Introduktion till vetenskapsteori Medicinsk vetenskaplig metodik 4MC002 VT 2015 Päivi Jokela paivi.jokela@lnu.se

Vetenskapsteori/filosofi Ontologi Epistemologi Abduktion 2010-03-032010-03-03 Vetenskapsteori/filosofi Ontologi Epistemologi Abduktion Vetenskapsteorin historiska utveckling 2

2010-03-032010-03-03 Referenser Gilles, D. (2005). Hempelian and Kuhnian approaches in the philosophy of medicine: the Semmelweis case. Studies in History and Philosophy of Biological and Biomedical Sciences, 36; 159-181 Hutton, J. (2012). Composite paradigms in medicine: Analysing Gillies’ claim of reclassification of disease without paradigm shift in the case of Helicobacter pylori. Studies in History and Philosophy of Biological and Biomedical Sciences, 43; 643-654 3

Vetenskapsteori/filosofi 2010-03-032010-03-03 Vetenskapsteori/filosofi 4

2010-03-032010-03-03 Verklighet Universum, materien; levande organismer, artefakter; människan, samhället … 5

Studier av företeelser i verkligheten 2010-03-032010-03-03 Vetenskap Studier av företeelser i verkligheten ------------------------------------ Verklighet Universum, materien; levande organismer, artefakter; människan, samhället … 6

Vetenskapsteori Vetenskap Verklighet 2010-03-032010-03-03 Vetenskapsteori Studier av verksamheten inom vetenskaperna Hur vetenskaplig kunskap bildas och prövas samt dess roll i samhället Vetenskap Studier av företeelser i verkligheten ------------------------------------ Verklighet Universum, materien; levande organismer, artefakter; människan, samhället … 7

Vetenskapens tidslinje 2010-03-032010-03-03 Vetenskapens tidslinje f.Kr. 2000 600 500 1000 1500 Antiken 800 f.Kr. - 500 e.Kr. Medeltiden 500-1300 Moderna tider 1700 - Vetenskapliga revolutionen 1500-1700 Renässansen 1300-1600 8

Vetenskapsteori Ontologi (varandevetenskap) Vad finns i verkligheten? 2010-03-032010-03-03 Vetenskapsteori Ontologi (varandevetenskap) Vad finns i verkligheten? Epistemologi (kunskapsfilosofi) Hur inhämtar man tillförlitlig kunskap? 9

2010-03-032010-03-03 Värdefilosofi Etik och moral: Vad är rätt resp. fel, hur ska en människa agera Politik: Vad är rätt resp. fel, hur ska ett samhälle agera Estetik: Vad är vackert resp. fult 10

Demarkationskriterium 2010-03-032010-03-03 Demarkationskriterium Hur skiljer man vetenskap från pseudovetenskap eller ovetenskap? Astronomi Astrologi Kemi Alkemi Psykologi Parapsykologi 11

Demarkationskriterium 2010-03-032010-03-03 Demarkationskriterium Hur skiljer man vetenskap från pseudovetenskap eller ovetenskap? Astronomi Astrologi Kemi Alkemi Psykologi Parapsykologi Medicinsk vetenskap ? 12

2010-03-032010-03-03 Ontologi 13

2010-03-032010-03-03 Ontologi Från grekiska ontos (varande) och logia (lära) Föreställningar om världen, dvs. universum, samhället, människan, … Vad som verkligen finns Varandevetenskap 14

Olika världsbilder/ontologier 2010-03-032010-03-03 Olika världsbilder/ontologier Monism Allt varande kan förklaras utifrån en grundprincip – materia eller medvetande (kropp eller själ) Dualism Allt varande kan förklaras utifrån två klart åtskilda grundprinciper – materia och medvetande (kropp och själ) *Substansdualism (två olika substanser) *Egenskapsdualism (materia har två olika egenskaper) 15

Olika typer av monism Idealism 2010-03-032010-03-03 Olika typer av monism Idealism Det finns ingen verklighet oberoende av mänskligt medvetande Allt som finns kan förklaras med mentala och/eller själsliga processer 16

Virtuella världar som idealistisk verklighet?

Olika typer av monism Materialism 2010-03-032010-03-03 Olika typer av monism Materialism Allt som existerar i verkligheten är materia och fysikaliska processer Enligt reduktionism kan de själsliga/mentala processerna förklaras med fysiska fenomen 18

Materialism Är det möjligt att skapa artificiell intelligens (AI)?

