Browsing by Subject "tieteenfilosofia"

Kvanttimekaniikan filosofia ja etenkin keskustelu kvanttimekaniikan tulkinnoista ovat säilyttäneet pääpiirteiset erimielisyytensä kvanttiteorian alkuajoista asti nykypäivään. Tässä tutkielmassa täsmennetään kiistan ydinkysymyksiä ja etsitään mahdollisuuksia vastata niihin analysoimalla tulkinnan käsitettä. Kysymysten kehystämiseksi esitellään kaksi perinteistä tulkintaa kvanttiteoriasta, Kööpenhaminan tulkinta ja de Broglien-Bohmin tulkinta. Metodologisena valintana tulkintoja käsitellään rajatusti tulkintoina kvanttiteoriasta, ei erillisinä teorioina. Kööpenhaminan tulkintaa käsitellään kvanttiteorian perusmateriaalin sekä tulkinnan 1930-luvun oleellisimpien kirjoittajien, Werner Heisenbergin ja Niels Bohrin teosten avulla. Kööpenhaminan tulkinnan argumentoidaan olevan kvanttiteorian tulkintaa vain triviaalissa mielessä. Sen teoreettinen sisältö eroaa häviävän vähän itse kvanttiteoriasta ja sen rajat ylittävän spekulaation hylkäämisestä. De Broglien-Bohmin tulkinta esitellään Louis de Broglien pilottiaaltoteorian ja myöhemmän David Bohmin ontologisen tulkinnan kautta. Tulkinta formuloi teorian matemaattisen ytimen vaihtoehtoisella tavalla – käyttämällä aaltofunktion polaarista muotoa niin sanotun kvantti-Hamilton-Jacobin johtamiseksi Schrödingerin yhtälöstä, mikä mahdollistaa kvanttiteorian standardimuotoilusta poikkeavien termien eristämisen. Tulkinta säilyttää kvanttiteorian empiiriset ennusteet tuottavan rakenteen. Kahden eri tulkinnan kannattajien välisen kiistan täsmennetään syntyvän epäselvyydestä ja erimielisyydestä tulkinnan arvioinnin standardeista, kuten yksinkertaisuudesta, kuvausvoimasta tai periaatteellisista mahdollisuuksista muodostaa uusia tutkimushypoteeseja. Kiistan ratkaisemiseksi tutkielmassa edetään purkamaan itse tulkinnan käsite. Sen käyttöä tutkitaan fysiikan mallikeskustelun, semanttisen logiikan ja matemaattisen malliteorian yhteyksissä. Tutkielmassa päädytään esittämään ehdotus käsitteen ”tulkinta” reunaehdoille: tulkinta tarkoittaa teorian soveltamista haluttuun yksittäistilanteeseen. Tulkinta kvanttiteoriasta voi siis olla oikea tai väärä, minkä määrittää soveltamisen onnistuminen. Reunaehtoihin sisällytetään yksittäisten mallikomponenttien arviointi, mikä mahdollistaa vaihtoehtoisten matemaattisten muotoilujen sisältämien termien arvioinnin kvanttiteorian soveltamisen yhteydessä. Koska tulkintoja käsitellään tutkielmassa yksinomaan kvanttiteorian tulkintoina, päädytään johtopäätökseen, että tulkintojen on jaettava kvanttiteorian rakenteelliset rajoitteet. Nämä rajoitteet ymmärretään tätä nykyä hyvin viimeistään von Neumannin ja Kochenin-Speckerin teoreemien myötä. Lisäksi tutkielmassa asetetut reunaehdot kvanttiteorian tulkinnalle ovat hyvin tiukat. Tämän takia vaihtoehtoja tavanomaiselle ymmärrykselle siitä, mitä kvanttiteoria sanoo todellisuudesta, on syytä tarkastella laajemmassa viitekehyksessä.

