— Published on 15/04/2010 / Matematičko-fizički list 3/239 (2009. – 2010.).
Ciklus Povijest znanosti sastoji se od tri dijela: Ideja znanosti, Nastanak moderne znanosti i Velike ideje u znanosti. Prvi dio odgovara na pitanja zašto je važna povijest, što je znanost i kako je nastala ideja znanosti. U drugom se dijelu obrađuju znanstvena revolucija, znanstvena metoda te skepticizam i kritičko mišljenje. Na kraju, u trećem se dijelu ukratko iznose neke od velikih ideja u znanosti: matematika; atomska građa tvari; evolucija i genetika; zakoni očuvanja i simetrija; entropija i drugi zakon termodinamike; načelo neodređenosti i kvantna teorija; zakrivljenost prostor vremena i relativnost; temeljna međudjelovanja i veliko ujedinjenje; te Veliki prasak i širenje svemira.
Znanstvena revolucija
Povijesni period u kojem je obilje novih spoznaja u astronomiji, fizici, ljudskoj anatomiji, biologiji i kemiji dovelo do odbacivanja dotadašnjih starih shvaćanja nazivamo znanstvenom revolucijom. Početak znanstvene revolucije dogovorno smještamo u 1543. godinu. Bila je to godina kad su objavljene dvije iznimno utjecajne knjige: De revolutionibus orbium coelestium (O kruženju nebeskih sfera) Nikole Kopernika (1473. – 1543.) i De humani corporis fabrica (O radu ljudskog tijela) Andreasa Vesaliusa (1514. – 1564.). Od polovice 16. stoljeća pa do kraja 17. stoljeća vladala je prava eksplozija novih ideja što je na kraju rezultiralo modernom znanošću.
Neke od najvažnijih ideja bile su heliocentrički sustav, atomistička građa tvari, Newtonov koncept sile i Harveyev koncept krvožilnog sustava čovjeka. Geocentrični sustav, sa Zemljom u središtu, zamijenjen je heliocentričnim sustavom, sa Suncem u središtu. Aristotelove teorija kontinuirane građe tvari (koju čine zemlja, voda, zrak, vatra i eter) zamijenjena je diskretnom građom tvari (koju čine atomi). Također, Aristotelova pogrešna koncepcija sile kao uzroka gibanja zamijenjena je Newtonovom koncepcijpm sile kao uzroka promjene gibanja.
Veliki je broj osoba dao važne doprinose u tom bogatom povijesnom periodu. Ograničit ću se ovdje na samo još četiri imena koja su nezaobilazna u okviru sadržaja koje pokriva Matematičkofizički list. Tycho Brahe (1546. – 1601.) proveo je vrlo opsežna i precizna opažanja (golim okom, bez teleskopa!) gibanja planeta. Na temelju tih podataka Johannes Kepler (1571. – 1630.) došao je do svojih zakona planetarnog gibanja. U prošlom smo broju spomenuli da je Galileo Galilei (1564. – 1642.) prvi koristio telskop za astronomska opažanja te njime otkrio Jupiterove mjesece i Saturnove prstenove. U svojim istraživanjima gibanja tijela prvi je koristio eksperiment i matematičku analizu podataka dobivenih eksperimentom. Konačno, Isaac Newton (1643. – 1727.) je na temelju radova Keplera i Galilea povezao nebeska i zemaljska gibanja u jedinstvenu cjelinu zakonom opće gravitacije. Također, Newton je zagovarao načelo da znanstvena teorija mora biti povezana sa strogim eksperimentom.
Završetkom znanstvene revolucije, krajem 17. stoljeća, počelo je još jedno doba važno za nastanak moderne znanosti – prosvjetiteljstvo ili doba razuma. Prosvjetiteljstvo je trajalo cijelo 18. stoljeće i nije bilo toliko ideologija koliko stajalište. Temelje su mu položili jedan prirodoslovac (Isaac Newton) i dva filozofa Francis Bacon i John Locke. Prosvjetitelji su smatrali da se čovjek, priroda i društvo mogu spoznati na temelju opažanja. Nastojali su promijeniti način razmišljanja ljudi te religiju, praznovjerje i strah zamijeniti razumom i znanjem. Geslo prosvjetitelja bilo je “usudi se znati” (lat. sapere aude).
Znanstvena metoda
Filozofe empiriste Francisa Bacona i Johna Lockea, začetnike prosvjetiteljstva, važno je spomenuti iz još jednog razloga – nastanka znanstvene metode. Osim Bacona i Lockea, rađanju znanstvene metode značajno su doprinijeli filozofi racionalisti René Descartes i Baruch de Spinoza te empirist David Hume. O svakome od njih još ćemo ponešto reći u nastavku teksta.
Što je, uopće, znanstvena metoda? Najkraćim riječima: to je način otkrivanja istina o prirodi. Možda ne najbolji mogući način, ali neupitno najbolji od svih načina do kojih je čovjek, u cijeloj povijesti čovječanstva, ikad uspio doći. Znanstvena metoda obuhvaća skup načina za istraživanje novih pojava, prikupljanje novog znanja ili ispravljanja postojećeg znanja. Da bi objasnili neku pojavu znanstvenici najprije predlažu hipotezu (ili pretpostavku), a potom smišljaju eksperiment (ili pokus) kojim provjeravaju tu hipotezu. Višestruko provjerene hipoteze koje se skladno uklapaju u postojeće znanje pretvaraju se u činjenice (recimo, da je Zemlja okrugla). Dobar eksperiment mora dati opazive, iskustvene, mjerljive podatke koji se onda podvrgavaju strogim načelima razmišljanja. Za početni razvoj tih načela posebno je zaslužan Francis Bacon (1561–1626). Bacon je, 1620. godine, objavio Novum Organum (Novi instrument), knjigu u kojoj izlaže svoj logički sustav temeljen na redukciji (prikazu složenih koncepata kao zbroja jednostavnijih).