2010-03-032010-03-03 Determinism En deterministisk världsbild är en kombination av materialism och kausalitet (orsaken föregår verkan) Varje händelse är orsaksbestämd och oundviklig, universum består av en kedja av händelser Vid varje ögonblick existerar endast en fysikalisk möjlig framtid 20

2010-03-032010-03-03 Determinism En superintelligens såsom ”Laplaces demon” skulle kunna rekonstruera allt som har hänt och förutsäga allt som kommer att hända i universum Big Bang Nu Framtiden 21

2010-03-032010-03-03 Determinism En superintelligens såsom ”Laplaces demon” skulle kunna rekonstruera allt som har hänt och förutsäga allt som kommer att hända i universum Har vi en fri vilja? Är vi ansvariga för våra handlingar? Big Bang Nu Framtiden 22

2010-03-032010-03-03 Epistemologi 23

Epistemologi Finns det någon sann kunskap? 2010-03-032010-03-03 Epistemologi Kunskapens uppkomst, art och relation till verkligheten Finns det någon sann kunskap? Hur inhämtar man tillförlitlig kunskap? Hur producerar man teorier? Hur förändras teorier och metoder? 24

Att inhämta kunskap Rationalism 2010-03-032010-03-03 Att inhämta kunskap Rationalism Man uppnår kunskap om verkligheten genom att använda förnuftet Kunskap är medfödd (a priori) 25

2010-03-032010-03-03 Rationalism Förnuftet och det logiska tänkandet är en säkrare källa till kunskap än sinnesintryck och erfarenheter Man kan härleda all kunskap från a priori grundsatser (axiom, postulat osv) med hjälp av deduktion (bevisandets väg) Rationalister: Platon, Pythagoras; Descartes, Leibniz, Spinoza; Kant 26

2010-03-032010-03-03 Deduktion - Exempel 1 Man drar logiska slutsatser utifrån befintliga teorier och härleder nya slutsatser Premiss (påstående)1: Alla människor är dödliga Premiss 2: Jag är en människa Slutsats: Jag är dödlig 27

2010-03-032010-03-03 Deduktion - Exempel 1 Man drar logiska slutsatser utifrån befintliga teorier och härleder nya slutsatser Premiss (påstående)1: Alla människor är dödliga Premiss 2: Jag är en människa Slutsats: Jag är dödlig Slutsatsen är logisk giltig och premisserna är sanna (hållbar slutsats) 28

Deduktion - Exempel 2 Premiss 1: Alla människor har tre ögon 2010-03-032010-03-03 Deduktion - Exempel 2 Deduktion klarlägger vad som logiskt följer ur vissa förutsättningar men säger ingenting om verkligheten, dvs. det finns ingen garanti att premisserna och därmed slutsatsen alltid är sanna Premiss 1: Alla människor har tre ögon Premiss 2: Jag är en människa Slutsats: Jag har tre ögon 29

Deduktion - Exempel 2 Premiss 1: Alla människor har tre ögon 2010-03-032010-03-03 Deduktion - Exempel 2 Deduktion klarlägger vad som logiskt följer ur vissa förutsättningar men säger ingenting om verkligheten, dvs. det finns ingen garanti att premisserna och därmed slutsatsen alltid är sanna Premiss 1: Alla människor har tre ögon Premiss 2: Jag är en människa Slutsats: Jag har tre ögon Slutsatsen är logisk giltig men premisserna är inte sanna (icke-hållbar slutsats) 30

Att inhämta kunskap Rationalism 2010-03-032010-03-03 Att inhämta kunskap Rationalism Man uppnår kunskap om verkligheten genom att använda förnuftet Kunskap är medfödd (a priori) Empirism Kunskap om verkligheten inhämtas genom sinnesintryck Kunskap är inlärd och kommer från erfarenheten (a posteriori) 31

Empirism Kunskap om verkligheten inhämtas genom sinneserfarenheter 2010-03-032010-03-03 Empirism Kunskap om verkligheten inhämtas genom sinneserfarenheter Induktiv metod: Man samlar in empirisk data från ett forskningsobjekt, från de enskilda observationerna formuleras en generell slutsats (teori) 32

Induktion - Exempel Premisser (empirisk fakta): Svan #1 är vit 2010-03-032010-03-03 Induktion - Exempel Premisser (empirisk fakta): Svan #1 är vit Svan #2 är vit Svan #3 är vit …… Svan #100 är vit ---------------------------------------------- Slutsats: Alla svanar är vita 33

