Archivní obsah
Tento materiál pochází ze staršího archivu rvp.cz a už není součástí aktuální nabídky. Uchováváme ho, aby na něj dál vedly původní odkazy.
Odborný článek
Archivní obsah
Tento materiál pochází ze staršího archivu rvp.cz a už není součástí aktuální nabídky. Uchováváme ho, aby na něj dál vedly původní odkazy.
Článek se zabývá problematikou vztahu mezi teorií a experimentem ve fakuálním poznávání v rámci přírodovědného vzdělávání.
V odborné pedagogické veřejnosti se v současnosti vedou intenzivní diskuze o tom, zda je v nynějších rámcových vzdělávacích programech v oblasti přírodovědného vzdělávání v dostatečné míře reflektována jeho empirická (a speciálně pak experimentální) složka. Tyto diskuze jsou však často vedeny pouze na intuitivní úrovni, aniž jsou dostatečně analyzována východiska týkající se skutečného vztahu mezi teorií a experimentem ve faktuálním poznávání a významů uvedených složek v něm. Článek se proto v této první části zabývá podrobněji touto problematikou. V následující druhé části tuto problematiku dále rozvíjí a všímá si i její souvislosti s naší kurikulární reformou, konkrétně s reformou přírodovědného vzdělávání.
Úvod
Problematika vztahu teorie a experimentu ve faktuálním poznávání (tj. v poznávání faktů1) bývá velmi často intenzivně diskutována, a to jak z hlediska jejich důležitosti pro uvedené poznávání, tak i z hlediska logické nadřazenosti či podřazenosti experimentálních (nebo obecněji empirických) tvrzení tvrzením teoretickým. A je nepopiratelnou skutečností, že tyto úvahy se v té či oné formě a intenzitě dostávají i do diskusí, které se týkají postavení či důležitosti empirických složek poznávání (pozorování, měření, experimentu) a teoretických složek poznávání (hypotézy, abstrakce, hodnocení, zobecňování, předvídání) v procesu výuky, v první řadě pak výuky přírodovědných oborů.
Při řešení otázky vztahu teorie a experimentu (empirie) se setkáváme s různými stanovisky, která, když je blíže analyzujeme, mají vždy určitý filozofický kontext. A nelze se tomu ani divit. Problém vztahu mezi teorií a empirií a především problém jejich funkcí v lidském poznávání reálného světa má totiž skutečně mnoho filozofických, zvláště pak epistemologických a metodologických aspektů a pokud jde o výuku i aspektů psychologických. V přístupu k řešení problému vztahu mezi teoretickým a empirickým poznáním (resp. poznáváním) a konkrétně problému primárnosti jedné z výše uvedených složek před druhou, můžeme v první řadě rozeznat dvě vzájemně protikladné epistemologické doktríny: empirismus (induktivismus) a racionalismus (deduktivismus). Prostudujme je proto nyní detailněji.
Empirismus a racionalismus: pokusy o řešení
Podle empirismu každé faktuální poznávání začíná vždy studiem individuálních případů - konkrétním pozorováním, měřením, experimentem - a uzavírá se sumarizací získaných dat do induktivních zobecnění (induktivních generalizací). Neboli v empiristickém pojetí vztahu teorie a experimentu je tento vztah chápán tak, že teorie jsou přímo vyvozovány z experimentálních (resp. empirických) dat.
Podle racionalismu naopak každý faktuální výzkum začíná od hypotéz či jejich systémů (teorií) a deduktivně se z nich vyvozují závěry, které jsou pak konfrontovány s empirickými tvrzeními (empirickými daty). Empirie tedy, podle racionalismu, přichází na řadu až na samém konci výzkumu a její funkcí by mělo být naše hypotézy a teorie spíše vyvracet, než potvrzovat.
Který z uvedených přístupů máme tedy přijmout v otázce vztahu teorie a experimentu za výchozí? Je zřejmé, že dříve, než se pro jakýkoli z těchto přístupů rozhodneme, měli bychom oba podrobně analyzovat z hlediska jejich konzistentnosti, tj. zda v nich nejsou nějaké zásadní rozpory nebo nejasnosti (např. logické, metodologické či jiné). Pokud v nich rozpory najdeme, je přirozené, že je jen stěží můžeme přijmout za východiska při řešení problému vztahu mezi teorií a experimentem, neboť z rozporných či nejasných předpokladů žádné nerozporné či jasné závěry očekávat nemůžeme (resp. můžeme očekávat závěry jakékoli).
