Piirileikkejä
Puhuin viime viikolla Helsingin yliopiston metafilosofian kurssilla aiheesta ”Tarvitseeko tiede filosofiaa?”. Olen aiemmin kuvaillut, että filosofia voi tarjota fysiikalle lähinnä rakennustelineitä ja muotiarvosteluja, kurssilla puhuin jokseenkin seuraavaa. (Minua oli pyydetty kertomaan myös omasta suhteestani filosofiaan, jätän sitä koskevan osuuden tästä pois.)
Usein filosofian ja fysiikan yhteydestä puhuttaessa tuodaan esille suhteellisuusteorian ja kvanttiteorian löytäneitä henkilöitä, kuten Albert Einstein, Erwin Schrödinger ja Niels Bohr, jotka käyttivät filosofiaa apuna siirtyessään klassisen fysiikan tuolle puolen.
Klassisen fysiikan kuva todellisuudesta on jokseenkin samanlainen kuin arkikäsityksemme. Vuosisadan vaihteessa tämän todellisuuskäsityksen rajat tulivat vastaan, eikä havaintoja voinut enää selittää arkisten käsitteiden avulla. Oli pakko ajatella uudelleen sellaisia perustavanlaatuisia asioita kuin aikaa, avaruutta, ainetta ja tapahtumista.
Nämä teoriat ovat kuitenkin riippumattomia filosofisista ideoista, joita niiden muotoilussa on käytetty. Toisin kuin filosofia, fysiikka on historiaton tiede. Fysiikkaa opittaessa ei tarvitse tietää, miten joku idea on löydetty, millä tapaa se on aluksi ilmaistu tai mitä mieltä sen löytäjät ovat.
Varhaisiin kirjoituksiin tutustuminen on hyödyllistä sen hahmottamiseksi, miten uusia teorioita muotoillaan ja miten ideat kehittyvät, mutta ei teorioiden itsensä ymmärtämiseksi. Kvanttiteorian ja suhteellisuusteorian nykyinen muotoilu on kehittyneempi ja selkeämpi kuin niiden alkuperäinen esitystapa. Suhteellisuusteorian oppimiseksi ei ole tarpeen lukea riviäkään Einsteinin kirjoituksia, ja harva fyysikko niin tekeekään. Taustalla olevista filosofisista ideoista ei myöskään olla kovin kiinnostuneita, vaikka joihinkin niistä viitataan silloin tällöin.
Tätä suhtautumista, joka on vallinnut toisen maailmansodan jälkeisestä ajasta lähtien, on kuvailtu Richard Feynmanin nimiin virheellisesti laitetulla lausumalla ”shut up and calculate”, ”turpa kiinni ja laske”. Fysiikan kehitys on viime vuosikymmeninä perustunut kokeiden ja matemaattisesti muotoiltujen teoreettisten ideoiden vuorovaikutukseen, eikä filosofialla ole ollut siinä juuri sijaa.
Minua on pyydetty kommentoimaan, millaista hyötyä metafysiikasta voisi fysiikassa olla, mutta en osaa vastata, koska en tunne metafysiikkaa. Sikäli kun metafysiikka käyttää niitä käsitteitä, joita fysiikassa on kehitetty, se voi selventää teorioiden merkitystä. Useimmat fyysikot (mahdollisesti virheellisesti) ajattelevat, että filosofinen ajattelu pohjaa arkikäsitteisiin, jolloin sen on lähes mahdotonta kommentoida teorioiden sisältöä mielekkäällä tavalla.
Syynä on se, että nuo käsitteet ovat kehittyneet evoluution myötä kuvaamaan hyvin rajattuja fysikaalisia tilanteita. On kaksi reittiä mielikuvituksemme rajojen ulkopuolelle: matematiikka, joka tarjoaa luuloistamme riippumattomia käsitteellisiä maailmoja, ja havainnot, jotka kertovat, mitkä noista maailmoista ovat todellisia.
