć pierwotnych, czy też niezależność założeń. Teorie konstruowane w naukach przyrodniczych, ze względu na stosowane zabiegi idealizacyjne oraz trudności w ich pełnej aksjomatyzacji, a nawet w ustaleniu liczby przyjętych założeń, tylko w niewielkim stopniu posiadają cechy takich systemów. Ponadto każda struktura teoretyczna potrzebuje fizycznej interpretacji, bez której nie da się ustalić relacji semantycznej pomiędzy wyrażeniami językowymi i opisywanym fragmentem rzeczywistości, a tym bardziej określić stopnia empirycznej adekwatności takiego opisu. Z tych względów ocena teorii dotyczy zarówno jej struktury formalnej, jak i jej interpretacji. Teoria nie jest traktowana jako wyizolowany fragment wiedzy, lecz podlega ocenie w szerszym kontekście związków interteoretycznych. Generalnie, w zbiorze nowych propozycji wyżej cenione są te, które posiadają własności podobne do teorii starszych, lepiej potwierdzonych empirycznie. Jeśli jakaś teoria posiadająca pewne zalety wewnętrzne, np. estetyczne, odniosła sukces empiryczny, wówczas społeczność uczonych będzie skłonna w przyszłości preferować teorie o podobnych własnościach.
7. Trudność stosowania zalet pozaempirycznych jako kryteriów oceny teorii wiąże się nie tylko z koniecznością uwzględnienia ich wzajemnych zależności, lecz również wpływu przyjmowanych w nauce presupozycji. Są nimi określone przekonania o świecie, zwłaszcza dotyczące wartości epistemicznych. Uczeni preferują też różne systemy metafizyczne i w ramach tych systemów dokonują interpretacji teorii naukowych. W różny sposób pojmują także poszczególne walory teorii, np. prostotę, co prowadzi do odmiennych ocen i wyborów struktur teoretycznych. Przykładem kontrowersji w ocenie relewantności określonych zalet może być dyskusja dotycząca mocy unifikacyjnej. J.W. McAllister nie zgadza się z tezą N. Maxwella, że przynajmniej od czasów Newtona jednolitość teorii stanowi niezbędny warunek jej akceptacji. Podkreśla, że zjawiska można unifikować na wiele sposobów i dlatego zalecenie, by uczeni wybierali teorie o większej mocy unifikacyjnej jest nieokreślone. Natomiast Maxwell argumentuje, że zaproponowany przez niego wymóg jednolitości jest w wysokim stopniu określony. Okazuje się jednak, że sposób rozumienia walorów teorii ewoluuje wraz z rozwojem wiedzy naukowej i zmianą tez metafizycznych, a standardy oceniania konstruktów naukowych są zrelatywizowane do przyjętej teorii nauki i stosowanego języka. To wszystko powoduje, że obiektywność kryteriów angażowanych w procesie uzasadniania, preferowania i wyboru konstruktów teoretycznych jest ograniczona. Stosunkowo często zachodzą również relacje niezgodności między poszczególnymi zaletami w szacowaniu wartości danej teorii. Nie zdarza się też, by którakolwiek z zalet była zrealizowana w całości lub przynajmniej w stopniu maksymalnym. Stopień ten zależy od etapu rozwoju teorii i od poziomu jej zaawansowania.
8. Brak powszechnie akceptowanej hierarchii zalet konstruktów teoretycznych utrudnia stosowanie ich jako kryteriów oceniania i wyboru, zwłaszcza w sytuacjach rywalizowania teorii, wśród których jedna jest pod pewnym względem doskonalsza od pozostałych, lecz nie posiada innych zalet, którymi legitymują się jej rywalki. To powoduje, że nie ma możliwości wypracowania jednoznacznych algorytmicznych sposobów oceniania struktur teoretycznych. Konieczne są zatem kompromisy. Osiągnięcie konsensusu w tej kwestii, choć niełatwe i obarczone ryzykiem błędu, to jednak – jak pokazują dzieje nauki – nie jest niemożliwe. Oceny teorii nie można wprawdzie uzgodnić na podstawie zbioru sformalizowanych reguł wartościowania, jednak w praktyce badawczej taki konsensus jest wypracowywany. L. M. Sokołowski i A. Staruszkiewicz nazywają go „porozumieniem prawdziwych znawców przedmiotu”. Przywołują wypowiedź H. Poincarego, który uważał, że reguł oceniania teorii naukowych nie można sformułować w sposób ścisły. Są bowiem niezwykle subtelne i delikatne, dlatego należy je raczej wyczuwać niż ujmować w formuły.
9. Przeprowadzone analizy pokazały, że każda z zalet uwzględnianych w ocenie wartości teorii traktowana jest w mniejszym lub większym stopniu jako wskaźnik prawdziwości. Ze względu na funkcjonowanie różnych koncepcji prawdy, swoje własne odniesienia do tych koncepcji mają również poszczególne wartości, służące jako kryteria oceniania teorii naukowych. Takie cechy teorii jak dokładność, ścisłość, precyzja, wiązane są m.in. z ideą adekwatności myśli i rzeczy. Dokładną teorię można więc rozumieć jako ścisłe odwzorowanie rzeczywistości, a to jest bliskie korespondencyjnej koncepcji prawdy. Uznanie wewnętrznej harmonii teorii za wskaźnik jej prawdziwości zbliża do koherencyjnej koncepcji prawdy. Wartościowanie struktur teoretycznych na podstawie ich predykcji będzie stowarzyszane z pragmatycznym ujęciem prawdy. Prostota jako zaleta teorii może sugerować podejście platońskie. Jako wskaźnik prawdziwości może też być użyte kryterium zakresu lub kompletności, wiązanej często z koncepcją koherencyjną i ujęciami holistycznymi. Potwierdza to sformułowaną wcześniej tezę, że u podstaw argumentów angażowanych w ocenę teorii można dostrzec założenia metafizyczne. Różnorodność kryteriów wykorzystywanych w procesie oceniania teorii wskazuje, że naukowa racjonalność implikuje filozoficzny pluralizm.
10. Między teoriami, metodami i celami nauki istnieją wzajemne oddziaływania. L. Laudan określa to jako „siatkowy” model racjonalności, w którym cele uzasadniają stosowanie określonych metod, a metody determinują i uzasadniają wyznaczane cele. Podobna relacja zachodzi między metodami i teoriami: metody zarówno uzasadniają konstruowanie teorii, jak i są przez teorie uzasadniane. Teorie i cele również są ze sobą powiązane, co prowadzi do wniosku o wzajemnych zależnościach celów, teorii i metod. Przeprowadzone analizy faktycznej praktyki badawczej pokazały, że w siatkę modelu racjonalności, obok celów i metod, należy włączyć również wartości (walory) stanowiące podstawę oceny struktur teoretycznych. Wartości te pozostają nie tylko w naturalnych związkach z teoriami (hipotezami) jako ich zalety lub wymogi, lecz również w ścisły sposób łączą się ze stawianymi nauce celami (zadaniami) oraz metodami ich realizacji. Cele ustalane są w odniesieniu do wartości, a z wartości wyprowadzane są reguły, które służą realizacji celów. We współczesnej filozofii nauki dość powszechnie przyjmuje się pogląd, że celem nauk przyrodniczych jest konstruowanie coraz pełniejszego i bardziej systematycznego obrazu świata, pozwalającego na lepsze rozumienie przyrody, zarówno w sensie tłumaczenia, jak i przewidywania faktów i zjawisk. Osiągnięcie takiego celu stanowi epistemiczną wartość, która determinuje cechy (zalety) teorii wykorzystywane jako kryteria oceny i wyboru takich struktur, które najskuteczniej ten cel zrealizują.
11. Możliwości wykorzystania osiągniętych wyników

