Tema 7 -Videnskabelige paradigmer og videnskabelig progression

(Dette tema er hentet fra: Theresa S. S. Schilhab, Luis Emilio Bruni, Anders Frøslev Jensen, Christian Baron og Mia Trolle Borup (red): ”Rapport fra Arbejdsgruppen vedr. kursus I fagets videnskabsteori for biologer”, Lærergruppen for Fagets Videnskabsteori, Det naturvidenskabelige Fakultet, Københavns Universitet, 26. maj 2004  [ http://www.nbi.dk/~natphil/FVT ]). 

Tema 7 handler om forholdet mellem ønsket (og forestillingen) om videnskaben som en metode til at nå sikker viden på, og den videnskabsteoretiske forestilling at enhver videnskabelig aktivitet er indlejret i et givet paradigme. Siden 1960’erne har det været en forholdsvis almindelig accepteret videnskabsteoretisk erkendelse, at videnskabelige aktiviteter er indlejret i nogle bestemte kontekstuelle rammer, af Thomas Kuhn betegnet som paradigmer. Denne forestilling har fået en del videnskabsfilosoffer (men også naturvidenskabelige forskere) til at tale om en rationalitetskrise, som angiveligt er forårsaget af, at forskningens paradigmeafhængighed underminerer forestillingen om videnskab som en objektiv og rationel aktivitet, hvor eksperimenter/observationer, samt de bedste argumenter frembringer et fundament, på hvilken det er muligt at nå sikker eller ”sand” viden. Formålet med dette tema er at gøre de studerende i stand til at kunne erkende forskellige bagvedliggende paradigmatiske forudsætninger i videnskabelige kontroverser, og samtidig kontruktivt at kunne vurdere sagligheden af argumenter i forhold til en given problemstilling.

Til temaet er knyttet tre introduktionsforelæsninger. For det første en almen videnskabsteoretisk forelæsning (”Videnskabens forudsætninger”) hvor de studerende vil blive præsenteret for Kuhns paradigmebegreb. For det andet to biologiske introduktionsforelæsninger ”Moderne evolutionstænkning” og ”Paradigmer i Biologisk Systematik – eksemplificeret ved Leddyrforskning”. I den første af disse forelæsninger vil de studerende kort blive introduceret til hovedelementerne i den moderne evolutionsbiologis teoretiske grundlag, neodarwinismen, og vil derudover også blive præsenteret for en del af den kritik, der er blevet rettet imod neodarwinismen, i forbindelse med diskussionen om teorien om punktuerede ligevægte samt den senere såkaldte adaptationismekritik.

Til den anden biologiske introduktionsforelæsning vil de studerende blive præsenteret for et konkret eksempel på, hvordan kampen mellem tilhængere af forskellige paradigmer kan påvirke udviklingen inden for en bestemt videnskabelig disciplin, her biologisk systematik, hvor forskellige teoretiske skoler har været engageret i en debat om, hvilke principper, der bør lægges til grund for organismernes klassifikation og logiske ordning. Forelæsningen vil også belyse, hvordan den debat har påvirket diskussionerne om leddyrenes oprindelse og slægtskab.

Som case til dette tema har vi valgt den evolutionsbiologiske kontrovers om den kambriske Burgess Shale-fauna. Den udviklingshistoriske tolkning af disse fossiler har særligt siden 1970’ernes været stærkt omstridt, og kontroversen om disse fossiler er i denne periode blevet brugt som empirisk grundlag til at diskutere en række principielle evolutionsteoretiske spørgsmål. I deres behandling af casen skal de studerende forholde sig til de forskellige paradigmer bagved de konkurrerende udviklingshistoriske tolkninger, og de skal diskutere og vurdere hvorvidt, og i hvilket omfang, der i givet fald kan hævdes at være foregået videnskabelig progression i denne debat. 

Til de studerende:

Mange naturvidenskabelige lærebøger indeholder et indledende historisk kapitel, der beskriver et givent videnskabelig felts historie som en lang række af opdagelser og videnskabelige fremskridt, der langsomt men sikkert har opbygget et tårn af viden, hvor hver ny stump har bidraget til tårnets stadige voksen.

