NyAristoteles: Kun en kraft kunne virke om gangen 1 2 Først på-tvungen (1), dernest naturlig...
105
1 Av Per Arne Bjørkum Statoil Kilde - 2009 Wegner seminar UiO 7.2.2012 Ny kunnskap om naturen - hvorfor det blir konflikter
Transcript of NyAristoteles: Kun en kraft kunne virke om gangen 1 2 Først på-tvungen (1), dernest naturlig...
1
Av
Per Arne Bjørkum Statoil
Kilde - 2009
Wegner seminar UiO 7.2.2012
Ny kunnskap om
naturen -
hvorfor det blir konflikter
Tenk nytt!
s
Ohm
1787-1854
Eksempel på
5
Elektrisitet var noe nytt, noe underlig..noe man ikke forstod hva var … nærmest mystisk
6
Elektrisitet var noe nytt, noe underlig..noe man ikke forstod hva var … nærmest mystisk Og Ohms forklaring (årsak-virking) var spekulativ og ikke lett å forstå.. men det stemte med det man observert!
7
Alle etterspør nytenking,
men de
“hater” nytenkeren
(fordi de forstår ham ikke)
8
Forskere flest fortrekker
nyheter som bekrefter
de de allerede vet
Myten om forskere…
9
Logikken
En av utfordringen er:
Aristoteles
12
Det logiske = rasjonelt
13
Det logiske = rasjonelt = sant
14
Det logiske = rasjonelt = sant = virkelig
15
Det logiske = rasjonelt = sant = virkelig = ?
16
Det logiske = rasjonelt = sant = virkelig =
uforanderlig
Kanonkules bane: 1400-tallet..
Hvorfor?
Aristoteles:
Kun en kraft kunne
virke om gangen 1
2
Først på-tvungen (1),
dernest naturlig
bevegelse (2) (vertikalt nedover)
Kanonkules bane: 1400-tallet..
«Det synes ikke for meg som om de gale har mistet evnen til å resonnere. De har satt sammen ideene veldig galt, og antatt dem for å være sanne. For, i deres forestillingens vold, har de tatt oppdiktninger for virkelighet. Men de foretar riktige deduksjoner fra disse oppdiktninger.»
J. Locke, An Essay Concerning Human Understanding (1690)
1632-1704
John Locke Evnen til å tenke logisk …og de som er «gale»
(Locke hadde ansatsene både til moderne psykologi og psykoanalyse)
Implikasjonen er: at
vitenskapen, og våre
(kollektive)
oppfatninger kan være gale,
uten å være ulogiske!
Den kollektive «galskapen»
21
«The chief attraction of the theory lies in its
logical completeness»
Ideas and Opinions, 1954
Einstein om teori og logikk
1879-1955
22
den etablerte kunnskapstrukturen
som er beskyttet av den
etablerte ekspertisen
og er synliggjort i
Beste Praksis Dokumenter (manualer/tabeller)
pluss i
vitenskapelige publikasjoner - og ikke minst i
lærebøker
Hovedutfordringen er
Classification: Statoil
internal
Status: Draft
23
“Det etablerte strukturen…Beste Praksis
Classification: Statoil
internal
Status: Draft
24
hmmm
25
Behovet for
logisk orden (til enhver tid)
er det største hinder for nytenking
Galilei
1565-1642
Han tok et oppgjør med Aristoteles sin naturfilosofi
Galilei… slik han
tegnet månen i
1610
Foto av
månen
Galilei rettet kikkerten mot månen… og tegnet dette
Krise! Månen var i følge Aristoteles helt kulerund og var lagd av eter (det såkalte femte elementet) !
for aristotelikerne
Himmelen var perfekt,- og uforanderlig!
Krystallinsk eter
Den aristoteliske naturfilosofien må berges…!!.
Løsning
Månen var dekket av et usynlig krystallinsk skall lagd av eter, - men vi kunne ikke se det!
Den aristoteliske naturfilosofien må berges…!!.
Månen var dekket av et usynlig krystallinsk skall lagd av eter, - men vi kunne ikke se det!
Ad-hoc forklaring (Bortforklaringer)
Einstein: det er trolig alltid mulig
å forsvare seg slik Og det er lovlig!
Løsning
Burken av ad hoc antagelser i vitenskapen..for å berge en teori…
"For er det ofte, kanskje alltid mulig å forsvare det generelle teoretiske fundament og tilpasse teorien til fakta ved hjelp av kunstige tilleggsantagelser»
Autobiographical Notes, 1953
? Og…
.
Der såg han noe ….
…de fire månene… som sirklet rundt
.
Er ikke Jorda verdens
Sentrum? (som alt sirkler rundt)
slik, Aristoteles hevdet…?
Finnes det andre
(mini) sentre?
KRISE!!
