Francis Bacon và Novum Organum: phương pháp quy nạp mới năm 1620

Novum Organum (Công cụ mới) là sách Francis Bacon xuất bản năm 1620, kêu gọi thay lối suy luận dựa trên tam đoạn luận và quy nạp liệt kê bằng một phương pháp quy nạp có hệ thống: thu thập trường hợp, lập bảng có mặt – vắng mặt – mức độ, loại trừ dần để tìm ra bản chất của hiện tượng. Tên sách là lời thách thức trực tiếp với Organon của Aristotle. Bacon không làm ra phát minh lớn nào, nhưng ông là người đầu tiên viết ra một quy trình cho khoa học thực nghiệm mà nhiều thế hệ sau lấy làm cờ hiệu.

Bacon là ai, sách ra đời thế nào

Francis Bacon (1561–1626) là luật gia và chính khách Anh, từng giữ chức Đại Chưởng ấn dưới thời vua James I. Song song với việc triều chính, ông ấp ủ một dự án lớn đặt tên Instauratio Magna (Đại phục hưng) nhằm xây lại toàn bộ tri thức con người. Novum Organum là phần thứ hai của dự án, in năm 1620 bằng tiếng Latin, gồm hai quyển viết theo lối cách ngôn (từng đoạn đánh số).

Bacon chống lại điều gì

Bacon có hai đối thủ.

Thứ nhất, lối suy luận kinh viện dựa trên tam đoạn luận của Aristotle. Bacon không nói tam đoạn luận sai; ông nói nó chỉ sắp xếp lại những gì đã biết, không tìm ra điều mới. Nếu tiền đề rút ra vội vàng từ vài quan sát, tam đoạn luận chỉ truyền sai lầm đi một cách gọn gàng hơn.

Thứ hai, quy nạp liệt kê đơn giản: thấy vài trường hợp giống nhau rồi kết luận chung. Bacon gọi lối này là non nớt, vì chỉ một trường hợp trái là đổ. Ông nhấn mạnh rằng trường hợp phủ định có sức nặng hơn trường hợp khẳng định — một ý mà ba thế kỷ sau Karl Popper sẽ đẩy tới cùng.

Bacon phân biệt "đoán trước tự nhiên" (vội nhảy lên kết luận chung) với "diễn giải tự nhiên" (đi lên từ từ, qua từng bậc khái quát, kiểm từng bậc). Ông muốn cái thứ hai.

Bốn loại "ngẫu tượng" che mắt người nghiên cứu

Phần nổi tiếng nhất của quyển I là học thuyết về ngẫu tượng (idola) — những thiên lệch có sẵn trong đầu khiến ta nhìn sai thế giới. Bacon kể bốn loại:

Nhiều người coi đây là bản danh sách thiên kiến nhận thức sớm nhất của phương Tây. Phần thiên kiến hiện đại (xác nhận, neo, sẵn có…) được bàn ở site khác trong hệ; ở đây chỉ cần thấy Bacon đã đặt việc "dọn sạch đầu óc" làm bước một của phương pháp.

Ba bảng: phương pháp quy nạp mới trong thực hành

Quyển II đưa ra cách làm cụ thể, minh hoạ bằng một câu hỏi: bản chất của nhiệt là gì? Bacon lập ba bảng:

1. Bảng có mặt: liệt kê những trường hợp có nhiệt — tia nắng mặt trời, sét, lửa, vôi sống gặp nước, rơm ẩm ủ đống, cơ thể động vật, vật bị cọ xát mạnh…
2. Bảng vắng mặt ở trường hợp gần: với mỗi trường hợp trên, tìm trường hợp giống nó mà không có nhiệt. Ví dụ quen thuộc: tia nắng mặt trời nóng, còn ánh trăng — cũng là ánh sáng từ trời — thì không thấy nóng.
3. Bảng mức độ: những trường hợp nhiệt tăng giảm theo một yếu tố khác — cọ xát càng mạnh càng nóng, vật càng gần lửa càng nóng.