En sådan måde at fremstille historien på kan betegnes som ”præsentistisk”, fordi den lader vores nuværende opfattelser af hvad der rigtigt og forkert afgøre, hvad det er relevant at medtage i den historiske fortælling. De forskere, der efter vores nuværende opfattelse tog fejl, bliver typisk udeladt i en sådan beretning. Selv for de forskere, der bliver taget med i denne historiske fortælling, bliver kun de dele af deres arbejde inkluderet, som vi med nutidige øjne mener at kunne bruge. Videnskabshistorien bliver på denne måde således præsenteret som en lang række af ”forløbere” for vores nuværende opfattelse. Samtidig er der inden for denne historieskrivning en tendens til at fortidens markante forskere bliver stadig mere ”helgengjorte” jo længere tid der går, hvilket i værste fald kan få den uheldige konsekvens, at deres opfattelser bliver gjort til dogmer, der ikke må udsættes for sund kritik. 

For en række videnskabshistorikere og videnskabsociologer er den mest fatale konsekvens af denne form for historieskrivning imidlertid, at man derved skjuler de sociale elementer i de processer og interaktioner, gennem hvilke et videnskabeligt samfund afgør, hvilke opfattelser og påstande, der skal accepteres som videnskabeligt forsvarlige, og hvilke der skal afvises. Særligt siden 1960’erne har en række videnskabssociologer og videnskabshistorikere derfor forsøgt at gøre op med denne tradition. Disse forskere har udført et væld af historiske undersøgelser, der ofte synes at dementere mere klassiske forestillinger om naturvidenskaben som en regelret videnssøgende aktivitet, der er fri for fordomme og værdier. Selv de tilfælde, der af eftertiden opfattes som eksempler på forbilledlig videnskabelig forskning, er ifølge disse forskere ofte på afgørende måde påvirket af sociale, kulturelle og historiske faktorer.

Det centrale fokus i sådanne sociologiske og historiske undersøgelser har været den tese, at en videnskabelig disciplin skulle være knyttet til en bestemt forståelseskontekst (ofte betegnet som et paradigme), inden for hvilken bestemte spørgsmål kan stilles, og kun bestemte typer af videnskabelige svar er acceptable. Netop denne tese syntes i høj grad at have fået medvind af disse undersøgelser – så stærk medvind, at undersøgelserne har fået nogle videnskabsfilosoffer til at hævde eksistensen af en såkaldt rationalitetskrise i moderne videnskabsteori. Denne rationalitetskrise skulle angiveligt være forårsaget af, at de historiske undersøgelser underminerer forestillingen om den videnskabelige aktivitet som en objektiv og rationel aktivitet, hvor eksperimenter/observationer, samt de bedste argumenter frembringer et fundament, på hvilken det er muligt at nå sikker eller ”sand” viden.

Temaet handler om forholdet mellem ønsket (og forestillingen) om videnskaben som en metode til at nå sikker viden på, og forestillingen om enhver videnskabelig aktivitet som indlejret i et givet paradigme. Det centrale omdrejningspunkt for dette tema er således hvorvidt, og i hvilket omfang, der i givet fald kan hævdes at være foregået videnskabelig progression i kontroverser, hvor forskere kan læses som værende fortalere for forskellige konkurrerende paradigmer.

Case: Historisk Eventualitet og Kontroversen om Burgess Shale-faunaen.
Til at belyse dette tema har vi valgt den evolutionsbiologiske kontrovers omkring den kambriske Burgess Shale-fauna. Burgess Shale-faunaen er navnet på en særlig type af kambriske (dvs. 500-520 millioner år gamle) sammenpressede fossiler af flercellede dyr, der er bevaret med spor efter bløddele, som gør det muligt at erkende muskelsegmenter, fordøjelsessystem og andre organer. Særligt siden 1970’ernes har fossilernes udviklingshistoriske tolkning været omstridt, og flere forskere har i denne periode brugt disse faunaer som empirisk grundlag for at diskutere en række principielle evolutionsteoretiske spørgsmål, og herunder særligt spørgsmål om hvilken rolle den historiske eventualitet (eng: contingency) spiller i udviklingshistorien.

Jeres centrale indgangsvinkel til analyserne af denne case bør være forholdet mellem bagvedliggende forudsætninger og forskernes konkrete videnskabelige fortolkninger. Som en mulig indgangsvinkel til denne case anbefaler vi jer at starte med at kortlægge de forskellige positioner og eventuelle bagvedliggende ”paradigmer” i kontroversen. De tre forelæsninger og tilhørende tekster præsenterer tilsammen de redskaber, der er nødvendige for at kunne gøre dette. 

