Bíró Zsolt 1981-ben született Bihar községben. 2000-ben végzett a nagyváradi Ady Endre Gimnázium biológia–kémia osztályában. Jelenleg a Partiumi Keresztény Egyetem III. éves filozófia szakos hallgatója.

Bíró Zsolt

Paradigmaváltás a természettudományokban

Bevezetés

Az utóbbi években végbement hatalmas tudományos fejlődés fényében ésszerű feltenni a kérdést, hogy melyek azok a hajtóerők, melyek biztosítják a tudományos haladást. Melyek a természettudomány legjellemzőbb sajátosságai, amelyek megkülönböztetik más kulturális intézményektől, mint pl. társadalomtudományok, filozófia, vallás stb.? Továbbá a természettudomány ezen sajátosságai magyarázatot adnak-e a tudományos haladásra? Mivel ez a problémakör rendkívül szerteágazó, ebben a tanulmányban nem törekedhetünk arra, hogy alapos vizsgálódás tárgyává tegyük. Számunkra most az is elegendő, ha megfogalmazunk egy olyan kérdést, melyre tanulmány keretein belül válasz adható, másrészt betekintést nyújthat a természettudomány fejlődésének problémakörébe.

Ahhoz, hogy a természettudományok fejlődésmechanizmusát megértsük, először is a sokak által használt, ám kevesek által értett paradigma fogalmat kell alaposan megvizsgálunk. A paradigma fogalma az általunk használt értelemben elsőként Thomas Kuhnnál jelenik meg, és ettől kezdve kulcsfontosságú szerepet játszik a tudományfejlődés megértésében, mivel a tudományos kutatást rendszerint egy általánosan elfogadott paradigma határozza meg, ez a paradigma mondja meg a tudós számára, hogy milyen a világ, amelyben él és dolgozik, és melyek azok a kérdések, melyekre a tudomány választ képes adni. Jelen helyen a tudományfejlődésnek csak azzal a szakaszával kívánok foglalkozni, melyben az általánosan elfogadott paradigma vezérli a tudományos kutatást. A tudományfejlődés másik nagy szakaszát, amelyet „forradalmi tudománynak” nevezhetünk, ezzel ellentétben, éppen az jellemzi, hogy az általánosan elfogadott paradigma érvényét veszti, és egy új paradigma veszi át a régi helyét.

A tudományos forradalmak

Kuhn A tudományos forradalmak szerkezete című könyvében a tudomány fejlődésének egy gyökeresen új koncepciója jelenik meg, ami alapjaiban változtatta meg a tudomány fejlődéséről kialakított elképzeléseinket.

Míg korábban a tudomány egy egységes és homogén képet mutatott, addig Kuhn ezt a képet teljesen átformálta, minek eredményeként a tudomány egy rozoga tákolmánynak tűnik (aminek a részei csak nagyjából illeszkednek egymáshoz), nem pedig a tudás szilárd építményének. Kuhn tudományfilozófiájában fontos szerepet kap a tudománytörténet, mivel csak így tudjuk a tudomány jellegzetességeit, fejlődési sémáit feltárni, ezért a tudományfilozófia és a tudománytörténet bizonyosfajta szintéziséről beszélhetünk.

Kuhn a tudományos kutatásnak két szakaszát határozza meg: az első az ún. normál tudomány, amin olyan kutatást értünk, mely határozottan egy vagy több múltbeli tudományos eredményre épül, nevezetesen olyan eredményekre, amelyeket egy bizonyos tudományos közösség valameddig saját további tevékenysége alapjának tekint. A normál tudományos kutatást mindig az adott tudósközösség részéről általánosan elfogadott paradigma irányítja. Paradigmán egy kutatási mintát értünk, amely meghatározza az adott tudományban feltehető releváns kérdéseket, valamint a kérdésekre adott válaszok elfogadhatósági kritériumát. Ha egy tudósközösség elfogad egy paradigmát, akkor a további tevékenységüket közös szabályok irányítják. Ezeknek a paradigmáknak az elfogadása többnyire közmegegyezésen alapul, és gyakran tudományon kívüli előfeltevésekben gyökerezik: pl. amikor Albert Einstein a görbült nem-eukleidészi tereket választotta, akkor itt nem valami tapasztalati kényszerről van szó, hanem olyan előzetes elméleti feltevésről, amelyet az alkotóelme szabadon fogalmaz meg, tehát a relativitáselmélet alapja egy tudományon kívüli előfeltevés.