Empirismus a racionalismus: analýza
Zabývejme se tedy nejdříve tvrzením empiristů, že (faktuální) teorie vyplývá, neboli se vyvozuje, vždy z experimentálních (empirických) dat. Přirozeně, že nejdříve musíme vyjasnit, co v tomto tvrzení znamenají pojmy vyplývá, resp. vyvozuje. Předpokládejme nejprve, že pod těmito pojmy budeme rozumět logické (deduktivní) vyplývání, resp. vyvozování. Po tomto upřesnění se ptejme, zda je tedy vůbec možné, aby teorie logicky vyplynula z experimentálních dat.2)
Abychom na tento problém mohli dobře odpovědět, je nutné nejdříve analyzovat logický a sémantický status teorie a experimentálních tvrzení. Z logického a sémantického hlediska je teorie systém obecných tvrzení, které ukazují neboli referují nejen k aktuálním, ale také k potenciálním reálným objektům daného druhu (Bunge, 1983). Např. o tvrzeních mechaniky předpokládáme, že referují ke všem možným fyzikálním tělesům, o tvrzeních neurofyziologické teorie myšlení žáků školního věku předpokládáme, že referují o všech možných nervových systémech těchto dětí.
Experimentální (empirická) tvrzení jsou naopak konkrétní popisná, neboli, jak někdy též říkáme, singulární deskriptivní tvrzení. Ta referují vždy o aktuálních situacích. Experimentální tvrzení typu „Toto těleso má hmotnost 16,0 kg", „Potenciál vnitřku zkoumaného neuronu vzhledem k jeho povrchu je -70 mV" či „Šest žáků v dané třídě dosáhlo při řešení vědomostního testu dvaceti bodů" jsou příklady singulárních tvrzení. I v případě, že bychom měli těchto singulárních tvrzení jakkoli velký počet, víme, že z nich nelze logicky (tedy deduktivně) odvodit tvrzení obecné. Z logického hlediska je možná jen cesta obrácená: pouze z obecnějšího tvrzení je možné logicky odvodit tvrzení méně obecné.
Z hlediska empiristického přístupu lze jistě namítnout, že nemusí jít nutně o logické vyplývání teorie z empirických dat, ale že teorie vzniká z dat jejich induktivním zobecněním (induktivní generalizací). Posuďme nyní tuto námitku.
Nejprve musíme vzít v úvahu tu skutečnost, že obecnější tvrzení, vzniklé induktivní generalizací z experimentálních dat, není nikdy vytvářeno přímo ze „syrových" dat získaných v experimentu, ale z dat „upravených". A tato upravená data jsou získávána vždy za pomoci různých pravděpodobnostních, statistických a interpolačních teorií. Neboli samotné induktivní zobecnění experimentálních dat už vyžaduje teorie. Navíc: induktivní generalizace z experimentálních dat nebývají jednoznačné. Víme například, že každý daný konečný soubor experimentálních dat může být reprezentován více „hladkými" funkcemi (křivkami). Tudíž z induktivních zobecnění experimentálních dat se tak nemůžeme dostat (logicky) jednoznačně k určité teorii.
Další skutečnost je však ještě mnohem závažnější. Obecnější tvrzení, vzniklá induktivní generalizací empirických dat, obsahují totiž pojmy prakticky téže úrovně, které se již vyskytují v těchto datech. Ovšem v teoriích se často vyskytují pojmy, které v datech či jejich induktivních generalizacích ani při nejlepší vůli nenajdeme.
Např. v tvrzeních kvantové mechaniky se vyskytují takové fundamentální pojmy, jako stavová funkce atomu, hamiltonián či Hilbertův prostor, které se v experimentálních datech, jež souvisejí s testováním kvantové mechaniky, vůbec neobjeví. Stejně tak v teorii chemické vazby nacházíme pojmy, jako funkcionál elektronové hustoty či Hartreeho potenciál, s nimiž se v experimentálních datech při testování této teorie ani náznakem nesetkáme, a jakoukoli induktivní generalizací těchto dat bychom tak k uvedeným pojmům nikdy nedospěli. Ve fyziologicko psychologické teorii fungování neuronálních systémů se objevují takové pojmy, jako matice interneuronální konektivity či intenzita synaptického spojení, které opět nikde přímo v datech z testů této teorie nenalezneme a musíme je hypotetizovat. Žádná fundamentální fyzikální, chemická, biologická, psychologická či sociologická teorie nevznikla v historii nikdy z pouhé induktivní generalizace experimentálních dat. Experimentální data či jejich induktivní generalizace často vznik těchto teorií motivovala a samozřejmě testovala, ale motivace k vytvoření nějaké teorie či její test však ještě nejsou vlastní teorií.
Samotné experimenty a v nich získávaná data nejsou tedy postačujícím prostředkem pro vytvoření teorií o různých oblastech reality. Navíc musíme připojit ještě jeden argument k posledně uvedenému tvrzení. Totiž ten, že každý experiment vyžaduje už pro svoji přípravu, provedení a interpretaci výsledků nějakou teorii a spíše vždy teorií několik.