Med udgangspunkt i disse analyser skal I diskutere og vurdere spørgsmålet om hvorvidt der kan hævdes at eksistere videnskabelige fremskridt. Som I vil opdage i jeres arbejde med de foreliggende tekster er dette et spørgsmål, der også inddrager og problematiserer begreber som objektivitet, rationalitet og videnskabelig metode. 

I den almene videnskabsteoretiske introduktionsforelæsning ”Videnskabens forudsætninger” vil I blive præsenteret for videnskabshistorikeren Thomas Kuhns paradigmebegreb og hans forestilling om den faglige matrix. Elementerne i den faglige matrix er særligt væsentlige at kende for jer, fordi de er nogle af de redskaber, der kan bruges til at erkende de skjulte antagelser og forudsætninger, der ofte bliver overset af forskere engageret i videnskabelige diskussioner. Som forelæsningstekst til den almene videnskabsteoretiske introduktionsforelæsning har vi valgt kapitel 1
i Christian Barons Naturhistorisk Videnskabsteori: paradigmer og kontroverser i evolutionsbiologien (s. 4-24), samt uddrag af kapitel 2 fra samme bog (afsnittet om de biologiske videnskabsidealer: s. 25-33). Udover en præsentation af Kuhns arbejde vil I i kapitel 1 kunne finde en præsentation af Dastons moraløkonomibegreb og hendes historiske analyse af centrale naturvidenskabelige begreber som kvantifikation; empirisme og objektivitet. Også i Dastons arbejde findes nogle teoretiske redskaber, der kan hjælpe jer på vej i jeres behandling af casen.

Til den første biologiske introduktionsforelæsning ”Moderne evolutionstænkning” vil I blive introduceret til hovedelementerne i neodarwinismen (der også kendes under navnene den moderne syntese eller den evolutionære syntese), der er den moderne evolutionsbiologis teoretiske grundlag. Derudover vil I også blive præsenteret for noget af den kritik, der er blevet rettet imod neodarwinismen, og her vil der hovedsageligt blive lagt vægt på teorien om punktuerede ligevægte, samt den såkaldte adaptationismekritik. Til forelæsningen har vi knyttet følgende tekster:

1) Uddrag af C. Barons Naturhistorisk Videnskabsteori, Kapitel 2: Idealer, Årsager og Ontologi (Afnittet om Den moderne syntese): s. 49-52 

2) Uddrag af Naturhistorisk Videnskabsteori, Kapitel 3: Kontroverser (Afsnittene om Punktuerede ligevægte og Adaptationismekritik): s. 63-85

Til den anden biologiske introduktionsforelæsning ”Paradigmer i Biologisk Systematik – eksemplificeret i Leddyrforskningen” vil I blive præsenteret for et konkret eksempel på, hvordan kampen mellem tilhængere af forskellige paradigmer kan påvirke udviklingen inden for en bestemt videnskabelig disciplin. Dette eksempel omhandler biologisk systematik, hvor forskellige teoretiske skoler igennem en længere årrække har været engageret i en debat om, hvilke principper der bør lægges til grund for organismers klassifikation og logiske ordning. Tilhængere af de forskellige taksonomiske skoler har bl.a. brugt spørgsmålet om leddyrenes oprindelse og slægtskab som en af slagmarkerne for denne diskussion. Til forelæsningen er knyttet følgende tekster:

3) Uddrag af C. Baron: Naturhistorisk Videnskabsteori, Kapitel 1 (afsnittene om ontologisk, mekanisk og aperspektivisk objektivitet – bemærk, at dette afsnit også indgår som pensum til den almene videnskabsteoretiske introduktionsforelæsning)

4) Uddrag af C. Baron: Naturhistorisk Videnskabsteori,  Kapitel 3: Kontroverser (afsnittet om Biologisk Klassifikation): s. 85-94

Endelige inkluderer tekstsamlingen følgende tekster knyttet til casebehandlingen:

5) Conway Morris, S. and Gould, S. J (1998) (art.) “Showdown on the Burgess Shale”, Natural History Magazine 107 (10): s. 48-55
 
6) Uddrag af C. Baron: Naturhistorisk Videnskabsteori, Kapitel 3: Kontroverser (afsnittet om Burgess Shale-faunaen) s. 95-122

I jeres casebehandling er det vigtigt, at I forholder jer til nedenstående spørgsmål: 

Hvilke overordnede billeder af den videnskabelige proces formidles i den foreliggende analyse af Burgess Shale-kontroversen?Mener I, at analysen af kontroversen understøtter forestillingen om videnskab som en rationel aktivitet? 
Hvilke argumenter understøtter en sådan vurdering? Hvilke argumenter taler imod?

