Dalam catatan blog ini, kami meneroka apakah intipati sains dan dari mana keindahannya berpunca, berdasarkan falsafah sains oleh Karl Popper dan Thomas Kuhn.
Ia adalah masa yang lama dahulu. Sebagai pelajar sekolah menengah tahun pertama, saya berhadapan dengan situasi pertama dalam hidup saya di mana saya perlu membuat keputusan sendiri. Ia adalah pilihan antara jalur seni liberal dan sains. Ibu bapa saya menyerahkan keputusan itu sepenuhnya kepada saya, menyuruh saya memilih apa yang saya suka dan tidak menyesal. Walaupun konvensyen yang tidak dinyatakan dalam kalangan orang bahawa "mereka yang tidak suka matematik masuk ke dalam seni liberal" dan realiti bahawa semua rakan rapat saya menuju ke seni liberal, saya akhirnya memilih landasan sains. Kerana, bagi saya, sains semula jadi adalah disiplin yang paling indah.
Lebih daripada apa-apa sebab besar tentang menyumbang kepada tamadun manusia atau mengubah kehidupan kita, saya dapati indah bahawa planet-planet bergerak dalam orbit bulat yang elegan ditadbir semata-mata oleh graviti sejagat (walaupun graviti bukan satu-satunya pengaruh), yang melemparkan batu ke udara mengikut trajektori graf fungsi kuadratik yang diperolehi daripada matematik, dan melalui tindak balas kolis kimia yang berkesan secara rawak.
Seperti yang anda lihat di sini, saya berpendapat bahawa kecantikan adalah salah satu sifat sains semula jadi. Walau bagaimanapun, sains mempunyai sifat yang terlalu berbeza daripada disiplin indah tradisional—seni, muzik, sastera, dan sebagainya. Disiplin yang terakhir mungkin dilahirkan dengan tujuan mengejar kecantikan. Sains semula jadi, yang menggambarkan alam, mempunyai watak yang berbeza daripada disiplin lain.
Mengenai soalan "Apakah sains?", ahli falsafah sains abad ke-20 terlibat dalam perdebatan sengit. Pertama, Bulatan Vienna, yang melanda falsafah sains awal abad ke-20, mencadangkan pandangan positivis logik sains, dengan alasan bahawa sains terbentuk melalui induksi. Secara khusus, ia berpendapat bahawa pengetahuan saintifik dijana dan dibenarkan melalui induksi melalui tiga peringkat: pertama, pengumpulan data tidak berat sebelah; kedua, membuat generalisasi daripada fakta yang dikumpul untuk mendapatkan hipotesis; dan akhirnya, menguji hipotesis ini melalui pemerhatian dan eksperimen baharu. Pandangan ini sangat masuk akal kerana ia sejajar dengan imej biasa aktiviti penyelidikan yang menemui undang-undang semula jadi daripada fakta objektif. Walau bagaimanapun, induksi sentiasa melibatkan lanjutan kandungan, yang membawa kepada kecacatan kritikal: walaupun premis itu benar, kebenaran kesimpulan tidak dijamin. Tambahan pula, kemungkinan pengumpulan data yang tidak berat sebelah mencetuskan kontroversi yang ketara.
Pada ketika ini, Karl Popper (1902-1994) mencadangkan kebolehpalsuan dan bukannya pengesahan, dengan alasan bahawa prinsip dalam sains semula jadi tidak boleh dibuktikan dengan sempurna tetapi hanya dipalsukan. Secara khusus, Popper mentakrifkan aktiviti saintifik seperti berikut:
1. Cadangkan satu hipotesis yang kelihatan menerangkan masalah yang diberikan dengan baik.
2. Jika bukti empirikal didapati bercanggah dengan hipotesis, buang segera. Jika tidak, kekalkan hipotesis. Pada ketika ini, seseorang tidak boleh mendakwa hipotesis telah terbukti. Seseorang hanya boleh mengatakan ia telah bertahan beberapa ujian empirikal yang ketat.
Dalam erti kata lain, beliau berpendapat bahawa sifat sains adalah boleh dipalsukan, dan jika sesuatu tidak boleh dipalsukan, itu bukan sains. Dari sini, astrologi, penciptaan, dan seumpamanya semuanya boleh diklasifikasikan sebagai pseudosains, malah seseorang boleh membuat kesimpulan bahawa matematik, yang membina sistemnya melalui premis yang sempurna dan penaakulan deduktif, bukanlah sains. Walau bagaimanapun, pemalsuan, yang mengejar logik yang sempurna dan menggambarkan kemajuan saintifik dengan cara yang sangat rasional, juga menghadapi kesukaran. Pertama, memang ada teori saintifik yang tidak boleh dipalsukan. Sebagai contoh, pernyataan yang menegaskan kewujudan entiti tertentu, seperti "lubang hitam wujud" atau "gen wujud," adalah mustahil untuk dipalsukan. Lebih kritikal, pemalsuan adalah lebih sukar daripada yang difikirkan. Pertimbangkan untuk menilai kebenaran atau kepalsuan proposisi "Semua burung gagak adalah hitam." Katakan sebenarnya ada burung gagak kelabu. Bolehkah kita segera membuat kesimpulan bahawa tidak semua burung gagak adalah hitam? Untuk mencapai kesimpulan ini, kami memerlukan premis tambahan seperti 'penglihatan warna kami cukup tepat untuk membezakan warna dengan tepat' atau 'kami mempunyai keupayaan untuk membezakan burung gagak daripada burung lain'. Untuk teori saintifik, hipotesis yang diperlukan untuk pemalsuan adalah lebih banyak dan kompleks, menjadikannya lebih sukar untuk mengisytiharkan teori palsu berdasarkan satu contoh balas.