Filosofiasta on kuitenkin fysiikalle ainakin kahdenlaista hyötyä. Kysymys siitä, millaiset päättelyn tavat ovat hyväksyttäviä tieteessä ja millä tavalla asioita todistetaan kuuluu viime kädessä filosofian piiriin. Vaikka onkin niin, että ainoastaan tutkimus voi osoittaa sen, millaisia tutkimusmenetelmiä pitää käyttää ja mitkä ovat tutkimuksen kohteita, niin on hyvä pitää mielessä ohjenuoria ja tarvittaessa saada muistutuksia ulkopuolisilta. Esimerkiksi tieteen filosofien kommentit ovat paikallaan viime aikoina muodikkaiksi tulleiden multiversumien suhteen, joiden kohdalla jotkut fyysikot ovat ehdottaneet tieteellisen päättelyn sääntöjen muuttamista. Tällaiset kommentit voivat avittaa tutkijoita, ja selventää suurelle yleisölle, sitä miten tehdä tutkimusta – tai ainakin siinä, miten sitä ei pitäisi tehdä.
Toisaalta filosofian sosiologisesta osuudesta voi olla hyötyä fyysikoille. Käsitys siitä, että teorioita valittaisiin vain sen perusteella, miten hyvin niiden ennusteet sopivat yhteen havaintojen kanssa, on auttamattoman yksinkertainen. Hiukkaskosmologian eri teorioiden suosion ymmärtämiseksi viimeisen parinkymmenen vuoden ajalta on välttämätöntä hahmottaa myös tiedeyhteisön sosiaalista toimintaa. Tämä voi olla tutkijoille avuksi muiden tutkimuksen arvottamisessa ja tehdessä päätöksiä siitä, mitä itse tutkia.
Fysiikan jatko-opiskelijoille kaavaillaan muuten pakolliseksi lyhyttä kurssia fysiikan historiasta ja filosofiasta, olen mukana muotoilemassa sen sisältöä.
Tuo ”shut up and calculate” on hyvä periaate. Kuitenkin sen jälkeen, kun laskut on laskettu ja niiden tulokset hyviksi havaittu, tarvitaan ihmisiä, jotka osaavat kertoa, mitä laskettiin ja mitä saatiin selville. Tuo on harvinainen ja arvokas taito. Syksy on varsin hyvä kertomaan. ”Keep up the good work”. En tiedä, kenen nimiin tuo yleinen kannustus mahtaa alun perin mennä.
”Useimmat fyysikot (mahdollisesti virheellisesti) ajattelevat, että filosofinen ajattelu pohjaa arkikäsitteisiin, jolloin sen on lähes mahdotonta kommentoida teorioiden sisältöä mielekkäällä tavalla.
Syynä on se, että nuo käsitteet ovat kehittyneet evoluution myötä kuvaamaan hyvin rajattuja fysikaalisia tilanteita. On kaksi reittiä mielikuvituksemme rajojen ulkopuolelle: matematiikka, joka tarjoaa luuloistamme riippumattomia käsitteellisiä maailmoja, ja havainnot, jotka kertovat, mitkä noista maailmoista ovat todellisia.”
Jäin ihmettelemään tätä pohjaväitettä ja siitä tehtyjä johtopäätöksiä. Onko joillain fyysikoilla todella ollut tuollainen kuva? Eikö jo Platonin luolavertaus kyseenalaistanut havaitun maailman ja todellisen maailman eron? Ja eikö fyysikkojen olisi vaikea tehdä sitä, ellei filosofia olisi luonut heillekin sen käsitteellisen pohjan? (Vert. monien käänteentekevien fyysikkojen kokema vastustus kollegoidensa keskuudessa.)
Myös ajatus siitä, että mielikuvitus olisi arkitodellisen kokemusmaailmamme rajoittama ja että vain matematiikka ja havainnot olisivat reittejä tämän rajoitetun mielikuvituksen ulkopuolelle tuntuu hieman esimodernilta. Eivätkö abstrakti taide, postmoderni ajattelu, maaginen realismi kirjallisuudessa, kaaosmagia, hallusinogeenit ja monet muut nimenomaan ole väyliä arkitodellisuuden ulkopuolelle?
