Zdarzyło mi się już kilkukrotnie w tym popularnonaukowym cyklu narzekać na coraz częściej pojawiającą się w przestrzeni publicznej antynaukowość. Antynaukowość wynikającą z kilku czynników, od niewiedzy, poprzez błędy poznawcze i naiwność, aż po nieufność do naukowców. Nieufność, która, swoją drogą, również ma podobne podłoże. Dzisiaj skupię się właśnie na niej, a pomoże mi w tym wyjaśnienie zagadnienia metody naukowej.
Bo wiecie, to nie jest tak, że wystarczy sobie przypiąć plakietkę z napisem „naukowiec”, zamknąć się na miesiąc w laboratorium, a potem otworzyć wrota i zakrzyknąć „eureka”. Taryfy ulgowej nie daje również bycie dla nauki osobą już zasłużoną. Każde odkrycie, wniosek, prawo Wszechświata czy zjawisko, zanim zostanie oficjalnie uznane i potwierdzone, przechodzi bardzo skomplikowany proces, którego celem jest wykluczenie wszelkich związanych z nim wątpliwości. Odkrycie powinno być tak rzetelne, jak to tylko możliwe; wolne od naszych poglądów, poprzednich doświadczeń, ideologii, błędów poznawczych (do tych będę dziś często wracał) czy wreszcie zwykłych zaniedbań i przeoczeń.
Innymi słowy, naukowa dyskusja o nauce powinna być pozbawiona bardzo wielu cech, które obecnie charakteryzują całe mrowie publicznych dyskusji na tematy naukowe. Niektórych nie da się uniknąć, bowiem nie można od każdego wymagać eksperckiej znajomości każdego tematu. Inną kwestią jest zasadność poruszania tematów przez osoby niekoniecznie kompetentne, ale to nie jest największym problemem; stosowanie metody naukowej w większości przypadków pozwala ocenić temat rzetelnie, nawet jeśli nasz poziom wiedzy nie jest zbyt wysoki. Dość jednak tego przydługiego wstępu – czas przejść do konkretów.
By zrozumieć istotę problemu
Ogólnie przyjęta definicja mówi, że metoda naukowa to sposób badawczego dotarcia i sformułowania prawdziwego opisu zjawiska. Brzmi prosto, lecz tych kilka słów charakteryzuje proces dość złożony, choć jednocześnie bardzo klarowny. Zaznaczam też, że nie jest to kompletny algorytm postępowania – odmian metody naukowej jest wiele, bo wpływ na jej kształt mają choćby rzeczy takie, jak rodzaj badanego zjawiska. W każdej odmianie możemy jednak wyróżnić stałe elementy, które spajają cały proces i które po prostu nadają mu sens.
Przede wszystkim należy sobie zadać pytanie. Badanie każdego zjawiska zaczyna się od chęci poznania zjawiska lub też od wątpliwości ze zjawiskiem związanych. Pytanie musi być konkretne i sprecyzowane; w przypadku metody naukowej nie interesuje nas filozofowanie, ale zbadanie ściśle określonego zjawiska. W sytuacji idealnej do większości opisów można użyć liczb, ponieważ te z natury są obiektywne, a ich rozumienie jest uniwersalne na całym świecie.
Krok drugi – research. Tak po prostu. Po zadaniu sobie jakiegokolwiek pytania należy pierw poszukać odpowiedzi już istniejących. Nie bez powodu naukowe instytucje często udostępniają swoje materiały publicznie i za darmo; nauka jest własnością publiczną, a nie aspektem życia dostępnym tylko dla nielicznych. Liczące sobie 60 lat archiwum NASA praktycznie w całości umieszczone jest w sieci; chętni mogą zarówno obejrzeć najnowsze zdjęcia z Teleskopu Hubble’a, jak również posłuchać oryginalnego zapisu transmisji radiowej pomiędzy Centrum Kontroli Lotów a załogą Apollo 11.
Ale to nie wszystko – naprawdę olbrzymia dawka wiedzy znajduje się w naukowych czasopismach. Opublikowanie naukowego felietonu w magazynie Science (założonego w 1880 roku przez Thomasa Edisona) jest prestiżem samym w sobie, a co za tym idzie, magazyn oferuje tylko treści naukowe najwyższej jakości. Jednym z moich ulubionych jest miesięcznik Scientific American, wydawany również w polskiej wersji językowej. Rzetelność przedstawianych w nim informacji przebija w zasadzie większość treści znajdującej się w sieci, także treści znajdujących się w takich popularnonaukowych cyklach, jak ten. Autodiss? Bardziej zdrowy rozsądek; moim celem nie jest uczenie, a zachęcanie do sięgania głębiej na własną rękę. Ale wróćmy do tematu.