2010-03-032010-03-03 Induktionsproblemet Problemet med induktion är att en generalisering kan visa sig vara förhastad Man kan komma fram till en viss sannolikhet men kan aldrig uppnå 100% visshet Ex: Svarta svanar 34

Empirism Kunskap om verkligheten inhämtas genom sinneserfarenheter 2010-03-032010-03-03 Empirism Kunskap om verkligheten inhämtas genom sinneserfarenheter Induktiv metod: Man samlar in empirisk data från ett forskningsobjekt, från de enskilda observationerna formuleras en generell slutsats (teori) Hypotetisk-deduktiv metod: Hypoteser härleds ur teorier och prövas empiriskt med hjälp av observationer och experiment 35

Hypotetisk-deduktiv metod 2010-03-032010-03-03 Hypotetisk-deduktiv metod Man drar slutsatser utifrån befintliga teorier och härleder hypoteser som sedan prövas empiriskt Teorin styr vilken information som samlas in, hur den tolkas och hur resultatet relateras till teorin Ett historiskt fall som ofta används som exempel för att illustrera HD-metoden är Semmelweis och barnsängsfeber 36

2010-03-032010-03-03 Semmelweis I Wien i mitten av 1840-talet fanns två förlossningsavdelningar (1 och 2) på samma sjukhus På avdelning 1 dog många fler kvinnor i barnsängsfeber än på avdelning 2 Semmelweis var en ung underläkare på sjukhuset och han ville ta reda på orsaken till den höga dödligheten på avd 1; han formulerade och testade flera hypoteser 37

Hypotetisk-deduktiv metod I Premiss (Semmelweis observation)1: Dödligheten i barnsängsfeber är betydligt större på avdelning 1 än på avdelning 2 Premiss (teori)2: Barnsängsfeber orsakas av att kvinnorna blir skrämda Hypotes H: Om skillnaden beror på att kvinnorna på avd 1 blir skrämda av prästen kommer skillnaden att försvinna om prästen inte visar sig. ----------------------------------------------

Hypotetisk-deduktiv metod I Premiss (Semmelweis observation)1: Dödligheten i barnsängsfeber är betydligt större på avdelning 1 än på avdelning 2 Premiss (teori)2: Barnsängsfeber orsakas av att kvinnorna blir skrämda Hypotes H: Om skillnaden beror på att kvinnorna på avd 1 blir skrämda av prästen kommer skillnaden att försvinna om prästen inte visar sig. ---------------------------------------------- Test (empirisk konsekvens E): Prästen visar sig inte men dödligheten är lika stor. Slutsats: Skillnaden beror inte på att prästen skrämmer kvinnorna

Semmelweiss hypoteser 2010-03-032010-03-03 Semmelweiss hypoteser Om H så E Om H så E E falsk E sann H falsk H styrkt 40

Hypotetisk-deduktiv metod II Premiss (teori)1: Barnsängsfeber orsakas av att giftigt ”likämne” överförs från döda människor Hypotes H: Om skillnaden beror på att läkarstudenterna överför giftiga ämnen från obduktioner kommer skillnaden att försvinna om dessa ämnen avlägsnas Hjälphypotes A: Om studenterna tvättar händerna i klorvatten kommer giftiga ämnen att avlägsnas ---------------------------------------------- Test E(empirisk konsekvens): När studenterna tvättar händerna minskar dödligheten Slutsats: Skillnaden i dödligheten beror på överförda giftiga ämnen från obduktionen 41 41

Hypotetisk-deduktiv metod Den första deduktionen (prästen skrämmer kvinnorna) är logiskt giltig men inte den andra (giftigt likämne) Semmelweis kunde inte kontrollera ifall någon annan faktor påverkade resultatet i samband med handtvättningen Den andra deduktionen innehåller även en hjälphypotes, dvs. han förutsatte att klorvatten kan avlägsna giftiga ämnet 42 42

Semmelweis hypoteser Om H och A så E E falsk H eller A falsk 2010-03-032010-03-03 Semmelweis hypoteser Om H och A så E E falsk H eller A falsk 43

Hypotetisk-deduktiv metod Det är alltid lättare att falsifiera hypoteser än att verifiera dem, den vanliga uppfattningen är att en hypotes kan aldrig fullständigt verifieras även om den klarar flera oberoende test Hjälphypoteser är vanliga, men det är viktigt att inte enbart använda dem för att försöka ”rädda” teorier, sk. ad hoc hypoteser 44 44