Pro přípravu a provedení z toho důvodu, že teorie užíváme při konstrukci přístrojů a zařízení tvořících neoddělitelnou součást každého reálného experimentu. A k interpretaci výsledků získaných experimentem potřebujeme teorie také. Za prvé proto, abychom byli vůbec schopni dát do souvislosti fakta dostupná naší percepci (tzv. indikátory) s fakty, o nichž teoreticky předpokládáme, že existují, ale naší percepci přímo dostupné nejsou. Indikátory jsou např. fakta přímo pozorovatelná na „výstupu" experimentálního zařízení (výchylka ručky na měřidle, kondenzační stopa v mlžné komoře, výraz tváře jedince, záznam v písemném testu apod.). A předpokládaná korespondující fakta naší percepci přímo nedostupná jsou pak např. elektrický proud, pohyb mikročástice, biopotenciál či mentální dispozice. Za druhé proto, že data získaná experimentem musíme, jak víme, zpracovat, abychom zjistili, zda jsou spolehlivá, objektivní, validní apod. A to nelze jinak, než opět za pomoci určitých teoretických předpokladů a hypotéz. A za třetí proto, že experiment provádíme vždy za nějakým účelem. A tím je testovat (potvrdit či vyvrátit) nějakou hypotézu či teorii. Bez teoretického kontextu a v jeho rámci nám experimentální data nemohou ani nic potvrdit, ani vyvrátit. Jsou nerelevantní a neinterpretovatelná.
Na základě předešlého výkladu tedy můžeme konstatovat, že naše empirická (pozorovací, měřicí či experimentální) data jsou vždy v té či oné míře (řečeno metaforicky) „teoreticky zatížena" či „poskvrněna". Mohou být tudíž obdobně nespolehlivá jako teoretická tvrzení.3)
Přistupme nyní k analýze racionalistické teze, že každý faktuální výzkum začíná z teoretických tvrzení a z nich jsou vyvozovány závěry, které se nakonec konfrontují s korespondujícími empirickými tvrzeními. Ovšem ani tato teze nepostihuje skutečný stav věcí ve faktuálním poznávání. V první řadě proto, že každý faktuální výzkum je vždy iniciován vzniklými problémy v dané oblasti poznání a nikoli samotnými hypotézami (ty jsou vytvářeny až následně). Dále proto, že empirické testování faktuálních teorií není jen jakýmsi nezávazným dodatkem, který můžeme, ale nemusíme brát v úvahu. Naopak - empirický test faktuální teorie je jeden z nepostradatelných (i když nepostačujících) indikátorů pravdivosti každé faktuální teorie. A nakonec proto, že nové teorie „nepadají z nebe", ale jsou často inspirovány či motivovány novými empirickými daty, resp. jejich rozpory s existujícím poznáním.
1 Fakty v tomto článku rozumíme materiální objekty či jejich aspekty (jejich vlastnosti, stavy a procesy v nich probíhající). Termín fakt se však často užívá i ve významu datum (konkrétní neboli singulární tvrzení) nebo i ve významu pravdivost tvrzení (Bunge, 2003). Poslední dva uvedené významy však termín fakt v tomto článku nemá.
2 Když občas slyšíme nebo čteme formulace typu „teorie vyplývá z experimentu", pak se přirozeně jedná jen o určitou stručnost ve vyjadřování. Ve skutečnosti z experimentu jako takového (tedy jako reálného procesu) nemůže v konceptuální úrovni plynout nic. Na této úrovni může vyplývat pouze určité tvrzení z jiného tvrzení. Tedy vztah „vyplývání" zde existuje jen mezi teorií (teoretickými tvrzeními) a experimentálními tvrzeními.
3 Psychologické výzkumy např. ukázaly, že už i přímá pozorování (záměrná smyslová vnímání neboli percepce) jsou do jisté míry „teoreticky zatížena". Tyto výzkumy totiž zjistily, že máme např. sklon vnímat to, co předem očekáváme, že budeme vnímat, a přehlédneme věci, které neočekáváme. Naše očekávání jsou pak navíc do velké míry ovlivňována i předchozím poznáním a hodnotovým systémem, který vyznáváme a dokonce i pověrami (Mahner a Bunge, 1997, Bunge a Ardila, 1987, Hebb, 1982).
BUNGE, M. Treatise on Basic Philosophy. Dordrecht/Boston/Lancaster: Reidl Publishing Copany, 1983. ISBN 90-277-1511-4.
BUNGE, M.; ARDILA, R. Philosophy of Psychology. Berlin - New York - Heidelberg: Springer-Verlag, 1987. ISBN 3-540-96442-8.
BUNGE, M. Philosophical Dictionary. New York: Prometheus Books, 2003. ISBN 1-59102-037-9.
HEBB, D.O. Conceptual nervous system. Oxford - New York: Pergamon, 1982.
MAHNER, M.; BUNGE, M. Foundations of Biophilosophy. New York - Berlin - Heidelberg: Springer-Verlag, 1997. ISBN 3-540-61838-4.
Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání. Praha: VÚP, 2005. ISBN 80-87000-02-1.
Rámcový vzdělávací program pro gymnázia. Praha: Výzkumný ústav pedagogický, 2007. ISBN 978-80-87000-11-3.
Tento materiál je publikován pod licencí Creative Commons – Uveďte původ – Neužívejte komerčně – Nezpracovávejte 3.0 ČR.