Nykyisin tutkimusta etenkin monilla luonnontieteellisillä aloilla voidaan luonnehtia teknotieteelliseksi. Tällä viitataan dynamiikkaan, jossa erilaiset teknologiat ovat tärkeässä roolissa tutkimuksen mahdollistajina ja toisaalta näin saatu tutkimustieto ruokkii uusien teknologioiden kehitystä. Toinen, monesti teknotieteellisiin aloihin linkittyvä, nykytieteen jo pidempään jatkunut kehityssuunta on tutkimuksessa kerätyn datan merkityksen korostuminen. Laajoihin tietokantoihin kertyvää dataa yhdistellään, muokataan ja analysoidaan irrallaan siitä kontekstista, jossa se on alun perin kerätty. Tieteellisen tiedonmuodostuksen kollektiivinen luonne on datakeskeisessä teknotieteessä erityisen selvä asia. Tutkijoiden ja tutkimusryhmien välinen yhteistyö on edellytys sille, että laajoja tietokantoja voidaan muodostaa. Toisaalta tämän kollektiivisen yhteistyön koordinointi on sitä haastavampaa, mitä moninaisempia teknologisia ratkaisuja tutkimustyössä käytetään ja mitä erikoistuneempia tutkimusasetelmat ovat. Jotta tutkimustuloksia voidaan vertailla toisiinsa ja jotta niistä voidaan muodostaa laajempia kokonaisuuksia, niiden on oltava jollain tavalla vertailukelpoisia ja yhteen sovitettavissa. Tieteenfilosofisessa kirjallisuudessa tämän kaltaista yhdenmukaisuutta on kutsuttu yhteismitallisuudeksi. Yhteismitallisuutta tarvitaan niin tutkimuksen käsitteellisellä tasolla kuin sen materiaalisissa käytännöissäkin. Tietynasteinen yhteismitallisuus on edellytys sille, että tutkimusyhteisön jäsenet ylipäätään voivat kriittisesti arvioida toistensa tuloksia. Interaktiivisen objektiivisuuskäsityksen valossa tutkimusyhteisön kollektiivinen kritiikki on avainasemassa tieteellisen tiedon luotettavuuden saavuttamisessa. Tässä työssä esitetään, että standardeilla on keskeinen rooli yhteismitallisuuden tuottamisessa ja sitä kautta myös tutkimustulosten kriittisen tarkastelun mahdollistamisessa. Standardit ovat tyypillisesti teknisiä dokumentteja, joissa määritellään esimerkiksi tutkimuksessa käytettävien instrumenttien tai materiaalien ominaisuuksia sekä erilaisten kokeellisten työprosessien kulkua. Tärkeä seuraus standardien käyttöönotosta on se, että niiden myötä alkaa rakentua monenlaisia materiaalisia ja tiedollisia infrastruktuureita, kuten materiaalipankkeja ja tietokantoja. Tällaiset infrastruktuurit toimivat alustana tieteelliselle tiedonmuodostukselle: niiden puitteissa voidaan tutkia tietynlaisia kysymyksiä, mutta samalla toisenlaisia tutkimusteemoja rajautuu pois. Näin standardeilla on yhtäältä tutkimustyötä mahdollistava ja toisaalta sitä rajoittava vaikutus. Tässä työssä standardien roolia teknotieteellisessä tutkimuksessa on tutkittu konkreettisen esimerkin avulla. Tapaustutkimuksessa tarkastellaan synteettisen biologian alan merkittävintä kansainvälistä opiskelijakilpailua (iGem-kilpailu). Sen puitteissa on testattu tietynlaisia standardoinnin malleja ja kehitetty niitä edelleen. Kilpailu rakentuu niin sanotun osaperustaisen biologisen insinöörityön idealle, jossa etenkin elektroniikan alalta otettu malli standardoiduista komponenteista pyritään ottamaan käyttöön myös geeniteknologisessa tutkimuksessa. Koska synteettinen biologia, toisin kuin elektroniikka, operoi elollisen materiaalin puitteissa, ja vieläpä sellaisten ilmiöiden parissa, joita tunnetaan vielä melko huonosti, on geneettisten komponenttien standardointi osoittautunut kuitenkin varsin haastavaksi. Tapaustutkimuksen valossa näyttääkin siltä, että varsinkin aloilla, joiden tutkimus on melko varhaisessa vaiheessa, voi olla vaikeaa hahmottaa, millaisia asioita kannattaisi säädellä standardien avulla ja miten nämä standardit kannattaisi muotoilla. Edelleen, mikäli alan tutkimukseen liittyvä teknologinen kehitys on nopeaa, tulee standardien kehittämisestä haastavaa, sillä standardit eivät pysy relevantteina kovin kauaa. Standardeja kuitenkin tarvitaan, ja niiden kehittäminen ja niihin liittyvien infrastruktuurien ylläpitäminen on olennaisessa roolissa teknotieteellisen tutkimuksen mahdollistajana. Koska standardeilla ja standardoinnilla on merkittäviä tiedollisia seurauksia, ne ovat tärkeä ja mielenkiintoinen tutkimuskohde sosiaalisen epistemologian ja tieteenfilosofian näkökulmasta.

