Tieteenfilosofia (myös: tieteenteoria) on filosofian osa-alue, joka tutkii tieteellisen tiedon luonnetta, yleisiä perusteita ja tieteellistä toimintaa. Se tarkastelee tieteen käsitteitä, teorioita, menetelmiä ja ongelmia sekä tieteellistä päättelyä ja selittämistä.
Tieteenfilosofia tutkii paitsi tieteitä yleisesti myös yksittäisiä tieteenaloja. Esimerkiksi matematiikan filosofia selvittää matemaattisten väitteiden luonnetta ja matemaattisten olioiden, kuten lukujen, olemassaoloa, ja yhteiskuntatieteiden filosofia tutkii yhteiskuntatieteisiin liittyviä kysymyksiä.
Tieteenfilosofia voidaan jakaa kahteen osaan: (1) tiedettä yleisesti tutkivaan yleiseen tieteenfilosofiaan, joka jakautuu puolestaan tieteen tietoteoriaan ja tieteen ontologiaan sekä (2) yksittäisten tieteenalojen ja tieteellisten teorioiden perusteiden tutkimukseen.Worrall, John: ”Science, philosophy of”. Teoksessa Papineau, David: ”Science, problems of the philosophy of”. Teoksessa
Filosofian aloista tieteenfilosofia tukeutuu etenkin tietoteoriaan ja logiikkaan. Tieteenfilosofia luetaan usein myös tietoteorian osa-alueeksi. Tieteenfilosofia liittyy läheisesti tieteentutkimukseen ja sitä kautta tieteen etiikkaan ja tiedonsosiologiaan, sekä aatehistoriaan.
Tieteenfilosofian historia
Platon kannatti jyrkkää rationalismia. Hänen mukaansa tieto (kreik. episteme) kohdistuu muuttumattomaan ja luulo (kreik. doksa) muuttuvaan. Siten Platonille tiedettä edustaa esimerkiksi matematiikka, kun taas aistein havaittavasta maailmasta ei voida saavuttaa tietoa.
Aristoteles vastusti Platonin jyrkkää rationalismia. Aristoteleen mukaan tieteet pohjautuvat aksioomiin eli peruslauseisiin, joista voidaan johtaa teoreemoja. Aksioomat ilmaisevat olioiden muuttumattoman olemuksen, ja ne päätellään aistihavainnoista induktiolla.
Luonnontieteet alkoivat kehittyä voimakkaasti 1600-luvulla Galileo Galilein ja Isaac Newtonin ansiosta. Havaintoihin pyrittiin sovittamaan matemaattisia malleja, ei niinkään laadullista kuvailua. Ilmiöitä alettiin selittää päämäärän (teleologia) sijaan syillä (kausaliteetti). Aristoteleen mukaan kivi putoaa, koska sen luontainen paikka on maassa. Newtonin teorian mukaan kivi putoaa, koska Maan painovoima vetää sitä puoleensa.
Brittiläistä empirismiä kehittivät 1600- ja 1700-luvulla muiden muassa Francis Bacon, John Locke, George Berkeley ja David Hume. Mannermaiset rationalistit René Descartes ja Baruch Spinoza puolustivat kokemuksesta riippumatonta luonnontiedettä.
Immanuel Kant otti kantaa empirismiin ja rationalismiin teoksessaan Puhtaan järjen kritiikki (1781). Kantin mukaan ihminen ei voi tietää, millaisia ovat ”oliot sinänsä”. Tieto rajoittuu ”ilmiöihin”, joita ihmiset havaitsevat.
Tieteen saavutukset 1800-luvulla vaikuttivat huomattavasti tieteelliseen maailmankuvaan. Yhdysvalloissa syntyi muun muassa empirismin ja Charles Darwinin evoluutioteorian innoittamana pragmatismi, jonka ensimmäisiä edustajia olivat Charles Peirce, William James ja John Dewey.
Auguste Comte perusti positivismin, jossa tehtiin erottelu teologian, metafysiikan ja tieteen välillä. Positivismia vastaan syntyi 1800-luvun loppupuolella hermeneutiikka, joka painottaa eläytyvää ymmärtämistä. Hermeneuttista menetelmää on käytetty humanistisilla tutkimusaloilla. Hermeneutiikkaa ovat kehittäneet Wilhelm Dilthey, Martin Heidegger ja Hans-Georg Gadamer.
Moritz Schlick, Rudolf Carnap, Otto Neurath ja Herbert Feigl olivat 1920- ja 1930-luvuilla toimineen Wienin piirin keskeisiä jäseniä. Piiri otti vaikutteita 1800-luvun positivismista ja jonkin verran myös pragmatismista. Sen ajattelua kutsutaan loogiseksi empirismiksi. Loogiset empiristit erottivat metafysiikan filosofiasta ja painottivat empirististä tiedettä, modernia logiikkaa ja tieteen ykseyttä.
Karl Popper esitti falsifikationistisen mallinsa. Fallibilismi on käsitys, jonka mukaan kaikki tieteen tieto on periaatteessa korjattavissa.
