5. Kaarle Kurki-Suonio 18.11.2000

Kaarle Kurki-Suonio 18.11.2000 Luonnonfilosofian seura

Vastauksena Kiesepälle

Hei!

Kiitos viestistäsi!

Olemme ainakin kerran tavanneetkin. Kävit kolmisen vuotta sitten (?), ennen eläkkeelle jäämistäni tapaamassa minua virkahuoneessani fysiikan laitoksessa.

Rehellisyyden nimessä minun täytyy tuottaa Sinulle pettymys ja todeta, että se, mitä Lauremalle kirjoitin, johtui pelkästään hänen kysymyksestään, jossa hän viittasi kirjoitukseesi. Valitettavasti tunnen työtäsi kovin huonosti. Taustalla on luonnollisesti monikymmenvuotinen kiinnostus itse kysymyksen aiheeseen. Poleemisuus, kärkeväkin, on pelkästään piristävää, jos se on älykästä ja sivistynyttä. Viestisi oli kumpaakin, poleemisuutta en siinä tosin aistinut. Omasta puolestani sallisin mielelläni näidenkin puheenvuorojen jakamisen luonnonfilosofeille jatkoksi aikaisempiin.

Yritän selventää ajatuksiani seikoista, joihin kiinnitit huomiota. Vastauksessani Laureman kysymykseen ei ollut tarkoituksellista kärkeä mitään kirjoituksessasi esitettyä vastaan. Kirjoituksesihan esitteli selvästi ja mielestäni hyvin sopivalla popularisoinnin tasolla tiettyä ajatustapaa. Minä taas yritin tuoda esiin omaa ajatustapaani.

Tunnen olevani oppositiossa fyysikoiden enemmistön ajattelutapoja vastaan jos tällaisesta yleensä voidaan puhua. Törmään alituiseen siihen, että empiria ja teoria mielletään kahdeksi eri alueeksi. Teoriaa käsitellään lähinnä matemaattisena pelkistyksenä ikään kuin ajateltaisiin, että käsitteistä voidaan riisua niiden empiiriset merkitykset ja siten paljastaa käsitteen ydin. Minulle taas empiirinen merkitys on käsitteen ydin ja lähtökohta. Tällainen pelkistys mielestäni poistaa juuri ytimen ja jättää vain kuoren.

Tämä ilmenee mm. siten, että oppikirjojen esityksiä kaikilla tasoilla vallitsee käytäntö, jossa käsitteet otetaan käyttöön tai "määritellään" tavalla, joka ei mitenkään viittaa niiden empiiriseen todentamiseen, eikä tee sitä edes mahdolliseksi. Jos määritelmä ei kerro, miten suure voidaan mitata, se ei voi olla suureen määritelmä. Esimerkkejä riittäisi loputtomasti, kuten sähkövirran määrittely lausekkeella, joka liittää sen johtimessa virtaavien elektronien lukumäärään tai vaikkapa niin yksinkertainen asia kuin nopeuden ja kiihtyvyyden määrittely derivaattoina.

Puhun empiirisestä käsitteenmuodostuksesta hahmotuksena, jolla tarkoitan empiiristen ja teoreettisten elementtien erottamattomuutta, tai oikeammin sisäkkäisyyttä, kaikissa detaljeissa prosessin detaljeissa. Niin kuin luonnontieteessä ei voi olla teoriatonta havaintoa, ei voi myöskään olla "puhdasta" empiriatonta käsitettä. Empiirisen merkityksen ja teoreettisen mielikuvan sisäkkäisyys toteutuu fysiikassa fraktaalisesti, käsitteiden rakenteellisuuden kaikilla tasoilla samalla tavalla. Siksi kaikki fysikaalinen teoreettinen päättely ei ole vain matemaattista strukturaalista operointia, ei edes vallitsevasti sitä, - matemaattisuus on vain kuorta - vaan se on ennen muuta operointia käsitteiden empiirisillä merkityksillä. Jos teoreettinen tarkastelu tietoisesti sivuuttaa käsitteisiin kuuluvat empiiriset merkitykset, pelkistää ne pois, en pidä tarkastelua fysikaalisena, en ainakaan fysikaalisesti oikeutettuna. Ajatus suureiden arvojen ehdottomasta tarkkuudesta on mielestäni juuri tällainen pelkistys. Siksi en pidä oikeutettuna jättää teoreettisissa tarkasteluissa huomioon ottamatta kaoottisuuttakaan.

