Struktura vědeckých revolucí

Jak věda postupuje kupředu? Prostřednictvím malých, postupných změn? To je rozšířený názor. Máme tendenci si myslet, že každý vědec – od starověkých filozofů přes nadšence a kutily doby osvícenství až po dnešní badatele s jejich počítačovými modely – navazuje na práci svých předchůdců a jen ji dále rozvíjí. Ačkoli to může působit jako hezký obraz nepřetržitého, plynulého pokroku, skutečnost je poněkud jiná.

Věda se nevyvíjí jen pozvolna, ale posouvá se vpřed prostřednictvím revolucí. Každá zásadně nová myšlenka na předchozí jednoduše nenavazuje – často je zcela nahrazuje. Následující úryvky ukážou, jak k tomu dochází.

Dozvíte se, proč dva odlišné pohledy na vědu nemohou sdílet tentýž „svět“ a proč vědci tráví velkou část svého času jakýmsi „úklidem“ – tedy snahou uvést teorii do souladu s realitou.

Představte si vědeckou laboratoř. Vidíte vystresovaného muže v bílém plášti, jak míchá podivné chemikálie v kouřících zkumavkách a netuší, jak jeho experiment dopadne? Takto vědecká metoda ve skutečnosti nefunguje.

Experimenty se nikdy neprovádějí nahodile; vědci přesně vědí, co chtějí ověřit. Často dokonce dokážou výsledek předpovědět ještě předtím, než začnou. Tyto předpovědi jsou možné díky paradigmatům – rámcům přijatých teorií a sdílených znalostí, které vědeckou práci usměrňují.

Například newtonovská fyzika je paradigma založené na Newtonových zákonech pohybu. Tento typ sdíleného vědění je zásadní, protože poskytuje badatelům pevný základ, na němž mohou stavět. Přijetím určitých základních principů, vypracovaných předchozím výzkumem, se vědci mohou soustředit na rozvíjení a zpřesňování již zavedených myšlenek, místo aby neustále znovu vymezovali výchozí rámec.

Paradigma je tedy především rámec. Nemůže vysvětlit úplně vše, protože v našich znalostech vždy zůstávají mezery a mezi vědeckou teorií a tvrdou realitou se objevují rozpory. Většina vědců proto tráví čas „utíráním“ – snahou tyto mezery zaplnit a sladit teorii se skutečností.

Newtonovy myšlenky byly například geniální, ale přístroje, které měl k dispozici, byly primitivní. To vedlo k určitým nejasnostem. V následujících staletích proto vědci vyvíjeli nové přístroje a navrhovali experimenty, které měly tyto nedostatky odstranit. Důkladný výzkum pak vedl k hlubšímu pochopení Newtonových zákonů.

Jak už bylo zmíněno, když se vědci snaží „utírat“, většinou tuší, jaké výsledky mohou očekávat. Protože jejich myšlení řídí dané paradigma, neočekávají, že narazí na výsledek, který by z teoretického rámce zcela vypadával. Jak však uvidíme v další části, i vědci, kteří nic převratného nehledají, na zásadní novinky často narazí.

Řekli jsme si, že když vědci provádějí experimenty, obvykle mají určitou představu o tom, jaké výsledky mohou očekávat. Přesto se výsledek ne vždy shoduje s jejich předpoklady. Proč tedy dochází k neočekávaným výsledkům?

Aby se věda vyrovnala s nejasnostmi v rámci daného paradigmatu, stávají se metodologie, nástroje i experimentální postupy postupem času mnohem sofistikovanějšími. Částečně je to dáno tím, že vědci se specializují na úzké oblasti a věnují obrovské množství času řešení relativně malých problémů v rámci existujícího paradigmatu.

Vezměme si kvantovou fyziku, podle níž vesmír obsahuje mnoho částic, které dosud nebyly objeveny. Aby se tuto mezeru ve znalostech pokusili zaplnit, vytvářejí badatelé neuvěřitelně složité a citlivé přístroje. Čím hlouběji dané paradigma chápou, tím pravděpodobněji narazí na anomálie – jevy, které odporují jejich očekáváním.

V některých případech musejí vědci tyto anomálie podrobněji prozkoumat a učinit další objevy, které mohou nakonec samotné paradigma narušit. Tento proces obvykle probíhá následovně: Po objevení anomálie ji začne zkoumat několik vědců a vytváří hypotézy, které mají vysvětlit, co se „pokazilo“. (Někteří badatelé mohou výsledek ignorovat nebo k němu zaujmout odmítavý, až nepřátelský postoj – z loajality k původnímu paradigmatu.)

Po období experimentování a nových objevů se začnou objevovat teorie, které zpochybňují důvěryhodnost celého paradigmatu.

Rentgenové paprsky jsou skvělým příkladem tohoto procesu. Všechno začalo zdánlivou chybou: fyzik si všiml, že experiment s katodovými paprsky vytváří v blízkosti neočekávaný stín. Začal tuto anomálii dále zkoumat a nakonec prokázal existenci toho, čemu dnes říkáme rentgenové záření. Protože jeho objev vědeckou komunitu šokoval, mnozí se jej snažili zpochybnit. Důkazy však byly jednoznačné, a tak nakonec vedly k nutnosti změnit paradigma.