(Ja niihin taas on tietysti osaltaan vaikuttanut suhteellisuusteoria ja voimistunut ajatus loputtomasta, tuntemattomasta, jumalattomasta maailmankaikkaudesta.)
Mike Pohjola:
Ilmaisu ”mahdollisesti virheellisesti” viittaa vain siihen, että monet filosofit ovat nykyään tutustuneet fysiikkaan ja käyttävät sen käsitteitä tarkastellessaan sellaisia asioita kuin aika, avaruus ja niin edelleen.
Fysiikka on lähtenyt arkisistä käsitteistä, mutta se ei perustu niille.
”Eivätkö abstrakti taide, postmoderni ajattelu, maaginen realismi kirjallisuudessa, kaaosmagia, hallusinogeenit ja monet muut nimenomaan ole väyliä arkitodellisuuden ulkopuolelle?”
Kysymys oli käsitteistä, joilla kuvailla todellisuutta. Käsitteellisen ajattelun keinoin ei ole mahdollista keksiä mitään niin arjesta vierasta kuin millainen maailma todellisuudessa on. Tämä näkyy vuosituhansien aikana kehitetyissä mytologisissa ja uskonnollisissa kuvissa maailmasta, jotka kaikki pyörivät arkisten käsitteiden ympärillä, ja ovat tyystin virheellisiä.
Eri asia on sitten se, että esimerkiksi hallusinogeeneilla voi olla mahdollista saada aikaan sellaisia kokemuksia, jotka eivät taivu arkikäsitteiden muottiin.
Omia puutteitaan on vaikea nähdä, joten ihminen yksilönä ja lajina ei voi etukäteen tietää miten pitkälle hänen mielikuvituksensa kussakin tapauksessa yltää. Sen takia paras strategia taitaa olla että ei aseta pohdinnoilleen mitään mielivaltaista ylärajaa eikä myöskään epäilyilleen alarajaa.
Biologisesti ihmisessä korostuvat käden ja silmän yhteistyö ja kieli. Ihmisellä on mieliKUVITUS, hän KÄSIttää asioita, harrastaa KÄSItteellistä ajattelua ja KUVAilee luonnonilmiöitä matematiikan KIELEllä. Kun ihminen prosessoi aivoissaan jotakin, hän pyörittelee kieltä ja muita symboleita ja luo mielikuvia eli simuloituja aistihavaintoja. Matematiikka kyllä ylittää tämän abstraktiotason jossain mielessä, mutta toisaalta se mitä matematiikkaa on olemassa ja mitä ei periytyy historiasta ja kulttuurista. Myös on niin että mitä korkeampaan matematiikkaan mennään, yleensä sitä suuremmaksi kasvaa määritelmien eli ihmisperäisen aineksen osuus suhteessa teoreemoihin eli siihen varsinaiseen tietoon.
Tämä oli mielestäni hyvä kirjoitus. Seuraavassa kuitenkin muutama kriittinen huomio.
”Klassisen fysiikan kuva todellisuudesta on jokseenkin samanlainen kuin arkikäsityksemme.”
Suurin osa maailman väestöstä uskonee (muistan lukeneeni aiheesta empiirisen tutkimuksenkin), että kivi putoaa nopeammin kuin höyhen sen suuremman massan takia, ja että jäällä liukuvaa luistelijaa pitää työntää, jotta tämä pysyisi liikkeellä. Klassisen fysiikan opetuksessa pyritään monesti purkamaan arkikäsityksiä, jotta fysiikan periaatteita pystyy oppimaan. Lisäksi arkikäsitys on varsin historiallinen seikka: Newtonin aikaan aristoteelinen fysiikka vastasi arkikäsitystä (kuten varmaan edelleenkin), mutta Aristoteleen aikana animistinen luonnonfilosofia lienee vastannut kouluttamattomien ihmisten arkikäsitystä.
”Oli pakko ajatella uudelleen sellaisia perustavanlaatuisia asioita kuin aikaa, avaruutta, ainetta ja tapahtumista.”