38
«Jeg ønsker ikke å akseptere påstander om noe jeg ikke har sett».. «og det å se gjennom disse glassene gir meg hodepine. Jeg har fått nok! Jeg ønsker ikke å høre mer om dette!»
Cesare Cremonini (1550-1631), professor i aristotelisk filosofi
Noen mente at hvis vi skulle sett så godt hadde Gud utstyrt oss med et slikt syn.
«Naked eye» paradigme
Rapport fra en meget respektert professorkollega ved Universitetet i Padua som var skeptisk til å se i kikkerten…
39
Schopenhauer mente at når man diskuterer med noen, er det ikke intellektet man diskuterer
med, men viljen. -Og da kan det være vanskelig å føre meningsfulle diskusjoner.
Fordi:
1788 –1860
40
Schopenhauer mente at når man diskuterer med noen, er det ikke intellektet man diskuterer
med, men viljen. -Og da kan det være vanskelig å føre meningsfulle diskusjoner.
Fordi: hvis man forstår et standpunkt, er det vanskelig å samtidig være uenig!
1788 –1860
41
frykten for å
forstå «motstanderne»..
Så: ikke undervurder
42
«Påtvunget kunnskap blir aldri sjelens varige eie» Platon
Litt om viljen til å fortstå ….
43
Kan empirisk data tvinge
noen til å endre syn?
Wegner
Newtons teori om lys (1665/1704)
Lys bestod av PARTIKLER med ulik størrelse og lyset farger er en indre egenskap ved lyset (hvitt er en blanding av alle farger), og er ikke en egenskap ved glass.
47
Poissons teoretiske forutsigelser fra en artikkel av Fresnel (Poission ble bedt om å være refree)
Dette mente Poisson var meningsløst. Ergo var det feil!
.
Interferens ville gi hvit flekk midt i skyggen
disk
Augustin-Jean Fresnel (1788—1827)
Dette ble testet, og det stemte. Poisson fikk dette tilsendt, men endret han oppfatning…?
Siméon Denis Poisson (1781-1840)
49
Nei
Poisson forble en hengiven tilhenger av
Newtons partikkel-teori for lys
Siméon Denis Poisson
1781-1840
50
Noen ganger blir løsningen for mye også
for de som kommer med den…
Kepler 1561-1630
”Mentalt” sett
hm
(1609) Hmmmm…
Kepler kom med løsningen i 1609: planetene beveger seg i ellipsebaner
Kepler 1561-1630
Kepler
”Mentalt” sett
men
(1609)
sirkler “elsket”
Kepler kom med løsningen i 1609: planetene beveger seg i ellipsebaner
Kepler 1561-1630 Kepler
”Mentalt” sett
men
Til sin død hevdet Kepler at
”Det burde ha vært sirkler”
(1609)
sirkler “elsket”
Kepler ble advart på det sterkeste av selveste Tycho Brahe
Han slo fast, i et brev til Kepler, at andre geometrier enn sirkelen
«ikke lar seg behandle vitenskapelig» !!
Sirkelparadigme
Hva sa så (selveste) Galilei til dette?
55
Galilei mente at ellipser
”var deformerte sirkler”, og
”hva skulle naturen med det?”
?
Kreative mennesker er ikke åpne for alt. De har meget sterke
forventninger om hvordan verden
bør se ut (det er bl.a. derfor de er så plagsomme, - så insisterende)
Myten om kreative mennesker….
Einstein var meget klar på dette. Man må i følge ham være forutinntatt
Keplers tenkning (metafor):
Harmony of the World, 1619
Kreativitet: Der logikken kommer til kort,
tar analogiene over
Keplers 3. lov… som selveste Newton brukte
som startpunkt
58
Einstein om nødvendigheten
av å være forutinntatt!!
«For hvis forskeren gikk til sitt arbeid uten forutinntatte meninger, hvordan kunne han være i stand til å velge ut de fakta fra den enorme overflod av den mest komplekse erfaring, og bare de som er enkle nok til å kunne beskrives i en lov - og bli åpenbar?» Autobiographical Notes, 1953
59
Ny kunnskap krever nye begreper..nye ord…ord som gjør
at vi forstår sammenhengene
Jord, luft, ild og vann pluss eter
60
Atom Elektron, Masse Trykk Hastighet Akselerasjon Gravitasjon Rommet Proton (partikkel) Nøytrino Ioner Luft Viskositet Strøm Motstant Varme Energikvant EM-bølge Foton Elektromagnetisme Kvarker Superstrenger Ether Krystallinske skall Episirkler/cycler Naturlig tilholdssted Universets sentrum
Kule Stein Hus Vann
Hvordan oppstår begreper…?.
Classification: Statoil
internal
Status: Draft
61
«Konseptene/begrepene/ordene som oppstår i våre tanker og i våre uttrykksformer er alle, logisk sett, fri dannelse av tanker som verken kan oppnås gjennom induktiv tenkning eller gjennom observasjoner.» (Einstein, Ideas and Opinions, 1954).
