1

CDT212 VETENSKAPSMETODIK

GRUNDLÄGGANDE VETENSKAPSTEORIKOMMUNIKATION OCH FÖRKLARING

KUNSKAPSSKAPANDE FORMER

Gordana Dodig-CrnkovicAkademin för innovation, design och teknik

Mälardalens högskola

2

1. VETENSKAP, KUNSKAP, SANNING

2. KRITISKT TÄNKANDE

3. KOMMUNIKATION OCH FÖRKLARING;

KUNSKAPSSKAPANDE FORMER

4. PROFESSIONELLA OCH SAMHÄLLELIGA FRÅGOR

FÖRELÄSNINGAR

3

SPRÅK OCH KOMMUNIKATION

KUNSKAPSSKAPANDE FORMER

VETENSKAPSTEORETISKA TRADITIONER

EVOLUTION SOM KUNSKAPSSKAPANDE

PARADIGM

KOMMUNIKATION OCH FÖRKLARING, KUNSKAPSSKAPANDE

4

SPRÅK OCH KOMMUNIKATION

Språk är inte identisk med kommunikation.

Vi kommunicerar på andra sätt också

Turordning Intonation Gester (kroppsspråk) Ögonkontakt Beröring Statussymboler och kulturella symboler

5

VAD ÄR KOMMUNIKATION?

Många definitioner, beroende på sammanhang.

Många av definitioner är problematiska, eftersom de använder begrepp som är lika svåra och komplexa som kommunikation.

Om man säger:

“Kommunikation är utbyte av symboler”

frågan är hur definieras symboler.

6

E.O WILSON’S DEFINITION

I sin bok 'Sociobiology' (1975) EdwardO. Wilson skriver:

"Communication occurs when the action or cue given by one organism is perceived by and thus alters the probability pattern of behavior in another organism in a fashion adaptive to either one or both of the participants." (p. 111)

Wilson’s grundläggande idé är påverkan som ett resultat av en organism's beteende på en annan organism.

Denna definition är kopplad till matematiska definitionen av information (Shannon and Weaver, 1949) som minskning av osäkerhet.

7

MARC D. HAUSER’S DEFINITION

Hauser föreslår att vi åtskiljer olika former av kommunikation:

Tecken/antydningar (cue) är alltid “on”

Signal kan bli on eller off (ett skrik)

http://www.edge.org/3rd_culture/bios/hauser.html

8

MEDFÖDDA OCH KULTURELLA TECKEN

Hauser betonar att inom biologin tecken typiskt motsvarar till fenotyp – utseende och beteende

Till exampel tecken (markeringar) som möjliggör för en hane att känna igen en hona, eller intensiva färger som varnar fienden om att ett djur är aggressivt eller farligt

Signaler kan vara medfödda eller kulturella

9

HUR VANLIG ÄR KOMMUNIKATION?

Alla djur har biologiskt-baserad semantik (mening) för signaler.

Fyra grund-F i biologisk semantik:

Feeding (Mat)

Fornication (Reproduktion)Fleeing (Flykt)

Fighting (Strid)

10

MÄNSKLIG KOMMUNIKATION

Vi har många tecken Vi definierar könsroller och sociala roller

med hjälp av tecken – kläder, smink, smycke, bilar

Vi kan använda signaler Detta möjliggör kommunikation med

småbarn och folk som inte pratar samma språk, eller inte kan prata alls

Ett litet barn låter olika när det har ont, eller vill fånga uppmärksamhet, eller är nöjd och glad

11

KOMMUNIKATION HOS DJUR

Alla djur kommunicerar, vissa på väldigt komplext sätt. Alla djur kan sägas förstå och använda någon slags språk

Inget annat djur kan komma i närhet till 2.5-år gammal människa i något språkligt avseende: ordförrådet, olika sätt att uttrycka sig, medellängden på yttranden, komplexiteten av syntax, logiska färdigheter, osv.

12

KOMMUNIKATION, SAMMANFATTNING

Kommunikation är överföring av information, interaktion genom tecken/meddelanden.