Ja tässä filosofialla (empiirisen fysiikan ohella) oli tärkeä rooli, ks. TT-pahvini, http://ojs.tsv.fi/index.php/tt/article/view/46157/12281usg=AFQjCNHEWuvCnoQoNEzM38rfBE3cSxe1Fg&bvm=bv.87611401,d.bGQ&cad=rja.
”Käsitteellisen ajattelun keinoin ei ole mahdollista keksiä mitään niin arjesta vierasta kuin millainen maailma todellisuudessa on.”
Olen täysin samaa mieltä. Käsitettävyyden (intelligibility) asemasta käytiin kovaa vääntöä varhaismodernilla ajalla, ja etenkin Newton eksperimentalismillaan ja Hume empirismillään esittivät, ettei (Leibnizin) käsitettävyyden periaate ole välttämätön ehto tieteelliselle väitteelle. Tämä ei kuitenkaan ole triviaali empiirisen tieteen tuloksista seuraava huomio, vaan edellyttää filosofista tulkintaa, ks. esim. Millicanin luento, http://davidhume.org/papers/millican/2006%20Understanding%20the%20World%20ppt.pdf.
”Fysiikan kehitys on viime vuosikymmeninä perustunut kokeiden ja matemaattisesti muotoiltujen teoreettisten ideoiden vuorovaikutukseen, eikä filosofialla ole ollut siinä juuri sijaa.”
Tämä on varmasti totta. Silti monet fyysikot käsittelevät kirjoituksissaan filosofiaa, esim. Hawkingin ja Mlodinowin kirjassa puhutaan luonnonlakien modaalisesta statuksesta, malliriippuvaisesta realismista jne. Enqvist käsittelee kirjoissaan mm. emergenssin, reduktion, tietoisuuden, merkityksen, olemassaolon jne. ongelmia. Näihin kysymyksiin vastaaminen edellyttää sekä filosofian että olennaisten empiiristen tieteiden tuntemusta.
”Nämä teoriat ovat kuitenkin riippumattomia filosofisista ideoista, joita niiden muotoilussa on käytetty.”
Jos lähdemme vastaamaan esimerkiksi kysymykseen, ”mitä aika on?”, on välttämätöntä pohtia epistemologisia, semanttisia, ontologisia, sekä metafyysisiä kysymyksiä. Miten tiedämme ajasta, mikä on sen olemisen tapa, onko se absoluuttinen rakenne, relationaalinen aineen ominaisuus, ihmisen tapa hahmottaa jne. Pelkkä filosofinen ajattelu on kuitenkin hampaatonta; tarvitsemme myös matematiikkaa, empiiristä fysiikkaa ja teknologiaa näihin kysymyksiin vastaamiseksi.
”Toisin kuin filosofia, fysiikka on historiaton tiede.”
Eli fyysikot aloittavat tutkimuksensa tyhjästä? Heillä ei ole mitään vakiintuneita, historiallisesti muotoutuneita teorioita tai käytäntöjä, joiden pohjalta he työskentelevät?
Mitä tarkoittaa fysiikan kehitys tai edistyminen? Nämä ovat historiallisia luonnehdintoja: uudet teoriat ovat jollain tavoin parempia kuin vanhat. Jos fysiikka olisi historiatonta, olisi mieletöntä puhua edistyksestä tai kehityksestä.
Mielestäni historiaton näkökulma ei voi selittää pessimististä meta-induktiota, http://plato.stanford.edu/entries/scientific-realism/#PesInd millään tavalla. Tähän tarvitaan esimerkiksi todenkaltaisuuden, http://www.springer.com/philosophy/logic+and+philosophy+of+language/book/978-90-277-2354-3?token=gbgen&wt_mc=GoogleBooks.GoogleBooks.3.EN, ja konsilienssin, http://en.wikipedia.org/wiki/Consilience, tai esimerkiksi rakenteellisen realismin, http://plato.stanford.edu/entries/structural-realism/ käsitteitä, ja fysiikan historian tuntemusta.
Olisin mielelläni kuullut omasta suhteestasi filosofiaan. Minusta nimittäin kirjoitat esimerkiksi HS:lle todella mielenkiintoisia ja tasokkaita kolumneja.