Konseptenes/begrepenes/ordenes opprinnelse
Classification: Statoil
internal
Status: Draft
62
«Konsepter som har vist seg nyttige for å holde orden på ting, kan lett få så stor autoritet over oss at vi glemmer deres jordiske opprinnelse og aksepterer dem som foranderlige fakta» fra Einsteins artikkel: Ernst Mach, 1916
Konseptenes ”illegitime” autoritet
63
Elektrisitet var noe nytt, noe underlig.. Og Ohms forklaring (årsak-virking) var spekulativ og ikke lett å forstå….for andre enn ham selv.?
Ohms problem var…
64
Årsak-virkning …
Hume (and Mach) mente at
«Kausale sammenhenger bare eksisterer i bevisstheten, men ikke i objekter«
Men vi trenger dem for å forstå
I følge Kant har vi ikke noe valg:
Vi må sikre at vår oppfatning av verden er «kausalt arrangert" (uansett om naturen eller ikke!).
Men disse valgene kan fort bli gale..
Classification: Statoil
internal
Status: Draft
65
«Konsepter som vi må anse for essensielle, f.eks. kausale sammenhenger, kan ikke oppnås fra den informasjon som sansene gir oss» Einstein, Ideas and Opinions, 1954.
Kausale (årsak-virknings) relasjoner…
66
Blodet og feber
Galen ca. 150 e. kr.
Case 1
Årsak-virkning …
Behandling med blodtapping var i henhold til Galen (ca. 150 e.Kr.), som hadde det fra Empedokles som mente at kroppsvarme stammet fra blodet, derav var det logisk å tappe blod hvis noen hadde feber.. Man tappet en gang ... to ganger ...
67
Feber og bakterier
Semmelweis ca. 1850
Årsak-virkning …
Legene var ikke villig til å vaske hendene ordentlig og dødelighet under fødselen på sykehus kunne nå opp til 30% (og bare ca. 1% hjemme!) Hvorfor gjorde de ikke vasker sin hånd med klor som foreslått av Semmelweis?
Bakterienes rolle var..
Bakterier ble antatt å være en virkning av å være
syk, og ikke årsaken til sykdom.
Og dessuten: Hvordan kunne små bakterier
drepe en stor mann?
«For, i deres forestillingens vold, har de tatt oppdiktninger for virkelighet. Men de foretar riktige deduksjoner fra disse oppdiktninger»
Locke
Det er “teorien eller loven som etablerer den logiske forbindelsen mellom årsak og virkning.” Popper, Objective Knowledge, 1979.
Den vitenskapsteoretiske statusen
til kausale forbindeler
Sir Karl Popper
Hva med forklaringene, sin plass
i en
vitenskapelig
teori?
Classification: Statoil
internal
Status: Draft
71
U1 U2 U3
Logiske utledninger/
Deduksjon (matematiske utledninger
etter 1600)
A1 A2 A3
Erfaringer, sanse-erfaringer
Elementer som inngår i en teori
E1 E2 E3 E4
Logisk uavhengige
Antagelser (Begreper og definisjoner)
An
Utsagn
Classification: Statoil
internal
Status: Draft
72
U1 U2 U3
A1 A2 A3
Erfaringer, sanse-erfaringer
E1 E2 E3 E4
Logisk uavhengige
An
Årsak-virknings
relasjonene blir
etablert her!
Elementer som inngår i en teori
73
De kausale relasjonene har ingen selvstendig vitenskapelig status. De er en indre del av teorien. Det at man har en forklaring, er i seg selv derfor irrelevant for teoriens holdbarhet.
Men vi synes (ref. Kant) så «forlange» en kausal forklaring for å akseptere
Kausalitetens status..
74
De kausale relasjonene har ingen selvstendig vitenskapelig status. De er en indre del av teorien. Det at man har en forklaring, er i seg selv derfor irrelevant for teoriens holdbarhet.
Men vi synes (ref. Kant) så «forlange» en kausal forklaring for å akseptere
NB: Kvantemekanikken mangler kausalitet.
Den forstår man derfor ikke (ref. Feynman).
Man venner seg til den.
(men ikke Einstein ..og heller ikke Schrødinger!)
Kausalitetens status..
75
Newtons teori om, gravitasjon og mottaket..
76
1665
Månen
?
?
Newton 1642-1727
77
1665
Keplers law: a3/T2 = k implies (mathematical work)
that the force is α 1/r2 1665
Moon
”Finished” 22
years later
78
79
Newtons problemer med å forklare
gravitasjon i
”action at distance”
“At gravitasjon (….) kan virke på avstand via vakuum uten hjelp av noe som helst (…) er for meg en så stor absurditet at jeg ikke tror noen mennesker som, i filosofiske
anliggender har evnen til å tenke, kan hevde det.”