Diskutér og vurdér de klassiske videnskabsfilosoffers (Positivisterne og Popper) forsøg på at afgrænse videnskab fra ikke-videnskab ved hjælp af et særligt kriterium, i lyset af forløbet omkring kontroversen om Burgess Shale-faunen. Mener I, at videnskabsfilosoffernes overvejelser kan være til nogen nytte i forståelsen af denne kontrovers. I bekræftende fald: Hvordan? Og i modsat fald: Hvorfor ikke?

Diskutér og vurdér også forsøget på at afgrænse videnskab fra ikke-videnskab i lyset af Dastons gennemgang af objektivitetsbegrebets historie og forskellige anvendelser. Mener I, i lyset af Dastons og Kuhns analyser, at det klassiske videnskabsfilosofiske projekt (at opstille en generel videnskabelig metode) idag er en frugtbar tilgang til videnskabelige problemstillinger? Hvilke fordele har denne tilgang? Og hvilke ulemper?

Diskutér og vurdér om der kan hævdes at være foregået videnskabelige fremskridt i forståelsen af Burgess Shale-fossiler i forhold til følgende af kontroversens elementer:
a) Fossilmaterialets ”komplethed” 
b) Debatten om biologisk klassifikation
c) Diskussionerne om neodarwinismens grundlag (punktuerede ligevægte og adaptation)

Hvilken status har spørgsmålet om den historiske eventualitets rolle i udviklingshistorien i forhold til de mere empirisk baserede diskussioner i kontroversen? Er der videnskabelige spørgsmål, der er principielt uløselige?

Bør en fuldstændig rationel diskussion altid lede til enighed? I bekræftende fald: hvorfor? Og i modsat fald: hvilke faktorer ville kunne hindre en sådan enighed?

 Hvilke mulige rationalitetsopfattelser bør man lægge til grund for overstående vurderinger?

Tema 7 –fortsat

Til underviseren:

Videnskabens forudsætninger: Det primære formål med denne forelæsning er at få  præsenteret de studerende for Kuhns paradigmeteori, samt de fire elementer i hans faglige matrix (symbolske generalisationer, metafysiske forestillinger, værdier og eksemplarer). Her er det særligt vigtigt, at de studerende får udførligt forklaret den faglige matrices mulige anvendelse som analyseredskab til at erkende bagvedliggende stiltiende antagelser i videnskabelige argumenter. Hvis der er tid derudover, bør de studerende også præsenteres for Dastons moraløkonomibegreb, og hendes distinktion mellem tre forskellige anvendelser af objektivitetsbegrebet: Ontologisk objektivitet, mekanisk objektivitet og aperspektivisk objektivitet. Det skal understreges, at valget af litteratur til denne forelæsning har været baseret på den forudsætning, at det er kontroversen om Burgess Shale-faunaen, der bruges som case til at belyse temaet. Såfremt de ansvarlige undervisere måtte ønske at anvende en alternativ case, er det muligt, at det valgte pensumlitteratur til denne forelæsning med fordel kunne udskiftes med andre præsentationer af Kuhn, jævnfør den supplerende litteraturliste. Derimod foreligger der ikke umiddelbart oplagte erstatninger for præsentationen af Dastons analyser på dansk. 

Supplerende litteratur:
Andur Pedersen, S. ( 1995) (art.) ”Kuhns videnskabsfilosofi, dens udvikling og betydning”. I T. Kuhn. Videnskabens revolutioner (introduktion), Fremad: s. 13-32.
Chalmers, A. F. (2003). Hvad er videnskab? : en indføring i moderne videnskabsteori. Gyldendal: København, kap. 8

Moderne evolutionstænkning: Denne forelæsning bør kort introducere de studerende til den moderne synteses hovedelementer, men derudover anbefaler arbejdsgruppen at hovedvægten i denne forelæsning lægges på en præsentation af de diskussioner, der ligger i kølvandet på noget af den kritik, der senere er blevet fremført imod (men også indenfor) neodarwinismen. Her tænkes særlig teorien om punktuerede ligevægte, kritikken af adaptationismen og begrebet om historisk eventualitet (contingency). Forelæsningen skal tjene som baggrund for, at de studerende forstår indholdet af de forskellige evolutionsteoretiske positioner, der ligger til grund for uenighederne omkring tolkning af Burgess Shale-faunaer. Såfremt de ansvarlige undervisere måtte ønske at anvende en alternativ case, er det muligt, at det valgte pensumlitteratur til denne forelæsning med fordel kunne udskiftes med andre præsentationer af neodarwinismen og kritikken heraf, jævnfør den supplerende litteraturliste.