Znanstvene metode i znanstvene činjenice čine znanstveni sustav koji ima tri važne značajke: provjerljiv je, reproducibilan i prediktibilan. To znači da ga je uvijek moguće provjeriti te ako ga reproduciramo (ponovo provjerimo) moramo dobiti iste rezultate, a ne svaki put drukčije. Konačno, znanstveni sustav daje predikcije (predviđanja) novih pojava koje još nisu bile opažene. Opažanje tako predviđene nove pojave posebno je vrijedan znanstveni doprinos.
U temeljima znanstvene metode leži empirizam – znanje je proizvod empirije ili iskustva (danas bismo rekli opažanja ili eksperimenta) i kao takvo podložno je stalnim izmjenama i dopunama. Empirizam kao filozofsko opredjeljenje javio se još u staroj Grčkoj. Ovdje, međutim, govorimo samo o britanskim filozofima, empiristima iz 17. i 18. stoljeća. Prvi od njih bio je John Locke (1632–1704), jedan od najvažnijih mislilaca prosvjetiteljstva. Njegova djela imala su veliki utjecaj na kasnije prosvjetitelje, primjerice Voltairea i Rousseaua. Drugi važni empirist, David Hume (1711–1776), ostao je zapamćen i kao skeptik.
Skepticizam i kritičko mišljenje
Filozofski skepticizam blizak je empirizmu te, kao i empirizam, postoji već od antičkog doba. Stari filozofi skeptici sumnjali su da je spoznaja moguća i suzdržavali su se od davanja bilo kakvih tvrdnji. Međutim, takav izvorni skepticizam potpuno je neproduktivan. S filozofskim skepticizmom grčka filozofija doživjela je svoj kraj.
Moderni skepticizam, koji je sastavni dio znanstvene metode, nastao je u 17. stoljeću. Njegov začetnik bio je René Descartes (1596–1650), francuski filozof, matematičar i fizičar. Descartesova knjiga Discours de la méthode (Rasprava o metodi), objavljena 1637. godine, odigrala je važnu ulogu u nastanku znanstvene metode. Descartesov stav da u sve treba sumnjati pokazao se ključnim za modernu znanost. Zato današnja znanost, za razliku od religije, apsolutno isključuje sve dogme i nepogrešive autoritete. Biti skeptičan danas znači ne povjerovati bez uvjerljivih dokaza.
Descartes je bio racionalist kao i Baruch Spinoza (1632–1677), Gottfried Leibniz, te kasnije, Immanuel Kant. Racionalizam pretpostavlja razum svim drugim izvorima spoznaje te zagovara izvođenje zaključaka temeljem prapočela. Današnja znanstvena metoda sadrži elemente i empirizma i racionalizma i skepticizma.
Znanstveni skepticizam traži nužno preispitivanje prije prihvaćanja. To znači primjenu razuma na bilo kakvu ideju, bez iznimke. Sve tvrdnje u znanosti su privremene i uvijek mogu biti predmetom ponovog preispitivanja. One tvrdnje koje su prošle brojne stroge testove smatramo (privremeno) istinitima. Mnoge tvrdnje NISU prošle stroge testove i smatramo ih (privremeno) neistinitima. To uključuje primjerice: iscjeliteljstvo, rašljarstvo, homeopatiju, astrologiju, duhove, anđele, bogove, telepatiju, telekinezu, levitaciju, bilokaciju, teleportaciju, izvanosjetilnu percepciju, čudovište iz Loch Nessa, posjete vanzemaljaca, neidentificirane leteće objekte, krugove u žitu, kreacionizam, inteligentni dizajn i teorije zavjere.
Znanstveni skepticizam vrlo je usko povezan s kritičkim mišljenjem – našom sposobnošću vrednovanja, analiziranja i odlučivanja. Misliti kritički znači ne prihvaćati ništa bez prethodne analize i vrednovanja te pažljivo odlučiti treba li neku tvrdnju prihvatiti, odbaciti ili o njoj uopće ne suditi. Sposobnost kritičkog mišljenja iznimno je vrijedna vještina i u svakodnevnom životu. Naše kritičko mišljenje može se razvijati potaknuto znanošću ili pak umjetnošću.
LITERATURA
[1] Michael Shermer, The History of Science (3 CDs), The Skeptics Society (2009)
[2] Ben Goldacre, Bad Science, Harper Perrenial (2009)
[3] Manfred Mai, Kratka povijest svijeta, Mozaik knjiga (2004)
[4] D. Horvat, D. Hrupec, Fizika: pojmovi i koncepti, Neodidacta (2010)
[5] Charles Van Doren, Povijest znanja, Mozaik knjiga (2005)
[6] Felipe Fernandez Armesto, Ideje koje su promijenile svijet, Mozaik knjiga (2005)
[7] Harry G. Frankfurt, O istini, Algoritam (2009)
[8] Harry G. Frankfurt, Kenjaža: teorijski pristup, Algoritam (2006)
[9] Damian Thompson, Kontraznanje, Algoritam (2009)
[10]Francis Wheen, Kako su prodavači magle zavladali svijetom, Algoritam (2008)