Information är meningen som människan tillskriver tecken genom att använde kända konventioner för deras representation.

Tecken är vilken som helst fysisk händelse använd i kommunikation.

Språket är ordförrådet och regler för dess användning.

13

SEMIOTIK

Semiotik är vetenskapen om tecken, som studerar hur människor söker och konstruerar mening.

Semiotik: verkligheten är ett system av tecken!

14

SEMIOTIK – nivåer: syntax, semantik, pragmatik

syntactics

semantics

pragmatics

Three Levels of Semiotics (Theory of Signs)

15

SEMIOTIK

Verkligheten är en konstruktion

Information eller mening är inte innehållet i den fysiska världen som “överförs” till oss – vi aktivt skapar verkligheten genom en komplex växelverkan med världen

Genom att studera tecken, studerar Semiotiken

konstruktionen och underhållet av verkligheten.

16

SEMIOTIK

Ett tecken... är något som står istället för någon eller något annat i något hänseende.

Tecken kan vara ord, symboler, bilder, ljud, gester, objekt…

  Kort sagt, vad som helst kan vara ett tecken förutsatt att

det finns någon som kan tolka den.

17

Ett tecken består av:• signifier (pekare) och• signified (det som pekare pekar på)

 

KATT

(signifier) (signified)

TECKEN

18

Detta är inte en pipa . . . Rene Magritte. . . . Surrealism

19

SPRÅK

Språket delar in verkligheten i olika kategorier på ett konventionellt/godtyckligt/överenskommet sätt.

Världen konceptualiseras på olika sätt i olika kulturer.

Den fullständiga meningen av ett tecken syns först när det sätts i ett sammanhang. Kontexten (sammanhanget) spelar avgörande roll för tolkningen av språket.

20

SPRÅK OCH TANKE

Två uppfattningar om relationen mellan olika språk:

Översättning är möjlig (lingvistisk realism).

Översättning är omöjlig (lingvistisk determinism och linguistisk relativism) - Sapir-Whorf hypothes.

21

VERKLIGHET OCH KOMMUNIKATION 

Om ett träd (i en djungel) faller ner och ingen (någonsin) ser det, har det verkligen fallit?  

 

22

SPRÅKETS HIERARKISKA STRUKTUR

 

Objektspråk Metaspråk

 

I en VETENSKAPLIG ORDBOK (science dictionary) finns ingen definition av vetenskap!

 Ordbok och lexikon är "en ordnad förteckning över en väsentlig del av språks ord …". (Nationalencyklopedin,1994 band 14, s 471).

En definition av VETENSKAP finns i en FILOSOFISK ordbok.

23

DET VETENSKAPLIGA SPRÅKET

SINNESINTRYCK

EMPIRI

TEORI KORRESPONDENS-REGLER

SEMANTISKAREGLER

24

meaning (mening, uppfattning betydelse, innebörd; tanke, avsikt)

mening (view, idea, intention, purpose, object, aim, sense, context, sentence)

uppfattning (opinion, convictions) betydelse (meaning, signification, import, sense,

significance, importance) innebörd (meaning, signification, import, content, purport) tanke (thought, idea, opinion) avsikt (intention, purpose, aim, object, end, motive, intent)

SPRÅKETS MÅNGTYDIGHET - Ord

25

SPRÅKETS MÅNGTYDIGHET- Utsagår

”Mjuk och kul glass”

"Regeringen gör ingenting. Snarare tvärtom". Men... då gör de väl ALLT?

"Självmord tvingar ministrar att avgå" (Självmord medför väl naturlig avgång?)

Läs mer på Avigsidan http://www.avigsidan.com/

SPRÅK OCH KUNSKAP

Vad är egentligen kunskap?

Kunskap är enligt den klassiska kunskapsanalysen sanna trosföreställningar som man har goda skäl för att tro på. Kunskap kan även syfta på vissa färdigheter, som inte låter sig fångas i den klassiska kunskapsanalysen, eftersom den endast behandlar propositionell kunskap.