Supplerende litteratur:
Christensen, B. (1987): ”Neo-darwinismen og den evolutionære syntese”: Naturens Historiefortællere Bind II: 25-59
Bonde, N og Heinberg, C. (1987): ”Kritik af Neodarwinismen. Gradualisme kontra Punktualisme” i: Naturens Historiefortællere Bind II: 182—195
Heinberg, C. (1987) Kritik af Neodarwinismen. En videnskab om forandring. I Naturens Historiefortællere Bind II: 196—201
Sterelny K. and Griffiths P.E. (1999) Sex and Death: An Introduction to Philosophy of Biology (Science and Its Conceptual Foundations). University of Chicago Press; 22-52

Paradigmer i Biologisk Systematik – Eksemplificeret i Leddyrforskningen: 
Det anbefales, at denne forelæsning struktureres med det formål at præsentere de studerende for de forskellige taksomiske skoler, den evolutionære skole; den fænetiske skole og den kladistiske skole (herunder opdelingen i transformeret og hennigiansk kladisme). På baggrund af forelæsningstekster anbefaler vi, at forelæseren også kortlægger disse skolers ”indflydelse” på forskellige grupper af leddyrforskere. Det vil være fordelagtigt, hvis denne præsentation samtidig bruges til at eksemplificere de forskellige anvendelser af objektivitetsbegrebet. Endnu engang skal det understreges, at valget af litteratur til denne forelæsning har været baseret på den forudsætning, at det er kontroversen om Burgess Shale-faunaen der bruges som valgte case til at belyse dette tema. 

Supplerende Litteratur:
Bonde, N. (1987) “Moderne Systematik of Fylogeni”, i: Naturens Historiefortællere vol. 2 (red. af N. Bonde, H. Stangerup og J. Hoffmeyer), s. 127-181, G.E.C. Gad, København.

Omkring forholdet mellem Forelæsningerne og Casebehandlingen.
Såvel i den almene videnskabsteoretiske introduktionsforelæsning, som i de to biologiske introduktionsforelæsninger, er det hensigten, at de studerende skal bibringes nogle baggrundsforusætninger for at kunne analysere den foreliggende case: kontroversen om Burgess Shale-faunaen. Fra den almene introduktionsforelæsning (og dens tilhørende tekster) bør de studerende have kendskab til Kuhns paradigmebegreb, den faglige matrix, samt Dastons moraløkonomibegeb og hendes analyse af objektivitetsbegrebet. Alle disse elementer er del af det samlede sæt af videnskabsteoretiske redskaber, som de studerende har brug for i arbejdet med casebehandlingen. 

De to biologiske introduktionsforelæsninger har derimod en lidt anden status. I begge tilfælde er den primære hensigt at bidrage til at de studerende kan danne sig et billede at den ”indre” videnskabelige kontekst, hvori diskussionerne om Burgess Shale finder sted. Dette gøres ved i første forelæsning at fokusere på nogle af de evolutionsteoriske diskussioner, der er en del af baggrunden for Burgess Shale-debatten, og i den anden ved at præsentere de studerende for debatten omkring principperne for biologisk systematik. I den sidste forelæsning kan eksempler fra leddyrforskningen formodentlig med fordel bruges til at illustrere den type af videnskabsteoretiske analyser, som de studerende skal foretage i løbet af deres behandling af casen. 

Supplerende litteratur til casebehandlingen
Conway Morris, S. (1998) The Crucible of Creation: The Burgess Shale and the Rise of Animals, Oxford University Press, Oxford.
Gould, S. J. (1989) Wonderful Life: the Burgess Shale and the Nature of History, W. W Norton & Company, New York
Sterelny, K. og Griffiths, P. (1999) Sex and death (kapitel 12: Life On Earth: The Big Picture): 280-310