Udowodnij mi, że masz rację
Jeśli zrobiliśmy research, a mimo to nasze pytanie pozostaje bez odpowiedzi, nadszedł czas na postawienie hipotezy. Hipoteza to takie coś, co możemy potwierdzić lub obalić, jak na przykład: szczepionki powodują autyzm. Za mocne? Za chwilę przekonacie się, dlaczego ten temat nie powinien w ogóle istnieć w dyskusji publicznej. A przynajmniej nie w takiej formie, jak teraz.
Od postawienia hipotezy zaczyna się tak naprawdę cała zabawa, bowiem wokół niej należy zbudować cały doświadczalny aparat. Innymi słowy, przewidywania oraz eksperymenty i obserwacje. Dużo eksperymentów i obserwacji. Bardzo dużo eksperymentów i obserwacji. W tej części metody naukowej kryje się największa pułapka – możemy z sukcesem przeprowadzić setki eksperymentów potwierdzających hipotezę, ale wystarczy jeden przeczący jej, by hipotezę uznać za nieprawidłową. Dlatego też dobrą praktyką są próby obalania przyjętych założeń.
Na przykład hipotezę o płaskiej ziemi niszczymy tak naprawdę pierwszym lepszym zdjęciem z kosmosu, danymi telemetrycznymi startującej rakiety, danymi medycznymi osób przebywających na orbicie w stanie nieważkości czy wreszcie wynikami eksperymentów, które zakładają, że ten konkretny wynik uzyskamy tylko na kulistej ziemi. W obliczu takich dowodów zupełnie nieistotne okazują się „dowody” w postaci innego rozumienia jakiejś teorii, bez znaczenia jest także przyjmowanie elektromagnetyzmu jako grawitacji, i tak dalej, i tak dalej. Potrzebny jest tylko jeden uzyskany w sposób naukowy dowód, by daną hipotezę uczynić nieprawidłową. No, oczywiście nie można przy tym być skrajnym – jeśli nie rozważamy zjawiska jako występującego zawsze przy danych warunkach, a jedynie mówimy o szansach na jego wystąpienie, to jeden dowód przeczący jeszcze nie zamyka definitywnie sprawy.
Obalanie własnych hipotez jest z natury rzeczą bardzo trudną, ponieważ nasze mózgi „zaprogramowane” są raczej na nieomylność. To, że tak często mamy problem ze zmianą poglądów, przyjęciem stanowiska drugiej osoby, czy też obiektywną oceną, po części wynika z tego, jak działa mózg; o błędach poznawczych zamierzam przygotować osobny materiał. Dlatego też chłopski rozum i kobieca intuicja w nauce są niemal bezwartościowe; mogą być pomocne, na przykład w wymyśleniu i postawieniu hipotezy, ale absolutnie nie mogą zastąpić metody naukowej.
I jeszcze jedna sprawa, aktualna tak naprawdę nie tylko w nauce, ale również w zwykłych dyskusjach. Ktoś, kto wysuwa hipotezę, zobowiązany jest do jej potwierdzenia, natomiast pozostali nie mają obowiązku wykazywania, że jest nieprawdziwa. Przekładając to na język internetowych dyskusji – jeśli w komentarzach na jakiejkolwiek stronie nie zgadzacie się ze zdaniem autora, to Waszym zadaniem jest udowodnić mu, że się myli, a nie tylko napisać „nie masz racji”. W ten sposób działa niemal cała nauka; jej esencją jest kwestionowanie, ale kwestionowanie podparte argumentami, a nie gołosłowne.
Zrobiłeś eksperyment, tylko co on właściwie oznacza?
Przedostatnim etapem metody naukowej jest sprawienie, by uzyskane w eksperymentach dane posłużyły do zbudowania logicznych wniosków. W materiale umieszczonym na stronie Centrum Nauki Kopernik napisano: „ocenia się, że około 40 procent odkryć ma miejsce przypadkowo”. Oznacza to, że w dość wielu przypadkach wnioski wynikające z obserwacji i eksperymentów nie tylko obalały wysunięte przez badaczy hipotezy, ale wręcz oznaczały konieczność zweryfikowania ich w sposób, który przedtem nie był nawet brany pod uwagę.