Tieteen rajoja arvioiva akateeminen tutkimus on muuttunut viimeisten vuosikymmenten aikana. Tutkielma osoittaa, että keinot tieteen erottamiseksi sen haastajista, kyseenalaistajista, matkijoista ja väärinkäyttäjistä uudistuivat erityisesti tieteenfilosofian naturalistisen käänteen yhteydessä. Tieteen ja näennäistieteen rajanveto-ongelman tutkimus oli pitkään yksi vaikutusvaltaisimmista tieteen rajoja arvioivista tutkimussuuntauksista. Rajanveto-ongelmaa tutkivien tieteenfilosofien tavoitteena oli löytää yleispätevä tieteen standardi ja muotoilla sen perusteella rajanvetokriteeri tai kriteerijoukko. Naturalismin valtavirtaistuttua 1970–80-luvuilla tieteenfilosofit alkoivat kuitenkin suhtautua uudella tavalla normatiiviseen tutkimukseen. Yhä useammat omaksuivat tieteen normatiivisuuden instrumentalistisen tulkinnan: normatiivisuus on riippuvaista kulloisenkin tiedonmuodostusprosessin lähtökohdista ja tavoitteista, joten myös tiedonmuodostuksen arvioinnin tulee olla tapauskohtaista. Tämä muutos johti siihen, että perinteinen rajanveto-ongelma ei enää kiinnostanut tieteenfilosofeja entiseen tapaan. Tieteenfilosofiassa ja tieteentutkimuksen eri aloilla on sittemmin ilmestynyt uusia normatiivisia tutkimussuuntauksia, joissa arvioidaan tieteen rajoja toisenlaisista näkökulmista kuin naturalistista käännettä edeltäneessä rajanveto-ongelman tutkimuksessa. Näissä suuntauksissa on arvioitu esimerkiksi sitä, miten aidot tieteelliset kiistat voitaisiin erottaa julkisuuteen luoduista näennäiskiistoista, ja sitä, miten erottaa tiedolliset asiantuntijat niistä, joiden näkemyksiin ei tulisi luottaa. Tutkielmassa esitellään viisi uutta suuntausta ja verrataan niitä perinteiseen rajanveto-ongelman tutkimukseen. Muutokset normatiivisen tieteenfilosofian lähtökohdissa ovat aiheuttaneet sen, että viimeaikainen tieteen rajoja arvioiva tutkimus on aiempaa monipuolisempaa, erikoistuneempaa, empiirisesti yksityiskohtaisempaa ja selvemmin yhteiskunnallisesti motivoitunutta. Tutkimuksen tavoite on kuitenkin pysynyt ennallaan: erottaa tiede sellaisista väitteistä ja tahoista, joita ei kannata ottaa tosissaan. Tässä pro gradu -tutkielmassa esitetään, että tieteenfilosofien tulee ottaa ahkerasti osaa tieteen rajoja arvioivaan tutkimukseen. Akateeminen kiinnostus tieteen rajankäyntejä kohtaan ei ole ainakaan vähenemässä, ja ilmastonmuutoksen kaltaisten uhkien vuoksi yhteiskunnallinen tarve niitä arvioivalle tutkimukselle saattaa olla jopa aiempaa polttavampi. Tieteen rajoja täytyy pystyä arvioimaan useasta eri näkökulmasta, koska niitä koettelevat haasteet vaihtuvat ja muuttavat muotoaan. Nykyisenlaisen akateemisen tutkimuksen työnjaon vallitessa tieteenfilosofeilla saattaa olla parhaat lähtökohdat tutkia tieteen rajoja monipuolisesti ja kokonaisvaltaisesti. Läheinen yhteistyö empiirisen tieteentutkimuksen kanssa on kuitenkin välttämätöntä.