Brev til Bentley, 25.2.1692/93
Newtons ”Force” i Principia
Han påstår at man skal betrakte
”force not from a physical but only from a mathematical point of view” Definition 8
Newtons Prinicipa var et matematisk beskrivelse, ikke en forklaring.
Slik «løste» han problemet …..
“Gravity explains the motions of the planets, but it cannot explain who set the planets in motion. God governs all things and knows all that is or can be done”
Newton og Gud….
83
Det tok ca. 50 år før teorien ble akseptert og ble en
Selvfølgelig del av pensum ved Universitetene… Han hadde ingen
forklaring på gravitasjon
84
Det tok ca. 50 år før teorien ble akseptert og ble en
selvfølgelig del av pensum ved Universitetene… Han hadde ingen
forklaring på gravitasjon
Euler, d’Alembert, Lagrange, de Laplace and Legendre fikk ordnet opp i og videreutviklet fysikken…. og «Action at distance» ble akseptert (ikke problematisert). De beholdt bare fundamentet til Newton….
85
Hva er etablert kunnskap?
86
Øy-metaforen
87
Kunnskapsøya Kunnskapsøya
88
Kunnskapsøya Kunnskapsøya
89
Kunnskapsøya Kunnskapsøya
Verdier, antagelser, begreper
90
Kunnskapsøya Kunnskapsøya
Arealet er mål på det vi/du vet. Omkretsen er et mål på grensen til det ukjente
Verdier, antagelser, begreper
91
Paradokset: Når kunnskapen vokser, så vokser også grensen til det ukjente
filteret Logikk
Fundamentale antagelser (starten)
Den vitenskapelige virkeligheten er selektiv
irrelevant
Begreper (atom, likevekt,..)
Info
Info Info
Info
Teorien og filteret bestemmer hva man ser
Fundamentale antagelser (starten)
Begreper (atom, likevekt, symmetri,...)
Info
Info Info
Info
«Det er teorien som bestemmer hva vi kan observere» Einstein
Teorien og filteret bestemmer hva man ser
Fundamentale antagelser (starten)
Begreper (atom, likevekt, symmetri,...)
95
1854-1912
H. Poincaré Poincaré om fakta og vitenskap……
96
«Science is built up of facts, as a house is built of stones; but an accumulation of facts is no more a science than a heap of stones is a house»
H. Poincaré Science and Hypothesis, 1903
Fakta og vitenskap
1854-1912
H. Poincaré
97
Fra data til teori..
«It was thought in the Middle Ages that people simply make many observations, and the observations themselves (by use of logic) suggested the laws.»
Feynman: The Meaning of it All, 1998
1918-1988
«No logical path leads to these elementary laws; it is instead just the intuition that rests on an empathic understanding of experience» Einstein, On the Method of Theoretical Physics 1933.
You have to rely on your
«scientific instincts» Einstein
Veien til oppdagelser
Sir Karl Popper
1902-1994
Fra data til teori
«En teori blir ikke avledet fra data, men oppfunnet for å forklare dem»
100
"What is genuinely new cannot be deducted from logics,
only grasped intuitively."
K. Popper
Det nye… og intuisjonen...
«Det genuint nye kan ikke avledes fra logikk, men kun gripes intuitivt»
Einstein: «Du må stole på ditt vitenskapelige instinkt»
101
” Invention is not the product of logical thought,
even though the final product is tied to a logical structure”
Einstein, Autobiographische Skitzze, 1956
(8 pages, an additional to his Autobiographical
Notes, 1953)
Einstein om det å finne på noe nytt
"Scientific knowledge is a body of statements of varying degrees of certainty - some most unsure, some nearly sure, none absolutely certain." The Meaning of it All, 1998, R. Feynman
Vitenskapelig kunnskap er..
1918-1988
103
Richard Feynman om vanskelighetene med
å finne på noe nytt i vitenskap
1918-1988
«Den store vanskeligheten er å prøve å forestille seg noe som du aldri har sett, som er konsistent i hver minste detalj med det som allerede er blitt sett, og som er forskjellig fra hva som har vært tenkt på» The Meaning of it All, 1998
Richard Feynman
104
Om “objektive fakta” og vitenskap
"When great breakthroughs are made, a truly great discovery, it means that the experts were wrong and that the facts, the objective facts, were different from what the experts believed they were.”
A World of Propensities, 1995
Sir Karl Popper
105
“The answer is, first, that the laws are not the observations and, second, that experiments are always inaccurate. The laws are guessed laws, extrapolations, not something that the observations insist upon. They are just good guesses that have gone through the sieve so far.” The Meaning of it All, 1998
Richard Feynman 1918-1988
Hvor endrer lovene seg..
Hvorfor?
