Theo Karl Popper, một giả thuyết là khoa học khi nó có thể bị bác bỏ (falsifiable): tức là nó cấm một số điều xảy ra, nên về nguyên tắc có một quan sát nào đó, nếu xuất hiện, sẽ chứng tỏ nó sai. Câu "mọi kim loại nở ra khi nung nóng" là khoa học vì chỉ cần một thanh kim loại co lại khi nung là nó đổ. Câu "ngày mai trời mưa hoặc không mưa" không bác bỏ được nên không nói gì về thế giới. Tiêu chuẩn này được Popper nêu trong Logik der Forschung (1934).
Popper và câu hỏi phân định
Karl Popper (1902–1994) sinh ở Vienna, về sau làm việc nhiều năm tại Trường Kinh tế London. Ông đặt ra cái gọi là vấn đề phân định: dựa vào đâu mà nói vật lý là khoa học, còn chiêm tinh thì không? Câu trả lời phổ biến lúc đó là "khoa học được kiểm chứng bằng quan sát". Popper thấy câu trả lời này hỏng ở gốc, vì những học thuyết không khoa học cũng tìm được vô số trường hợp "khớp".
| Mốc | Sự việc |
|---|---|
| 1919 | Các đoàn quan sát nhật thực do Arthur Eddington dẫn đầu kiểm dự đoán ánh sáng sao bị bẻ cong của thuyết tương đối rộng; Popper về sau kể đây là ví dụ đã định hình suy nghĩ của ông |
| 1934 | Logik der Forschung xuất bản ở Vienna bằng tiếng Đức |
| 1959 | Bản tiếng Anh mở rộng The Logic of Scientific Discovery |
| 1963 | Conjectures and Refutations (Phỏng đoán và bác bỏ), tập hợp bài viết, trình bày lại tiêu chuẩn cho người đọc rộng |
Sự bất cân xứng: một bằng chứng trái đủ đánh đổ
Gốc logic của Popper rất gọn. Xét giả thuyết H: "Mọi thiên nga đều trắng."
- Thấy một nghìn con thiên nga trắng: H vẫn chưa được chứng minh. Từ "nhiều con trắng" không suy diễn ra được "mọi con trắng" — đây chính là vấn đề quy nạp của Hume.
- Thấy một con thiên nga đen (chắc chắn là thiên nga, chắc chắn là đen): H sai. Phép suy luận này hoàn toàn hợp lệ.
Viết bằng ký hiệu: gọi H là giả thuyết, O là quan sát mà H dự đoán. Ký hiệu → đọc là "nếu… thì…", ¬ đọc là "không".
| Lập luận | Dạng | Hợp lệ? |
|---|---|---|
| H → O; thấy O; vậy H đúng | Khẳng định hậu kiện | Không hợp lệ |
| H → O; thấy ¬O; vậy ¬H | Modus tollens | Hợp lệ |
Popper kết luận: khoa học không tiến lên bằng cách gom xác nhận. Nó tiến bằng cách đưa ra phỏng đoán táo bạo rồi tìm cách bác bỏ. Phỏng đoán nào sống sót qua những lần thử nghiêm khắc thì được giữ lại — không phải vì đã được chứng minh, mà vì chưa bị đánh đổ. Popper gọi tình trạng này là "được củng cố" (corroborated), và cố ý tránh chữ "được xác nhận".
Dự đoán liều lĩnh và học thuyết "giải thích được mọi thứ"
Popper đặt hai loại học thuyết cạnh nhau.
Thuyết tương đối rộng của Einstein dự đoán ánh sáng sao đi sát Mặt Trời bị bẻ cong một góc nhất định. Nếu nhật thực năm 1919 cho thấy không có độ lệch đó, thuyết đã gặp rắc rối lớn. Nó dám đặt cược — và Popper đánh giá cao chính sự liều lĩnh đó.
Chiêm tinh thì ngược lại. Lời đoán kiểu "tháng này bạn sẽ gặp thay đổi trong công việc" khớp với gần như mọi chuyện xảy ra. Khi có vẻ sai, người đoán luôn có cách giải thích lại. Popper cũng phê phán vài học thuyết tâm lý thời ông vì cùng lý do: hành vi nào của con người cũng được giải thích được, kể cả hai hành vi trái ngược nhau.