2010-03-032010-03-03 Abduktion 45

Abduktion Charles Sanders Peirce (1839 – 1914) introducerade en fjärde typ av slutledningsmetod, abduktion Man väljer en möjlig eller trolig förklaring till ett observerat fenomen; hypotesgenerering med ett kreativt element ”Det förvånande faktum C observeras, men om A är sann följer C därav; därför finns det grund för antagandet att A är sann” 46 46

Abduktion Till skillnad från induktion kräver abduktion en viss förkunskap om det studerade fenomenet, någon slags kunskapsbas Innehållet av kunskapsbasen och hur effektivt man kan söka i den avgör hur bra förklaringen blir 47 47

IBE: Slutledning till den bästa diagnosen Kompetens, erfarenheter Medicinsk kunskapsbas Litteratur Databaser Abduktion: Jämför med kunskapsbasen Symptom, observationer, mätningar

Abduktion Till skillnad från induktion kräver abduktion en viss förkunskap om det studerade fenomenet, någon slags kunskapsbas Innehållet av kunskapsbasen och hur effektivt man kan söka i den avgör hur bra förklaringen blir Ett centralt problem i abduktionen är hur man väljer den bästa förklaringen Slutledning till den bästa förklaringen, Inference to the best explanation (IBE) 49 49

IBE: Slutledning till den bästa diagnosen Abduktion: Vad är en rimlig förklaring ? Kompetens, erfarenheter Medicinsk kunskapsbas Litteratur Databaser Abduktion: Jämför med kunskapsbasen Symptom, observationer, mätningar

IBE: Slutledning till den bästa diagnosen Abduktion: Vad är en rimlig förklaring ? Diagnos Deduktion Härled fakta från diagnosen (hypotesen): indikationer, behandling Induktion: Har hypotesen empirisk validitet? Medicinsk kunskapsbas Abduktion: Jämför med kunskapsbasen Symptom, observationer, mätningar

Vetenskapsteorins historiska utveckling 2010-03-032010-03-03 Vetenskapsteorins historiska utveckling 52

Vetenskapens tidslinje 2010-03-032010-03-03 Vetenskapens tidslinje f.Kr. 2000 600 500 1000 1500 Antiken 800 f.Kr. - 500 e.Kr. Medeltiden 500-1300 Moderna tider 1700 - Vetenskapliga revolutionen 1500-1700 Renässansen 1300-1600 53

Modern vetenskap Empirism Induktion Positivism Realism och antirealism 2010-03-032010-03-03 Modern vetenskap Empirism Induktion Positivism Realism och antirealism Falsifikationism och korroborering (Popper) Forskningsprogram (Lakatos) Normalvetenskap och paradigm (Kuhn) 54

Moderna vetenskapsideal och forskningstraditioner 2010-03-032010-03-03 Moderna vetenskapsideal och forskningstraditioner Samhälle Grupper Kvalitativ forskning Konstruktivism Tolkningslära Förstå, tolka Människan Kvantitativ forskning Positivism Förklara Förutsäga Organ Celler Molekyler, atomer 55

2010-03-032010-03-03 Induktionsproblemet Francis Bacon (1561-1626) presenterade induktionsmetoden i sin bok Novum Organum (Det nya verktyget) 1620 Data samlas in genom empiriska observationer eller experiment, organiseras i tabeller och allmänna lagar och teorier kan sedan formuleras genom generalisering Bacons metod kallas ibland för ”naiv induktion” eller ”induktion genom uppräkning” 56

2010-03-032010-03-03 Induktionsproblemet Det grundläggande felet med induktion är att en generalisering kan visa sig vara falsk även om den bygger på ett stort antal tidigare observationer Det finns ingen lösning till det grundläggande induktionsproblemet; vi kan komma fram till en viss sannolikhet men kan aldrig uppnå fullständig visshet 57

2010-03-032010-03-03 Positivism Den positivistiska vetenskapsidealen utvecklades under 1600- och 1700-talet och formulerades av August Comte (1798-1857) Positivister vill bygga säker, ”absolut” kunskap, m.a.o. positiv kunskap Samtliga fenomen kan förklaras med naturlagar, såväl på molekylär och cellnivå som när det gäller människor och samhällen (materialism, determinism, reduktionism) Kunskap kan endast inhämtas genom empiriska studier Syftet är att förklara fenomen genom kvantitativa studier och analys 58