Jurang antara ideal dan realiti teori saintifik membawa kepada kemunculan Thomas Kuhn (1922-1994), yang menekankan fakta sejarah. Beliau mendefinisikan perkembangan sains sebagai dua proses: "sains biasa" dan "revolusi saintifik." Sains biasa mengembangkan aplikasi pengetahuan dalam paradigma sedia ada, manakala revolusi saintifik menggantikan paradigma itu sendiri. Perkara yang ketara di sini ialah apabila revolusi saintifik berlaku, anjakan paradigma berbeza daripada dakwaan Popper—bahawa melalui percubaan dan kesilapan menggunakan metodologi sangkaan dan penolakan, sains bergerak ke arah yang lebih objektif dan rasional. Kuhn berhujah bahawa apabila paradigma berubah, bukan sahaja pandangan dunia kita berubah, tetapi dunia itu sendiri berubah. Kebenaran alam semula jadi bukanlah sesuatu yang mempunyai bentuk asli seperti tanah liat getah; sebaliknya, ia berubah mengikut tafsiran pemerhati—iaitu saintis. Akhirnya, ini membawa kepada teori incommensurability. Kewujudan penyebut biasa adalah prasyarat yang membolehkan dua nombor atau polinomial dibandingkan; incommensurability bermakna, secara harfiah, bahawa teori yang dimiliki oleh paradigma yang berbeza tidak boleh dibandingkan antara satu sama lain. Di sini, ia menghancurkan teori Popper bahawa teori saintifik berkembang secara kumulatif menjadi teori yang lebih asas dan lebih baik, dengan menegaskan bahawa tiada hierarki wujud antara paradigma.
Perbezaan terbesar antara Popper dan Kuhn terletak pada jurang antara ideal dan realiti. Popper tidak menunjukkan minat dalam sejarah sebenar pembangunan saintifik, sebaliknya membentangkan cita-cita sains mengenai sains yang lebih diingini. Dia mencadangkan norma saintifik yang rasional dan objektif yang mendekati kebenaran melalui percubaan dan kesilapan yang berterusan, menjalani pembaptisan pemalsuan. Sebaliknya, Kuhn membentangkan realiti pembangunan saintifik, dengan alasan bahawa walaupun ia mungkin kelihatan tidak rasional, ia telah berfungsi dengan jayanya, menjadikannya sukar untuk mencari metodologi yang lebih ideal daripada prinsip operasi sebenar. Mungkin kedua-dua teori ini sendiri tidak dapat dibandingkan. Dari segi mempersembahkan sifat sains, teori-teori ini boleh dilihat sama sah.
Di antara teori-teori ini, di manakah sifat istimewa sains semula jadi boleh muncul? Adakah dalam metodologi pembangunan saintifik, atau timbul daripada kewujudan paradigma seperti yang dihujahkan Kuhn? Saya percaya kedua-dua dakwaan itu betul. Penggunaan metodologi "saintifik" yang berbeza, atau kewujudan paradigma sedemikian, berpunca daripada fakta bahawa sains ditunjangi oleh alam semula jadi. Sains terlibat secara langsung dengan alam semula jadi dan cuba memahaminya. Walaupun alam semula jadi kadangkala muncul dalam bentuk yang berbeza, kewujudan dunia semula jadi yang universal dan konsisten berkemungkinan merupakan faktor paling penting yang menjadikan sains istimewa.
Saya percaya keindahan sains berpunca daripada sifat sains yang dibincangkan di atas. Ciri-ciri umum, kesatuan, dan kesederhanaan yang wujud dalam alam semula jadi membentuk kualiti estetika asas sains semula jadi. Atau, menurut teori Kuhn, kualiti estetik ini adalah nilai yang diterima secara universal oleh saintis. Beliau berhujah bahawa kerana saintis kontemporari berkongsi nilai ini, bentuk paradigma, dan anjakan paradigma berlaku apabila pemberatan nilai ini berubah. Ciri-ciri estetik bukan sahaja memberi daya tarikan kepada sains tetapi juga menyumbang secara signifikan kepada perkembangannya. Sesungguhnya, apabila membina teori saintifik, kami mendekatinya dan merumuskan hipotesis menggunakan metodologi yang mempertimbangkan keumuman, perpaduan, kesederhanaan dan ketepatan ini. Contoh utama ialah penubuhan elektrodinamik kuantum Dirac dengan menyatukan elektromagnetisme klasik dan mekanik kuantum. Dia secara matematik menggambarkan mekanik kuantum yang kompleks dengan ketepatan yang sempurna, dipandu oleh "kecantikan matematik." Dalam proses ini, Dirac menekankan keindahan alam semula jadi dan mengamalkan nilai perpaduan sebagai prinsip metodologinya. Kesederhanaan juga berfungsi sebagai prinsip panduan teras dalam pembangunan daripada mekanik Aristotelian kepada mekanik Newton.
Oleh itu, kecantikan berfungsi bukan sahaja sebagai sifat semulajadi sains tetapi juga sebagai metodologi untuk kemajuan sains. Sama seperti Popper menggunakan kebolehpalsuan sebagai metodologi saintifik, saya percaya bahawa metodologi mengejar kecantikan sebenarnya telah memacu kemajuan saintifik.