Vilken betydelse har språket när vi skapar kunskap? Procedural och deklarativ kunskap (Handlingskunskap och vetande)

26

Språk och Kunskap, Israel, Joachim

VETENSKAPSBEGREPPET

Det är långtifrån all kunskap som brukar betecknas som vetenskaplig. Diskussionen kompliceras av betydelseskillnader mellan å ena sidan det svenska ordet ”vetenskap” och dess motsvarighet på tyska och nordiska språk, å andra sidan engelskans ”science” med dess motsvarigheter på romanska språk, däribland franska.

S-O Hansson, Konsten att vara vetenskaplig

27

VETENSKAPSBEGREPPET

Det svenska ordet ”vetenskap” har liksom tyskans ”Wissenschaft” ett liknande betydelseursprung som ”science”. Även detta ord betydde från början ”kunskap”. I sin akademiska användning har det från början haft en vidare innebörd än ”science”. Det innefattar alla de akademiska specialiteterna, inklusive humaniora.

S-O Hansson, Konsten att vara vetenskaplig

28

”REN” OCH ”TILLÄMPAD” VETENSKAP

Vetenskapsfilosofin har i regel fokuserat på episteme, den ”rena” forskningen, som syftar till vetande.

En stor del av all forskning som bedrivs är emellertid handlingsinriktad, och syftar till techne. Med andra ord bedrivs den för att vi bättre ska kunna uppnå uppsatta praktiska mål. Två av de största forskningsområdena, medicin och teknikvetenskap, är till sin grundkaraktär handlingsinriktade. Detsamma gäller stora delar av samhällsvetenskapen.

Konsten att vara vetenskaplig(Kompendium SO Hansson)

29

PRAKTIKERKUNSKAP (HANDLINGSKUNSKAP) S.D.N. Cook och J.S. Brown förordar att mycket av det

nuvarande arbetet om organisatorisk kunskap, intellektuellt kapital, kunskapsskapande organisationer, kunskapsarbetare och liknande baseras på en enkel traditionell förståelse av hur kunskap naturligt uppstår. I denna "kunskap som man besitter", behandlas kunskap som något som människor besitter, har tillgång till. Ännu kan inte denna vision redogöra för kunnandet som kan finnas hos individer och i gruppers handlingar, känd som "kunskap i handling.”

Cook, S.D.N., & Brown, J.S. (1999). Bridging epistemologies: The generative dance between organizational knowledge and knowing. Organizational Science, 10(4), 381–400.

30

VETANDE vs. HANDLINGSKUNSKAP(Knowledge vs. Skill)

Traditionella kunskapsteorin ger förmån för uttalad- före underförstådd- kunskap. Den har också en benägenhet för att ge förmån till individuell kunskap före gruppers kunskap. Man åtskiljer:

handlingskunskap (knowing, skill)

vetande (knowledge)

Organisationer (informationsnätverk) förstås bättre om uttalad-, tyst-, individ- och gruppkunskap tas hänsyn till som fyra olika former av kunskap.

31

Kollaborativt kunskapsbyggande

Salmons femstegsmodell för lärande på webbenSalmon, G. (2000). E-moderating: the key to teaching and learning on line. London, Kogan Paul. :

1. Individuell tillgång till datorförmedlad kommunikation;

2. Socialisering på nätet och formulering av nätidentitet

3. Informationsutbyte bland de lärande;

4. Kunskapskonstruktion genom kollaborativ diskussion och interagerande;

5. Utvecklande av metatänkande och tillämpning av vetande och handlingskunskap.

32

33

METODSKOLOR INOM VETENSKAPEN

Vetenskap syftar till att åstadkomma pålitlig kunskap Vad är en vetenskaplig metod? - meningarna går isär... Det har funnits olika åsikter under olika tider (och

fortfarande...)