Sau đó là bước loại trừ: tính chất nào có ở trường hợp không nóng, hoặc vắng ở trường hợp nóng, thì không thể là bản chất của nhiệt. Ánh sáng bị loại (vì ánh trăng sáng mà không nóng; nước sôi nóng mà không sáng). Cái còn lại được đưa ra làm giả thuyết đầu tiên — Bacon gọi là "vụ thu hoạch đầu tiên". Kết luận của ông: nhiệt là một dạng chuyển động — chuyển động giãn nở, bị kìm hãm, diễn ra ở các phần nhỏ của vật.

Nhìn từ hôm nay, kết luận này gần đúng một cách đáng nể: thuyết động học phân tử thế kỷ 19 coi nhiệt gắn với chuyển động hỗn loạn của phân tử. Nhưng đừng vội phong Bacon là người tìm ra thuyết đó — ông đến được ý tưởng bằng đường định tính, không có đo lường hay toán học.

So với Mill hai thế kỷ sau

Đặt ba bảng của Bacon cạnh năm phương pháp của John Stuart Mill (1843) thấy rõ dòng chảy:

Mill gọn và chặt hơn; Bacon rộng và giàu hình ảnh hơn. Trong Bacon còn có khái niệm "trường hợp chỉ đường" (instantia crucis) — trường hợp quyết định giữa hai giả thuyết như tấm biển ở ngã ba. Từ đó mà có thuật ngữ "thí nghiệm quyết định" (experimentum crucis) dùng tới nay.

Con kiến, con nhện và con ong

Hình ảnh hay được nhắc nhất của Novum Organum nằm trong quyển I: người thực nghiệm thuần tuý giống con kiến, chỉ gom góp rồi dùng; người lý luận thuần tuý giống con nhện, nhả tơ từ chính mình mà dệt mạng; còn con đường đúng giống con ong, hút nhuỵ từ hoa ngoài vườn rồi bằng sức mình biến đổi thành mật. Quan sát và lý trí phải đi cùng nhau. Đây là cách diễn ý; câu văn gốc bằng tiếng Latin dài hơn.

Những chỗ Bacon bị phê bình

• Coi nhẹ toán học: cùng thời đó Kepler và Galileo đang đưa toán vào vật lý; Bacon gần như không thấy vai trò ấy.
• Đánh giá thấp giả thuyết táo bạo: Bacon muốn đi lên từ từ, nhưng nhiều bước tiến lớn đến từ việc đoán liều rồi kiểm (xem bài về phương pháp giả thuyết – suy diễn).
• Bảng không tự liệt kê được yếu tố: như mọi phương pháp loại trừ, phải biết trước nên ghi những tính chất nào. Chọn sai tính chất từ đầu thì bảng có dài mấy cũng vô ích.
• Không chứng minh được quy nạp: Bacon tin phương pháp của mình cho kết quả chắc chắn. Hơn một thế kỷ sau, David Hume chỉ ra rằng không phương pháp quy nạp nào làm được điều đó.

Dùng vào đâu

• Làm dự án khoa học ở trường: lập ba bảng có mặt – vắng mặt – mức độ trước khi kết luận là một khung rất tốt cho báo cáo thí nghiệm của học sinh THCS, THPT.
• Tự soát thiên lệch: bốn ngẫu tượng là bảng kiểm nhanh trước khi tin một kết luận — mình đang thấy theo bản tính, theo nghề, theo chữ, hay theo uy tín người nói?
• Học triết học và lịch sử khoa học: câu hỏi "vai trò của Bacon trong phương pháp khoa học" hay gặp ở môn triết học đại cương.
• Đọc thêm: các cách ngôn 38–68 quyển I (ngẫu tượng) và 11–20 quyển II (ba bảng về nhiệt) là phần đáng đọc nhất; mục "Francis Bacon" trên Stanford Encyclopedia of Philosophy.