Thomas Kuhn esitti luonnontieteen kehittyvän hyppäyksin paradigmasta eli viitekehyksestä toiseen. Imre Lakatos pyrki yhdistämään Popperin kriittisen rationalismin Kuhnin historialliseen näkemykseen.
Näkemyksiä tieteestä
Kaksi keskeistä tiedettä koskevaa kysymystä ovat: 1) Mitkä ovat tieteen päämäärät? 2) Kuinka tieteen tuloksia tulisi tulkita? Tieteellisen realismin kannattajat katsovat, että tiede pyrkii totuuteen ja että tieteellisiä teorioita tulisi pitää tosina, lähes tosina tai todennäköisesti tosina. Sen sijaan tieteelliset antirealistit tai instrumentalistit katsovat, ettei tiede pyri (tai ainakaan onnistu pyrkimyksissään) totuuteen, eikä meidän tulisi pitää tieteellisiä teorioita totuuksina.
Empirismi
Empirismin mukaan tiede perustuu havaintoihin ja kokemukseen. Tieteellisiä teorioita kehitetään induktiivisesti havainnoista yleistämällä, ja niitä testataan kokeiden avulla. Havainnot ovat luotettavia, mutta teoriat ovat ihmisten luomia, joten niitä on tarvittaessa korjattava havaintojen perusteella. Jyrkkä empirismi väittää, että tieteen tulee tutkia vain havaittavia tosiasioita.
Empirismin arvostelijat sanovat, että havainnot eivät ole puolueettomia, vaan niihin liittyy aina havaitsijan käsitteellistä tulkintaa. Tällöin puhutaan havaintojen teoriapitoisuudesta. Usein epäilläänkin havaintoja, jotka eivät sovi käytettyyn teoriaan, vaikka pitäisi miettiä teorian korjaamista.
Deskriptivismi
Empirismiin liittyy läheisesti deskriptivismi, jonka mukaan teorian tehtävänä on vain kuvata havaittuja ilmiöitä mahdollisimman yksinkertaisesti. Deskriptivismin käännettävyysteesin mukaan teoreettiset väitteet on pystyttävä kääntämään havaintoja koskeviksi väitteiksi.
Realismi
Realismin mukaan on olemassa tajunnastamme riippumaton todellisuus ja voimme saada tietoa asioiden olemuksista, joita emme suoraan havaitse. Realismissa teorioita arvioidaan sen mukaan, vastaavatko ne todellisuutta eli ovatko ne totta vai eivät.
Naiivin realismin mukaan ihmiset voivat havaita asiat sellaisina kuin ne todellisuudessa ovat. Esimerkiksi elektronit ovat oikeasti olemassa, eivätkä ne ole vain teoreettinen käsite, jolla selitetään havaintoja.
Kriittinen realismi väittää, että ihmiset eivät pysty havaitsemaan todellisuutta sellaisenaan mutta tiede yrittää saavuttaa yhä parempaa tietoa todellisuudesta. Tiede siis pyrkii lähestymään totuutta. Kriittisen realismin mukaan on järkevää olettaa elektronien olevan olemassa, koska näkemystä tukevat monet kokeet.
Instrumentalismi
Instrumentalismi pitää tieteellisiä teorioita vain havaintoja järjestävinä välineinä. Instrumentalismi arvottaa teorioita hyödyllisyyden perusteella, eikä sitä kiinnosta niiden totuus.
Sosiaalinen konstruktivismi
Sosiaalinen konstruktivismi kyseenalaistaa tieteen objektiivisuuden. Sen mukaan tieteeseen vaikuttavat huomattavasti tiedeyhteisön arvot, tavoitteet ja ennakkokäsitykset, eivät vain tiedolliset perusteet. Jyrkkä konstruktivismin muoto väittää, että tiede on vain tiedeyhteisön hyväksymää ajattelua eikä se juuri eroa muusta ajattelusta. Tätä kantaa voi arvostella kysymällä, miksi se olisi jotenkin pätevämpi kuin muut tieteen teoriat, joita se arvostelee.
Rajanveto-ongelma
Karl Popperin mukaan keskeinen kysymys tieteenfilosofiassa on erottaa tiede niistä käytänteistä, jotka eivät ole tiedettä. Loogiset empiristit pyrkivät varhaisvaiheessa perustamaan tieteen havaintoihin, kun taas tieteen ulkopuolelle jääneet toiminnot (kuten metafysiikka) eivät perustuneet havaintoihin ja olivat heistä siksi hölynpölyä. Popper katsoi, että tieteen keskeinen piirre oli se, että se pyrkii falsifioitavissa oleviin väittämiin, toisin sanoen väittämiin, jotka voidaan tarvittaessa osoittaa vääriksi ainakin periaatteessa. Tieteen ja ei-tieteen väliselle erolle ei ole kuitenkaan yhtä kaikkien hyväksymää määritelmää, ja jotkut pitävät ongelmaa ratkaisemattomana.