Ý quan trọng, hay bị hiểu ngược: giải thích được mọi thứ không phải là điểm mạnh. Một học thuyết không cấm điều gì thì không nói được điều gì về thế giới.
Bảng kiểm: câu nào bác bỏ được?
Nhận diện bằng cách hỏi: "Quan sát nào sẽ chứng tỏ câu này sai?" Trả lời được cụ thể là bác bỏ được.
| Câu | Bác bỏ được? | Quan sát nào sẽ bác bỏ |
|---|---|---|
| Nước tinh khiết ở áp suất 1 atm sôi ở 100 °C | Có | Một mẫu như thế sôi ở 90 °C |
| Mọi con quạ đều đen | Có | Một con quạ không đen |
| Thuốc X giúp mọi người khỏi bệnh, trừ người thiếu niềm tin | Không, nếu "thiếu niềm tin" được xác định bằng việc không khỏi | Không có: ai không khỏi đều bị xếp là thiếu niềm tin |
| Mai trời mưa hoặc không mưa | Không | Không có — câu hằng đúng |
| Có ít nhất một con cá biết hót | Không (theo Popper) | Không lục hết đại dương được; câu chỉ có thể được xác nhận, không bị bác bỏ |
Dòng cuối thú vị: câu tồn tại "có ít nhất một…" đối xứng ngược với câu toàn xưng "mọi…". Câu toàn xưng bác bỏ được mà không chứng minh được; câu tồn tại chứng minh được (tìm ra một con) mà không bác bỏ được. Popper vì vậy coi các định luật khoa học về bản chất là câu toàn xưng.
Dòng thứ ba là một kỹ thuật Popper gọi là tiêm chủng cho học thuyết: thêm điều khoản phụ chỉ để né phản ví dụ. Điều khoản ấy làm học thuyết an toàn nhưng rỗng.
Bác bỏ không đơn giản như sách vẽ: vấn đề giả thuyết phụ
Nghe Popper, tưởng chỉ cần một quan sát trái là bỏ học thuyết. Lịch sử thiên văn thế kỷ 19 cho hai câu chuyện ngược nhau:
- Sao Thiên Vương: quỹ đạo lệch khỏi tính toán theo cơ học Newton. Thay vì bỏ Newton, người ta thêm một giả thuyết phụ: có hành tinh chưa biết kéo lệch nó. Năm 1846 sao Hải Vương được tìm thấy. Giả thuyết phụ là đúng; giữ Newton là đúng.
- Sao Thuỷ: điểm cận nhật của nó xoay nhanh hơn tính toán một chút. Lại thêm giả thuyết phụ: có hành tinh "Vulcan" bên trong quỹ đạo sao Thuỷ (Le Verrier đề xuất năm 1859). Tìm mãi không thấy. Năm 1915, thuyết tương đối rộng giải thích đúng phần lệch. Lần này, giữ Newton là sai.
Bài học, mà Pierre Duhem rồi W. V. O. Quine nêu rõ: một quan sát không bao giờ kiểm riêng một giả thuyết, mà kiểm cả một cụm (giả thuyết chính + giả thuyết phụ + dụng cụ đo). Modus tollens chỉ cho biết có ít nhất một mắt xích trong cụm sai, không chỉ rõ mắt xích nào. Popper biết điều này; ông yêu cầu giả thuyết phụ phải tự nó kiểm được (như "có hành tinh ở vị trí này") chứ không chỉ để cứu lý thuyết.
Những hiểu lầm hay gặp
| Hiểu lầm | Thực ra |
|---|---|
| Popper nói mọi lý thuyết đều sai | Popper nói lý thuyết khoa học có thể sai và phải nói rõ quan sát nào sẽ làm nó sai. "Bác bỏ được" khác "đã bị bác bỏ". |
| Không bác bỏ được nghĩa là vô nghĩa | Popper dùng tiêu chuẩn này để phân định khoa học, không để phán vô nghĩa. Toán học, đạo đức, siêu hình có thể có nghĩa mà không phải khoa học thực nghiệm. |
| Lý thuyết bị một phản ví dụ là phải bỏ ngay | Phải xem xét quan sát có đáng tin không, giả thuyết phụ nào có thể sai — như chuyện sao Thiên Vương. |
| Càng nhiều bằng chứng khớp càng khoa học | Bằng chứng khớp chỉ có giá trị khi nó là kết quả của một phép thử có thể thất bại. |
Những người phê bình lớn — Thomas Kuhn với Cấu trúc các cuộc cách mạng khoa học (1962), Imre Lakatos với lý thuyết "chương trình nghiên cứu" — cho rằng thực tế các nhà khoa học không bỏ lý thuyết nhanh như Popper mô tả. Cuộc tranh luận này vẫn là nền của triết học khoa học hiện nay.