Egy másik jó példa arra nézve, hogy egy adott paradigmát nem valamiféle logikai kényszer vagy racionális megfontolás alapján fogadnak el a tudósok, Kepler esete. Keplert nem valami logikai vagy józan belátásból származó érv tette Kopernikusz követőjévé, hanem a Nap isteni természetébe vetett metafizikai hit. Kepler szerint a Nap „a világ szeme, a fény forrása, vagy ragyogó fáklya”, az élet és a kozmikus mozgás eredete. A Platón tanait követő német csillagász biztos volt abban, hogy a Naprendszer az isteni geometria alapján épül fel, így a lehető legjobban van elrendezve, hiszen ez az isteni geometria „egyetlen és örökkévaló és ott ragyog Isten elméjében”. Láthatjuk, hogy Kepler csillagászati munkássága erre a platonista filozófiára épül, szilárdan meg volt győződve arról, hogy geometriai törvények érvényesülnek a világegyetemben. Az egész munkásságát az a szándék vezérelte, hogy bebizonyítsa, hogy a bolygók mozgása valóban megfelel az isteni geometriának. Ez a cél lebegett a szeme előtt akkor is, mikor a bolygómozgás törvényeit megfogalmazta, ennek érdekében hajlandó volt feladni a gömbszerű szférákat, de még a körpályákat is.

Tehát Kepler esetében ha beszélhetünk is valamilyen „logikáról”, ez a logika egy meglehetősen homályos és vitatható metafizikai előfeltevésen alapult. Másrészt kétséges, hogy tisztán logikai úton el lehet-e jutni a körpályáktól az ellipszisekig, inkább arról lehet szó, hogy Kepler egy szemléletváltáson ment keresztül, amit nem lehet racionálisan rekonstruálni. Ez a folyamat hasonló lehetett ahhoz, mint mikor a Necker-kockát nézzük. A legtöbb ember a kockát egy ideig csak egyféleképpen látja, valami nagyon furcsa váltást érzékel, mikor a másik megoldást is észreveszi. Ilyekor egy szemléletváltáson megy át a kockát néző személy, azt a dolgot, amit először csak egyféleképpen volt képes látni, egy villanásszerű felismerés után már teljesen másként látja. Ez a folyamat jellemző a paradigmaváltásra is, ezt a folyamatot nem lehet semmilyen logikával rekonstruálni.

A közös paradigma megjelenése teszi lehetővé az ezoterikusabb tudomány megjelenését, közös paradigma nélkül a tudományos kutatás rendszertelen; és minden tény, ami egy adott tudományterületen feltárásra kerül, egyformán fontosnak látszik, ezért a paradigma előtti korokban a tudományos kutatást a vaktában végzett kísérletezés jellemzi, mert nincs egy általánosan elfogadott paradigma, amely a kutatást irányítaná. A paradigma előtti tudomány csak a puszta tények halmazát tudja nyújtani, mivel nincs egy egységes normarendszer, ami lehetővé tenné a meglévő tények szelektálását és értelmezését. Ebben az időszakban ahány iskola, annyiféle értelmezésük létezik a jelenségeknek, mivel mindegyik mást tart fontosnak a meglévő tények közül, ezért a paradigma előtti időszakban igazi tudományos haladásról sem beszélhetünk.

A valódi tudományos kutatást csak egy paradigma elfogadása teszi lehetővé. Annak, hogy egy elméletet általánosan elfogadjanak paradigmaként, az a feltétele, hogy jobbnak látsszék a versenytársainál, de nem szükséges, hogy az összes rendelkezésre álló tényt megmagyarázza; elég, ha a rendelkezésre álló tényeknek csak egy kis halmazával foglalkozik és azt helyezi középpontba.

Mikor egy paradigmát általánosan elfogadnak, a többi iskola rendszerint eltűnik, mivel a paradigma magához vonzza a következő tudósnemzedék nagy részét, és régebbi iskolák is áttérnek az új paradigmára. Aki ezek után is ragaszkodik egy régebbi paradigmához, azt többé nem tekintik tudósnak, és a tevékenységét sem tudományosnak. Az új paradigma általános elfogadása az adott tudományterület új és szigorúbb meghatározásával jár, azaz pontosan körülhatárolják az adott tudomány illetékességi körét, és meghatározzák a releváns problémákat és a kérdésekre adott elfogadható válaszok milyenségét.

A paradigma előtti időkben a tudósnak minden esetben alapjaitól kellett fölépítenie a tudományterületét, pontosan definiálnia kellet az általa használt fogalmakat, és meg kellett indokolnia a fogalmak alkalmazását. Egy paradigma elfogadása után mindez feleslegessé válik: elég, ha a tudós a kézikönyvekből megtanulja az alapfogalmakat, így a tudós ott kezdheti a kutatást, ahol a kézikönyv írója abbahagyta az elemzést. Így a tudós nyugodtan foglalkozhat a tudományterületének aktuális kérdéseivel. Ennek az új munkamódszernek egy igen jelentős következménye, hogy elvész a tudomány közérthetősége és kialakul egy bizonyosfajta „tudományos belterjesség”: a tudós már nem egy mindenki számára érthető nyelvezeten ír, hanem többnyire olyan rövid cikkeket produkál, amelyek csak szakmabeliekhez szólnak, és feltételezik a közös paradigma ismeretét.