34

TRADITIONELLA VETENSKAPSIDEAL

Sanning Universalitet Intersubjektivitet Reproducerbarhet Öppenhet Internationalitet Enkelhet Falsifierbarhet

Relevans Generalitet Validitet Klarhet Nyhet Vetenskaplig trovärdighet Estetik

35

VETENSKAPSTEORETISKA TRADITIONER: ANTIKEN

Platon Oföränderliga, eviga idealbilder - den perfekta sanningen

existerar i en abstrakt tankevärld Vad vi ser är ofullständiga reflektioner, avbildningar Aristoteles Vetenskaplig forskning blir framförallt logiska resonemang

och tankeexperiment

36

VETENSKAPSTEORETISKA TRADITIONER: MEDELTIDEN

Det klassiska resonerande angreppssättet levde kvar. Premisserna som man resonerade från, eller de absoluta

sanningar man sökte, var givna av Gud. Dogmatisk teologi. St Thomas Aquino (1200-talet).

37

VETENSKAPSTEORETISKA TRADITIONEREMPIRISTERNA

Francis Bacon 1500-talet vetenskaplig metod, en av de första som aktivt jobbade med vetenskapsteori.

Hume och andra, 1600-talets England Galileo, vetenskaplig praktik och teori Newton (praktiska resultat) Ny ("modern") världsbild Den materiella världen intressant i sig själv Observationer, experiment, induktion

38

VETENSKAPSTEORETISKA TRADITIONER: KONTINENTALSKOLAN

Rationalism: 1600- och 1700-talen: filosoferna René Descartes, Baruch Spinoza och Gottfried Wilhelm Leibniz

Empirism: endast det som bevisats erfarenhetsmässigt kan betraktas som tillförlitligt. Francis Bacon på 1600-talet John Locke, George Berkeley fortsätter med David Hume under upplysningen.

Under Upplysningen fick Newtons teorier också filosofiska konsekvenser. Immanuel Kant (1724-1804)

Så småningom dialektiker Hegel, Marx

39

VETENSKAPSTEORETISKA TRADITIONERNUTIDEN...

Positivism* Hermeneutik Kritisk rationalism

*(Inklusive Behaviorism som är samhällsvetenskapernas positivism).

För vidare läsning se  Vetenskapens idéhistoria(Kompendium J Molander)

40

Kunskapsteoretisk utveckling

Kant

Hume

Russell, Carnap, Wittgenstein Popper

Platon, Aristoteles

Descartes

St Thomas av Aquino

Hegel

Hermeneutik Positivism Kritisk rationalism

41

TVÅ HUVUDSAKLIGA VETENSKAPLIGA SYNSÄTT

POSITIVISM. Det naturvetenskapliga synsättet.

HERMENEUTIK. Det samhällsvetenskapliga synsätt.

Forskningen är ett sökande efter mening och sammanhang.

Tolkningar tar hänsyn till sammanhanget. Tolkningar är

tids-, kultur- och personbundna.

42

TVÅ OLIKA TILLVÄGAGÅNGSSÄTT

Nomotetiskt (kopplad till positivismen):Verkligheten är objektiv.Sökande efter sann kunskap.

Ideografiskt (kopplad till hermeneutiken):Verkligheten är subjektiv, upplevd.Sökande efter upplevd kunskap.

43

TVÅ TYPER AV DATA OCH ANALYS

Kvantitativ (mätningar, strukturerad analys, enkät):Bestämmer mängd; hur mycket.Fastställer relationer.

Kvalitativ (intervju, litteraturstudie, iakttagelser):Beskriva och förstå fenomen.Beskriva sammanhang.Bestämma art (sortering).

44

POSITIVISM

"Wiencirkeln" 1920-talet (Carnap & Co ) Genom empiriska observationer ställa upp och verifiera

teorier Naturvetenskapligt inriktad Idealteorin skulle vara en matematisk, exakt och empiriskt

verifierad modell Karakteriseras av kvantitativa metoder

45

POSITIVISTERNAS DEFINITION AV VETENSKAPLIG KUNSKAP

All verklig och vetenskaplig kunskap framgår ur empiriska

observationer och bör vara så objektiv som möjligt

Metafysisk spekulation (typ Platon) är inte vetenskap

46

POSITIVISTERNAS DEFINITION AV VETENSKAPLIG KUNSKAP

Teorier bör kunna verifieras empiriskt

Ren deduktion är tautologisk. Deduktiva resonemang som

säger sig ge kunskap om verkligheten är meningslösa.