Bài tập
- "Học sinh ngồi bàn đầu luôn có điểm cao hơn bàn cuối." Có bác bỏ được không? — Đáp án: có; một lớp mà bàn cuối điểm cao hơn là bác bỏ (câu nói quá mạnh, nên rất dễ sai).
- "Mọi việc xảy ra đều có lý do của nó." — Đáp án: theo cách dùng đời thường thì không bác bỏ được, vì không chỉ ra được quan sát nào trái với nó.
- Một người nói "thực phẩm chức năng Y tăng sức đề kháng", gặp ca dùng mà vẫn ốm thì nói "do dùng chưa đủ lâu". Lỗi gì theo Popper? — Đáp án: tiêm chủng học thuyết; cần nói trước dùng bao lâu, đo bằng gì, kết quả nào thì coi là không hiệu quả.
- Viết lại cho bác bỏ được: "Bón phân này lúa sẽ tốt hơn." — Đáp án: ví dụ: "Trên các ô ruộng cùng giống, cùng đất, ô bón phân này cho năng suất trung bình cao hơn ô không bón ít nhất 5%." Có con số, có nhóm so sánh, có điều kiện.
Dùng vào đâu
- Làm nghiên cứu, đề tài khoa học: trước khi thu dữ liệu, ghi rõ kết quả nào sẽ làm giả thuyết sai. Nhiều tạp chí khoa học nay khuyến khích đăng ký trước thiết kế nghiên cứu vì đúng lý do này.
- Đọc quảng cáo, lời khuyên sức khoẻ: hỏi "điều gì sẽ chứng tỏ sản phẩm này không hiệu quả?" Không có câu trả lời là dấu hiệu đáng ngờ.
- Lập trình, kiểm thử: kiểm thử phần mềm tìm lỗi chứ không chứng minh không có lỗi — đúng tinh thần Popper.
- Học tiếp: chương 1 của Conjectures and Refutations là bản dễ đọc nhất; mục "Karl Popper" trên Stanford Encyclopedia of Philosophy.
Câu hỏi thường gặp
Tính có thể bác bỏ của Popper là gì?
Là đặc điểm của một giả thuyết cho phép chỉ ra quan sát cụ thể nào, nếu xảy ra, sẽ chứng tỏ nó sai. Popper dùng đặc điểm này làm tiêu chuẩn phân biệt khoa học với phi khoa học. Giả thuyết càng cấm nhiều điều thì càng nhiều nội dung và càng dễ kiểm.
Vì sao một con thiên nga đen bác bỏ được câu "mọi thiên nga đều trắng"?
Vì từ "mọi thiên nga đều trắng" suy ra "con thiên nga này trắng"; thấy nó đen thì theo modus tollens giả thuyết sai. Ngược lại, hàng nghìn con trắng vẫn không chứng minh được giả thuyết. Popper gọi đây là sự bất cân xứng giữa xác nhận và bác bỏ.
Có phải Popper cho rằng mọi lý thuyết khoa học đều sai?
Không. Popper nói lý thuyết khoa học luôn có thể sai và chưa bao giờ được chứng minh tuyệt đối. Lý thuyết đã vượt qua nhiều phép thử nghiêm khắc được gọi là được củng cố và vẫn được dùng.
Logik der Forschung xuất bản năm nào?
Bản tiếng Đức xuất bản ở Vienna năm 1934. Bản tiếng Anh mở rộng có tên The Logic of Scientific Discovery ra năm 1959. Ý tưởng được trình bày lại dễ đọc hơn trong Conjectures and Refutations năm 1963.
Phê bình chính đối với Popper là gì?
Duhem và Quine chỉ ra rằng quan sát luôn kiểm cả một cụm giả thuyết, nên một kết quả trái không cho biết chính xác giả thuyết nào sai. Kuhn và Lakatos cho rằng các nhà khoa học trên thực tế giữ lý thuyết lâu hơn nhiều so với mô tả của Popper. Chuyện sao Thiên Vương và sao Thuỷ thế kỷ 19 minh hoạ rõ vấn đề này.