2010-03-032010-03-03 Logisk positivism Wienskolan, ca 1920, samlade många forskare och filosofer Inspirerades av positivismens idéer Man ville utveckla ett universellt, logiskt språk för att beskriva teorier, metoder och begreppsbildning inom vetenskapen Den vetenskapliga kunskapen utvecklas kumulativt Ett påstående måste kunna verifieras empiriskt (verifikationsprincipen) 59

Logisk positivism och antirealism 2010-03-032010-03-03 Logisk positivism och antirealism Enligt logisk positivism studerar vetenskapen den observerbara verkligheten  Atomer, elektroner osv. är endast teoretiska begrepp, sk. fiktioner Vetenskaplig antirealism förnekar att vetenskapliga teorier hänvisar till verkliga entiteter om dessa inte direkt kan observeras 60

Vetenskaplig realism och abduktion 2010-03-032010-03-03 Vetenskaplig realism och abduktion Vetenskaplig realism hävdar att om vi anser att en teori är sann så hänvisar teorin till verkliga entiteter även om dessa inte är observerbara En vanlig metod inom vetenskaplig realism är abduktion, slutledning till den bästa förklaringen (IBE) 61

Falsifikationism Karl Popper (1902-1997) 2010-03-032010-03-03 Falsifikationism Karl Popper (1902-1997) Bok Conjectures and Refutations Endast den hypotetisk-deduktiva metoden kan generera sann kunskap Man kan aldrig verifiera en hypotes till 100% men en hypotes kan falsifieras 62

Demarkationskriteriet 2010-03-032010-03-03 Demarkationskriteriet Alla vetenskapliga teorier måste kunna falsifieras genom empiriska test De gamla teorier motbevisas och ersätts med nya och bättre, vetenskapen växer dynamiskt Ett avgränsningskriterium för att kunna skilja vetenskap från pseudovetenskap och ovetenskap (jfr verifikationsprincipen) 63

2010-03-032010-03-03 Falsifikationism En teori testas genom att man formulerar så många hypoteser som möjligt och försöker falsifiera dessa Om hypoteser kan falsifieras måste teorin förkastas Om det inte går att falsifiera hypoteserna kan teorin betraktas som en provisorisk sanning, med andra ord: teorin är korroborerad Men teorier kan aldrig slutgiltigt verifieras 64

Lakatos sofistikerade metodologiska falsifikationism 2010-03-032010-03-03 Lakatos sofistikerade metodologiska falsifikationism Poppers strikta falsifikationism kan leda till att en bra teori förkastas för lätt Imre Lakatos (1922-1974) föreslog en mera sofistikerad version av falsifikation Man bedömer utvecklingsmöjligheter för en grupp av teorier, ett forskningsprogram Avgörande är om forskningsprogrammet är progressivt eller degenererande 65

Lakatos forskningsprogram 2010-03-032010-03-03 Lakatos forskningsprogram Den hårda kärnan Grundläggande teorier och begrepp Det skyddande bältet Hypoteser; villkor och förutsättningar för observationer och mätningar Den negativa heuristiken Vägledning för forskare: skydda den hårda kärnan Den positiva heuristiken Utveckling av den hårda kärnan genom nya teorier 66

Kuhns paradigmteori Thomas Kuhn (1922-1996) 2010-03-032010-03-03 Kuhns paradigmteori Thomas Kuhn (1922-1996) Allt vetenskapligt arbete är tids- och samhällsberoende Forskning kan betraktas som ett hantverk som är styrt av goda förebilder, sk. paradigm Ett paradigm beskriver den gällande världsbilden, vetenskapsidealet och uppfattningen av forskarrollen 67

Kuhns paradigmteori Vad är värt att forska om Vad är god vetenskap 2010-03-032010-03-03 Kuhns paradigmteori Forskarkollegiet definierar normalvetenskap och forskningsfronten: Vad är värt att forska om Vad är god vetenskap 68

Vetenskapens utveckling enligt Kuhn 2010-03-032010-03-03 Vetenskapens utveckling enligt Kuhn Normalperiod Etablerat paradigm Anomalier samlas Krisperiod 69

Vetenskapens utveckling enligt Kuhn 2010-03-032010-03-03 Vetenskapens utveckling enligt Kuhn Normalperiod Etablerat paradigm Anomalier samlas Krisperiod Revolution Gamla paradigmet räddas Nytt paradigm 70

Några paradigm i historiskt perspektiv 2010-03-032010-03-03 Några paradigm i historiskt perspektiv f.Kr. 2000 600 500 1000 1500 Heliocentrisk modell Geocentrisk modell Newtonsk mekanik QMRT 71