Fysiikan monissa ratkaisevissa edistysaskelissa on ollut kysymys aikaisempien käsitteiden sellaisten piirteiden oivaltamisesta, jotka kieltävät jotakin niissä käytettyjen käsitteiden empiirisistä merkityksistä, ovat joutuneet ristiriitaan taikka yksinkertaisesti vain ovat jääneet vaille empirian tukea.

Einsteinin kellojen vertailu oli ajatuskoe, joka nerokkaasti osoitti, ettei ajan absoluuttisuuden empiirinen todentaminen ole mahdollista. (Toisaalta Michelssonin ja Morleyn kokeet tarjosivat melko vahvan empiirisen näytön valonnopeuden absoluuttisuudelle, josta ajan suhteellisuus seuraa loogisena välttämättömyytenä.)

Vastaavasti kvanttimekaniikan peruskokeet, joista kaksoisrakokoe on yksi, osoittavat, ettei hiukkasten eksistenssin jatkuvuutta voida empiirisesti todentaa, eikä siis myöskään hiukkasten yksilöidentiteettiä eikä niiden ratojen olemassaoloa.

Jos etsitään empiiristä evidenssiä eksistenssin jatkuvuuden puutteelle, on nähdäkseni tartuttava niihin kokeisiin, joissa hiukkasten identtisyys eli yksilöidentiteetin puute ja laji-identiteetin tulevat ilmi. Atomien Bosenkondensaatiokoe on niistä yksi suorimpia. Yksilöidentiteetin puutteesta taas yksilön jatkuvan eksistenssin mahdottomuus seuraa loogisesti.

Huomautat oikeutetusti, ettei kaksoisrakokoe voi todistaa Bohmin "teoriaa" vääräksi, yleisemmin, ettei ratoja olisi. Itse asiassa odotinkin, että joku kommentoisi tätä kohtaa, ja saisin aiheen selvittää omaa näkökantaani. Ajattelutapani mukaan teoria ei ylimalkaan voi olla oikea eikä väärä, ainoastaan hyvä tai huono sen mukaan, miten laajalla ilmiöalueella sen ennusteet ovat hyviä. Ajatukseni empiirisen käsitteenmuodostuksen luonteesta hahmotuksena saa minut välttämään puhetta "todistamisesta" empirian ja teorian suhteesta puhuttaessa. Ainoat prosessit, joita voi kunnioittaa absoluuttisensävyisellä todistamisen arvonimellä, ovat teorian sisäisiä päättelyitä: tietyistä teoreettisista lähtökohdista seuraa väistämättä tiettyjä johtopäätöksiä ja ennusteita. Puhuminen ennusteista on mahdollista vain siksi, että teoreettisiakin päätelmiä tehtäessä käsitteiden empiiriset merkitykset kulkevat mukana.

Empiirisen todistamisen sijaan puhun empiirisestä evidenssistä, tai havaintonäytöstä, jonka ymmärrän todistamista paljon lievemmäksi ilmaukseksi. Sisällytän siihen myös ajatuksen havainnon ja tulkinnan (teorian, mielikuvien) erottamattomuudesta, joka väistämättä liittää käsitteenmuodostukseen intuitiivisen ja subjektiivisen elementin ja tekee välttämättömäksi sosiaalisen prosessin, neuvottelun merkityksistä. On neuvoteltava, ei ainoastaan tulkinnasta vaan myös siitä, mitä oikeastaan on havaittu, havainnon ja tulkinnan erottamisesta.

Pakottavinkaan empiirinen evidenssi ei voi olla "todistamista". Sanoinkin viestissäni harkitusti: "Pidän tätä pakottavana empiirisenä evidenssinä ... " enkä, että "Tämä on pakottava ... ", välttääkseni loogisen välttämättömyyden tai todistamisen mielikuvaa ja tuodakseni esiin tulkintaan väistämättä liittyvän subjektiivisuuden.