40 procent to dość sporo, ale cały czas mówimy tutaj o odkryciach przypadkowych. Osobną grupę stanowią eksperymenty, które doprowadziły po prostu do obalenia hipotezy. Naukowcy często wspominają, że wyniki nie potwierdziły ich przewidywań, co tylko dowodzi istotności metody naukowej. Nie można zapominać, że naukowcy też są ludźmi; bardzo mocno chcą, by ich założenia okazały się prawdziwe, bo to wprost oznaczałoby nie tylko to, że są łebscy, ale także, że potrafią z tej łebskości korzystać. Przyznanie się do błędu w obliczu twardych danych jest więc niespecjalnie pożądane, lecz jednocześnie bardzo odpowiedzialne. Swoją drogą; to coś, czego w internetowych (i nie tylko) dyskusjach bardzo brakuje. Zbyt często obserwuje się sytuacje, gdzie ktoś uparcie brnie w swoje przewidywania, choć dane wprost przeczą jego założeniom.
Ostatnią istotną kwestią są wyniki, które mogą być źle zrozumiane, albo które, choć pozornie potwierdzają jakaś przełomową hipotezę, uzyskane zostały w sposób błędny. Przykładem idealnym niech będą neutrina, które przez chwilę określane były cząsteczkami szybszymi od światła. Jak się okazało, zawinił źle podpięty kabel, niemniej jednak na moment nauka została wywrócona do góry nogami. Gdyby bowiem neutrina rzeczywiście były szybsze od świata, to główne założenie geniuszu Einsteina okazałoby się błędne. Na szczęście błędny okazał się tylko sposób podpięcia kabelka.
Powiedz o tym wszystkim!
Ostatnim etapem i niejako zwieńczeniem metody naukowej jest moment, gdy naukowiec obronił swoją hipotezę twardymi danymi, z których wyciągnął prawidłowe wnioski, a teraz chce się swoim odkryciem podzielić ze światem. I choć wydawać by się mogło, że nic nie stoi na przeszkodzie do wydawania o takim odkryciu książki, to jednak dobrą praktyką jest wstrzymanie się jeszcze na moment i podzielenie się odkryciem pierw z gronem innych naukowców. W szczególności tych, którzy zajmują się tym samym tematem.
Konfrontacja wyników z ich własnymi obserwacjami bądź przewidywaniami może prowadzić do ciekawych sytuacji, ale przede wszystkim, jeśli tacy recenzenci nie będą mieli żadnych zastrzeżeń, to praca takiego naukowca znacznie zyskuje na wartości. Przestaje bowiem być wymysłem jednego człowieka (czy też zespołu), ale zaczyna mówić o kwestiach potwierdzonych przez niezależnych badaczy. Całość kończy się publikacją w jakimś naukowym czasopiśmie, bądź poprzez prelekcją na jednej z naukowych konferencji.
I to w zasadzie wszystko, choć w bardzo skróconej formie. Jak widać, stosowanie metody naukowej jest dla naukowców dodatkowym wyzwaniem; jest czasochłonne i wymagające, w bardzo wielu przypadkach prowadzi do wniosków przeczących temu, co myślą i co sobie założyli. I choć zapewne wielu z nas potraktowałoby to jako porażkę, dla naukowców jest po prostu częścią pracy; wnioski czyniące hipotezę nieprawidłową nie oznaczają jeszcze, że temat należy porzucić, ale raczej to, że hipotezę należy zmodyfikować. Konsekwencja w badaniu prędzej czy później doprowadzi do jakiegoś istotnego odkrycia. I tym miłym akcentem zakończę dzisiejszy materiał. Do następnego!
źródła: kopernik, sciencebuddies
_
#MiniNauka to cykl, w ramach którego staram się przekuwać swoje naukowe (czy raczej popularnonaukowe) zainteresowania w treści popularyzujące wiedzę o świecie i zjawiskach w nim zachodzących. Poruszam się po obszarach fizyki, kosmosu i technologii przyszłości, nierzadko sięgając po inne, powiązane dziedziny, przy zachowaniu przystępnej formy i względnie prostego języka.