Tieteellisten käsitteiden ja väittämien luonne
Tieteellinen selittäminen
Tieteellisillä teorioilla on kaksi tehtävää: toisaalta selittää ilmiöitä ja toisaalta tarjota ennusteita niille. Tieteellisessä selittämisessä selitettävä asia kytketään muihin asioihin, joiden sanotaan selittävän sen. Teorian sanotaan olevan selitysvoimaltaan toista samaa asiaa koskevaa teoriaa vahvempi silloin, kun se kykenee ennustamaan ja muutoin selittämään kaikki samat asiat kuin toinenkin teoria, mutta selittää sen lisäksi myös joidenkin sellaisten tosiasioiden syyt, joita toinen teoria ei selitä.
Tieteenfilosofit ovat tutkineet niitä ehtoja, millä tieteellisen teorian voidaan katsoa menestyksekkäästi selittäneen jonkin ilmiön, sekä sitä, mikä antaa teorioille niiden selitysvoiman. Eräs varhainen ja vaikutusvaltainen teoria aiheesta oli Carl G. Hempelin ja Paul Oppenheimin vuonna 1948 kehittämä. Heidän deduktiivis-nomologisen mallinsa (D-N) mukaan selittäminen tarkoittaa ilmiön lainalaisuuden osoittamista: tieteellinen selitys onnistuu liittämään ilmiön osaksi jotain yleistä lakia. Teoria ei saanut huomiota vuosikymmeneen, ja myöhemmin sitä vastaan on pyritty esittämään useita vastaesimerkkejä.
D-N-mallin lisäksi Hempel ja Oppenheim esittivät myös tilastollisia selittämisen malleja, joita voitaisiin käyttää tilastollisissa tieteissä. Myös näitä teorioita on kritisoitu. Wesley C. Salmon kehitti vaihtoehtoisen tilastollisen relevanssin mallin, joka pyrki ratkaisemaan joitakin Hempelin ja Oppenheimin kohtaamia ongelmia. Salmonin mallin lisäksi on ehdotettu muun muassa, että selitysten tavoitteena on erilaisten ilmiöiden yhdistäminen tai (samaa tyyppiä oleviin) ilmiöihin johtavien kausaalisten tai mekaanisten historioiden kuvaaminen.
Kausaalinen selittäminen
Kausaalisessa selityksessä ilmiö selitetään syillä, joiden uskotaan aiheuttavan ilmiön, ja yleisillä laeilla. Tällöin puhutaan syy-seuraussuhteesta eli syysuhteesta. Esimerkiksi kappaleen liiketila muuttui, koska siihen vaikutti voima.
Determinismin mukaan kaikilla tapahtumilla on tietty, luonnonlaeista johtuva syy. Sattumasta ja todennäköisyyksistä puhuminen tarkoittaa vain, että tietomme syistä on vajavaista. Indeterminismi taas väittää, että on olemassa todellista satunnaisuutta eikä kaikkea voi selittää syillä. Indeterminismille on haettu tukea kvanttimekaniikasta, jossa ilmiöitä ei aina voida ennustaa tarkasti.
Funktionaalinen selittäminen
Funktionaalisessa selityksessä ilmiö selitetään osoittamalla, että sillä on jokin tehtävä. Esimerkiksi kukat ovat värikkäitä, jotta ne houkuttelisivat pölyttäviä hyönteisiä.
Tieteellisessä maailmankuvassa funktionaalinen selitys ei saa tarkoittaa teleologista eli päämäärään perustuvaa selitystä. Tieteessä ei esimerkiksi hyväksytä, että maapallo olisi suunniteltu.
Intentionaalinen selittäminen
Intentionaalinen selitys selittää ihmisen käyttäytymisen johtuvan hänen haluistaan ja uskomuksistaan. Tavoitteena on ymmärtää ihmistä osana tämän sosiaalista ympäristöä. Esimerkiksi koululainen osti kalliin muotivaatteen, koska hän haluaa hyväksyntää ikätovereiltaan.
Reduktionismi
Reduktionismin mukaan kokonaisuus voidaan hajottaa osiinsa, joita tutkitaan erikseen. Esimerkiksi biologiset ilmiöt voitaisiin selittää täysin fysiikan ja kemian avulla.
Reduktionismia vastustaa holismi, jonka mukaan kokonaisuus ei ole vain osiensa summa vaan kokonaisuudessa ilmenee uusia ominaisuuksia. Tällaista ilmenemistä kutsutaan emergenssiksi. Esimerkiksi ihmisen mieltä ei voisi täysin palauttaa fysikaalisiksi tiloiksi. Yhteiskuntatieteissä holismin vastakohta on individualismi ja kiistan aiheena on yksilön ja yhteisön suhde.
Tieteellisen teorioiden pätevyyden perusta
Tieteellinen tieto eroaa arkitiedosta siten, että se pitää perustella täsmällisesti. Yleensä perustelut nojaavat induktioon.
Tieteellinen todistaminen