Varmaankin se syy, miksi en pidä Bohmin teoriaa hyvänä fysikaalisena teoriana, on sukua sille, mitä itse sanot sen metodologisesta huonoudesta. Teoriasta puhutaan vähän erilaisissa merkityksissä. On varsin tavallista, että hypoteesia sanotaan teoriaksi ja mitä tahansa mielikuvien rakentelua. Erotan itse kaksi päämerkitystä. Yleisessä teoreettisuuden merkityksessä kaikki käsitteet, mielikuvat ja mallit ovat teoriaa (ikäänkuin ainesanana, alle Theorie ist grau). Varsinaisia teorioita ovat minun terminologiassani jonkin ilmiön tai ilmiöalueen syysuhteiden sellaiset mallit, joissa syyilmiöt ja seurausilmiöt ovat toisistaan riippumatta empiirisesti tutkittavissa. Teorian on siis tehtävä mahdollisiksi empiirisin perustein tunnettuihin syihin perustuvat ilmiöiden empiirisesti todennettavat ennusteet. Tällöin käsitteiden empiiriset merkitykset läpäisevät teorian käsitteistön sillä tavalla, että mielestäni on oikeutettua pitää teoriaa korkeimman hierarkkisen asteen (rakenteellisena) käsitteenä, jossa empiirinen ja teoreettinen merkitys ovat sisäkkäin.

Newtonin mekaniikka on ensimmäinen teoria sanan tässä merkityksessä, syyilmiönä vuorovaikutukset, joiden empiirisesti tutkittavien lakien perusteella kappaleiden liikkeet tulevat ennustettaviksi. Esim. Ptolemaioksen episykliteoria ei ollut teoria tässä mielessä, ei myöskään mikään atomihypoteesiin perustuva teoria, kuten kineettinen kaasuteoria, tarkkaan ottaen ei edes statistinen mekaniikka, ennen kuin teorian "perussyy", atomi tuli riippumattomasti tutkittavaksi ja sai näin empiirisen merkityksen. Boltzmannin ja Machin ristiriidassa (näin pelkistäen) ydin oli siinä, että toinen piti kertynyttä selitysnäyttöä riittävänä, toinen ei pitänyt, vaan katsoi havaintonäytön välttämättömäksi. Fysiikan historia on täynnänsä "teorioita", joita en kelpuuta varsinaisten teorioiden kategoriaan. Niiden syytekijät ovat saattaneet olla luonteeltaan sellaisia, ettei niitä ole voitu edes lähestyä empiirisin keinoin. Toisaalta ne ovat voineet olla olennaisia vaiheita varsinaiseen teoriaan johtavassa kehityksessä sillä tavalla, että pyrkimys tutkia niiden hypoteettisia syytekijöitä on johtanut empiirisesti tutkittavien ja siten fysikaalisesti perustellumpien syyilmiöiden löytymiseen, kuten lämpöaineteoria ja flogistonteoria. Syyhypoteesi on voinut myös olla sinänsä hyvä, kuten atomihypoteesi, mutta saanut vasta kokeellisten menetelmien kehityksen myötä empiirisen merkityksensä.

Bohmin teoria on tässä suhteessa sukua flogistonteorialle, lämpöaineteorialle jne. Sen olennainen syytekijä, kvanttipotentiaali, jonka perusteella rataennusteet voitaisiin tehdä, ei ole empiirisesti tutkittavissa. Sille ei myöskään ole mitään empiirisesti perusteltua tarvetta, koska sen keskeinen tehtävä on ennustaa ratoja, joita ei ole mahdollista empiirisesti havaita. Sen kytkentä empiriaan on kvanttimekaniikan kautta ja se pyrkii siihen, että se tuottaisi samoja ennusteita. Sen aino varsinainen motiivi on pyrkimys luoda sellainen malli, jossa voitaisiin pitää makroskooppiseen havaintomaailmaan perustuvasta jatkuvan eksistenssiin mielikuvasta, jolle ei ole atomitasolla empiiristä perustetta. Teoriaksi sitä voinee kutsua samassa mielessä kuin monia muitakin ajatusrakennelmia kutsutaan teorioiksi, mutta varsinaisen fysikaalisen teorian peruskriteereitä se ei täytä.

Pohdintoja voisi jatkaa loputtomasti, mutta ehkä on parasta lopettaa tällä kertaa tähän.

ystävällisin terveisin Kaarle K-S.