Matias Slavov:
””Klassisen fysiikan kuva todellisuudesta on jokseenkin samanlainen kuin arkikäsityksemme.”
Suurin osa maailman väestöstä uskonee (muistan lukeneeni aiheesta empiirisen tutkimuksenkin), että kivi putoaa nopeammin kuin höyhen sen suuremman massan takia, ja että jäällä liukuvaa luistelijaa pitää työntää, jotta tämä pysyisi liikkeellä.”
Tietenkään arkikäsitys todellisuudesta ei ole tismalleen samanlainen kuin fysiikan kuva – jos näin olisi, niin eihän klassista fysiikkaa tarvittaisi. Siksi virkkeessä on sana ”jokseenkin”.
Mainitsemiasi asioita perustavanlaatuisempia ovat kuitenkin sellaiset itsestäänselvinä pidetyt asiat kuin se, että kappaleet ovat jatkuvasti olemassa, aika on erillinen avaruudesta ja asioilla on määrätty tila. Näiden perusteiden suhteen klassisen fysiikan käsitys on samanlainen kuin arkiajattelun.
””Toisin kuin filosofia, fysiikka on historiaton tiede.”
Eli fyysikot aloittavat tutkimuksensa tyhjästä? Heillä ei ole mitään vakiintuneita, historiallisesti muotoutuneita teorioita tai käytäntöjä, joiden pohjalta he työskentelevät?”
Fysiikan tulokset ovat historiattomia. Fyysikkojen yhteisön toiminta ei tietenkään ole. Fysiikka on historiaton siinä mielessä kuin kirjoitin: ”Fysiikkaa opittaessa ei tarvitse tietää, miten joku idea on löydetty, millä tapaa se on aluksi ilmaistu tai mitä mieltä sen löytäjät ovat.”
”Olisin mielelläni kuullut omasta suhteestasi filosofiaan. Minusta nimittäin kirjoitat esimerkiksi HS:lle todella mielenkiintoisia ja tasokkaita kolumneja.”
Kiitos, mukava kuulla. En tosin usko, että suhteeni filosofiaan on ihan blogimerkinnän arvoinen aihe.
Slalov: ”Olisin mielelläni kuullut omasta suhteestasi filosofiaan. Minusta nimittäin kirjoitat esimerkiksi HS:lle todella mielenkiintoisia ja tasokkaita kolumneja.”
Räsänen: ”Kiitos, mukava kuulla. En tosin usko, että suhteeni filosofiaan on ihan blogimerkinnän arvoinen aihe”.
Ei kiitos blogimerkintää filosofiasta. Mielestäni on muistettava näiden Syksy Räsäsen kirjoitusten konteksti. Filosofinen rönsyilevä pohdiskelu voi olla antoisaa joillekuille ja joissain ympyröissä. Arvelisin kuitenkin suuren enemmistön nimenomaan Räsäsen blogin lukijoista olevan kiinnostuneempia kosmologian, tähtitieteen, suhteellisuusteorian, hiukkasfysiikan ja kvanttifysiikan viimeaikaisista kokeista/tuloksista ja niiden merkityksestä eri fysiikan teorioiden kannalta. Emme tahdo uppotua Himankalaiseen vajavaisesta tietotasosta johtuvan asenteellisuuspuuron keittoon. Odottelemme innolla esim. LHC:n kohtapuoliin alkavaa uutta tutkimusperiodia, mieluummin kuin antiikin tai keskiajan filosofien loputtomalta tuntuvia käsitepyörittelyjä ja niiden nykyajan tulkintoja. Esim. se osoittautuuko supersymmetria kokeissa luonnon ominaisuudeksi on astetta kiinnostavampaa kuin puhdas filosofinen pohdinta samasta asiasta.
Vaikka kaikissa uusissa (minkä tahansa) tieteellisten teorioiden rakentelussa on tietysti myös filosofisia elementtejä uskoisin empirian kiinnostavan lukijakuntaa kuitenkin ensisijaisesti. Emme tavoittele filosofien ”ensimmäistä filosofiaa”. Aika-avaruuden -ongelma ei ratkea (pelkästään) nojatuolissa.