A normál tudomány

Mint már mondtuk, normál tudományon olyan tudományos tevékenységet értünk, amelyet egy mintaként elfogadott paradigma irányít. Amikor a tudósok egy új paradigmát elfogadnak, azt nem azért teszik, mert pontosabb előrejelzést képesek adni, vagy mert nagyobb az érvényességi köre: pl. a kopernikuszi paradigma megjelenésekor nem nyújtott pontosabb előrejelzést, mint a ptolemaioszi, mégis átvette a vezető szerepet. Következésképpen az új paradigma sikerébe vetett hit késztette a tudósokat annak elfogadására, a normál tudomány feladata ennek a reménynek a beteljesítése, ami úgy érhető el, ha mind több olyan tényt ismernek meg, amelyeket a paradigma különösen megvilágító erejűnek mutat, ha e tények és a paradigma előrejelzéseit egyre inkább összhangba hozzák egymással, és ha még jobban kifejtik magát a paradigmát.

A normál tudomány feladata, hogy minél jobban körülhatárolják magát a paradigmát, meghatározzák annak érvényességi körét. A normál tudományos munkát végző tudós mindig egy adott részfeladattal foglalkozik az adott paradigmán belül.

A normál tudomány sohasem igyekszik előre nem látható jelenségek előidézésére, ha ilyen jelenségek tárulnak fel, az a normál tudomány csődjét jelentheti, ezért a paradigmába nem illő jelenségeket gyakran figyelmen kívül hagyják: pl. a newtoni mechanika nem tudott magyarázatot adni a Merkúr perihélium-vándorlására, ezért azt teljesen figyelmen kívül hagyta. A normál tudomány feladata a paradigmával járó jelenségek és a valóság összekapcsolása és magyarázata.

A normál tudomány feladata először is a lényeges tények meghatározása, azaz hogy melyek azok a tények, amelyek a normál tudományos kutatásban szerephez jutnak, és melyek azok, amelyek nem. Másodszor a tények összehangolása az elmélettel, vagyis a normál tudományos kutatásban szereplő tényekre a paradigma által szabott kereteken belül próbálnak magyarázatot adni. Harmadszor a normál tudomány a paradigma lehető legteljesebb kifejtésére kell törekedjen, pl. a newtoni Principia elsődleges célja az égi mechanika problémáinak a megoldása volt, és egyáltalán nem volt világos, hogyan lehet a földi dolgokra alkalmazni. Ez csak akkor vált világossá, mikor a Newton-féle paradigmát már elfogadták, és a normál tudományos kutatómunka során egyértelműen körvonalazódott, hogy mely jelenségekre lehet alkalmazni, és melyekre nem.

Mint már mondtuk, a normál tudomány feladata nem az előre nem látható jelenségek előidézése; a normál tudományos kutatómunkát a tudósok azért tarják fontosnak, mert növelik a paradigma alkalmazhatósági körét.

A normál tudományos kutatást rejtvényfejtésnek is tekinthetjük. Egy rejtvény jellemzője, hogy jól meghatározott szabályai vannak, és mindig van legalább egy helyes megoldása. A normál tudományban e feltételeket a paradigma megléte biztosítja, így a tudós mint szenvedélyes rejtvényfejtő jelenik meg. Amikor egy tudós elfogad egy paradigmát, ezzel bizonyos szabályokat is elfogad, amelyeket ezentúl magától értetődőnek tekint; ezek a szabályok mondják meg a tudósnak, hogy milyen a világ, és hogy milyen az általa művelt tudomány, a kutató teljes bizalommal összpontosíthatja figyelmét e szabályok és a meglevő tudás által körülhatárolt ezoterikus kérdésekre.

A szabályok a paradigmából erednek, de a paradigma szabályok nélkül is létezhet, azaz a paradigma létéből nem következik, hogy létezik valamilyen jól megfogalmazott szabályrendszer. Csak igen tág értelemben beszélhetünk a tudományról mint rejtvényfejtésről, mivel a tudományban nincsenek jól megfogalmazott szabályok, a tudósok általában nincsenek tudatában a szabályrendszer létének, ezeket a szabályokat a gyakorlatban sajátítják el, és nem fogalmazzák meg explicit formában. A tudósok nem vitatják, hogy mi tesz jogossá egy adott problémát vagy megoldást. A szabályok csak akkor válnak fontossá, mikor a paradigma már nem képes betölteni a szerepét. Megvan még a régi paradigma és szabályrendszer, de megkezdődik a vita a paradigma tulajdonképpeni jelentéséről és a paradigmából származó szabályok érvényességéről. Különböző tudóscsoportok eltérő módon kezdik értelmezni az adott paradigmát és a paradigmából eredő szabályrendszert. Ez jellemző a már említett forradalmi tudományra, ekkor születnek a nagy tudományos felfedezések, melyek révén az általános zűrzavarból egy új paradigma jön létre.

(Folytatjuk)