Przeanalizowane pozaempiryczne kryteria oceny teorii naukowych zostały wyselekcjonowane z faktycznej praktyki badawczej kosmologii przyrodniczej na określ o- nym etapie jej rozwoju, gdy czynniki empiryczne nie rozstrzygały jednoznacznie, którą z alternatywnych propozycji (kosmologię relatywistyczną, Milne’a, Eddingto- na, Diraca, Jordana, czy stanu stacjonarnego) należy wybrać. Kryteria te stanowią zbiór otwarty, do którego można, a nawet należałoby, dołączyć inne walory, brane pod uwagę przy ocenianiu struktur teoretycznych. Te, które zostały omówione w tej monografii wydają się najbardziej doniosłe w procesie podejmowania przez kosmologów decyzji o preferowaniu i wyborze proponowanych modeli. Oprócz przeanalizowanych tu pozaempirycznych wartości epistemicznych należałoby podjąć dociekania dotyczące pozaepistemicznych kryteriów oceny i wyboru teorii. Zalicza się do nich takie grupy czynników, jak np.: społeczne, ekonomiczne, polityczne, psychologiczne, etyczne, religijne. Równie interesujące byłyby dociekania na poziomie metametodologicznym, dotyczące kryteriów oceniania i wyboru metodologii i strategii badawczych. Dzieje kosmologii przyrodniczej dostarczają również w tym względzie bogatej egzemplifikacji, którą warto uczynić przedmiotem dalszych badań.

We współczesnej filozofii nauki powszechnie uznawanym poglądem jest teza o pluralizmie metodologicznym. Pomimo akceptacji tej tezy podkreślana jest (N. Maxwell) potrzeba wypracowania nowego metanaukowego paradygmatu, który uwzględniałby pozaempiryczne kryteria oceny konstruktów teoretycznych, w tym również takie pozafizyczne założenia, jak poznawalność i zrozumiałość Wszechświata. Historia kosmologii przyrodniczej dostarcza wielu przykładów funkcjonowania tego typu kryteriów, zwłaszcza w pierwszym okresie swego rozwoju, gdy dane obserwacyjne nie tylko nie dostarczały podstaw do jednoznacznego wyboru którejś z rywalizujących teorii, lecz wręcz prowadziły do poważnych problemów interpretacyjnych modeli kosmologicznych opartych na Einsteinowskiej teorii grawitacji. Przeprowadzone analizy pokazały, że pomimo tych trudności społeczność kosmologów nie odkładała decyzji o preferowaniu konkretnej teorii, lecz wykorzystując kryteria pozaempiryczne konsekwentnie skłaniała się ku wyborowi kosmologii relatywistycznej, a dokładniej modelu z osobliwością początkową. Okazanie zgodności teoretycznych przewidywań tego modelu z wynikami obserwacji w postaci odkrycia promieniowania tła stanowiło jedynie dopełnienie wcześniejszych ocen i potwierdzenie słuszności uznania kosmologii relatywistycznej za paradygmatyczny nurt badań kosmologicznych, a modelu z Wielkim Wybuchem za standardowy model Wszechświata. Przedstawione w tej monografii dociekania mogą być wartościowym przyczynkiem w dyskusjach dotyczących wypracowania takiego paradygmatu w filozofii nauki, który w większym stopniu uwzględniałby pozaempiryczne kryteria oceny struktur naukowych. Stanowią jednocześnie inspirację i uzasadnienie potrzeby podejmowania dalszych badań nad rolą wartości, zarówno epistemicznych, jak i pozaepistemicznych, w faktycznej praktyce naukowej.

[/tab]
[/tabs]