Vetenskaplig kunskap är i sista hand induktiv.

47

HERMENEUTIK

Hegel, Heidegger Att försöka uppnå högre grad av (med nödvändighet)

subjektiv förståelse Tolkning av verkligheten Samhällsvetenskapligt inriktad Exempel: att tolka en dikt, bok, tavla, ett historiskt

händelseförlopp Nästan aldrig kvantitativa metoder

48

HERMENEUTIKERNAS DEFINITION AV VETENSKAPLIG KUNSKAP

Kunskap måste bidra till att öka inre förståelse. Alternativ ståndpunkt: kunskap som inte uttrycks i

handling är inte kunskap, vetenskapen skall frigöra de förtryckta - Frankfurt-skolan

Siffror är tråkiga och varför skall doktorsavhandlingar tryckas - publicera den som ett rollspel …

49

POSITIVISM KONTRA HERMENEUTIK

Objektiv, verifierad sanning kontra subjektiv förståelse Matematiska modeller kontra nya språk (karikerat) Naturvetenskap kontra samhällsvetenskap

(hermeneutiker håller sig till samhällsvetenskap) Induktiv (och deduktiv) logik kontra dialektik.

50

KRITISK RATIONALISM

Popper, Karl Vi kan aldrig verifiera en teori, endast falsifiera (förkasta den) ”Försök och misstag” (trial and error) Jämför två eller flera teorier empiriskt och välj den bästa

teorin = den som vi inte kunde förkasta Hur verifierar vi hypotesen att teorin är förkastad?

51

POPPERS AVGRÄNSNING AV VETENSKAP- DEMARCATION

En teori som inte i princip kan förkastas genom empiriska observationer är inte vetenskaplig

Teorier som alltid förklarar och stämmer med allting är inte vetenskapliga - de är religion eller metafysik

Ju otroligare teori desto bättre - s k djärva hypoteser - om det visar sig att den inte går att förkasta

52

KRITISK RATIONALISM KONTRA POSITIVISM

Falsifikation kontra verifikation Ersätta teorier som har visat sig stämma dåligt med

observationer med sådana som tills vidare förefaller att stämma bättre kontra att empiriskt verifiera teorier.

53

POPPERS KRITISKA RATIONALISM

Vi kan inte verifiera induktivt framtagna hypoteser/teorier, endast falsifiera dem.

En misslyckad falsifiering leder till en provisorisk sanning. Alla teorier/hypoteser ska kunna falsifieras.

54

KUHN: VETENSKAPLIGA PARADIGMER

Ett vetenskaplig paradigm är en uppsättning

grundantaganden - "världsbild" - som en viss grupp

forskare utgår från och inom vars ramar de arbetar.

Man kan inte tvivla på allt om man skall få något gjort.

Paradigmer innefattar t ex begrepps apparaturen

(terminologin) samt ett gemensamt metodsynsätt.

55

PARADIGMSKIFTEN

Inom paradigmet bedrives normalvetenskap. Det finns alltid anomalier = fakta som inte passar in.

Förr eller senare får man fram sådana resultat som inte är förenliga

med de grundantaganden man arbetar utgående ifrån.

Då måste man börja ifrågasätta grundantagandena - ändra

paradigmet.

Thomas Kuhn: The Structure of Scientific Revolutions.

56

Naturvetenskaper(Fysik, Kemi,

Biologi, …)2

Samhälsvetenskaper(Ekonomi, Sociologi,

Antropologi, …)3

Humaniora(Filosofi, Historia,

Linguistik …)4

Logik

&

Matematik

1

Kultur(Religion, Konst, …)

5

KLASSISKA VETENSKAPER I SIN KULTURELLA KONTEXT

com

putin

g

57

POSITIVISM (1)

Enhetsvetenskapsidealet Idealet om den vetenskapliga kunskapens logiska karaktär Enbart empirisk och definitionsmässig sanning Den logiska empirismen och den logiska positivismen

58

POSITIVISM (2)

Värden hör ej till vetenskapen Teoretiska termer reducerbara till empiriska Demarkationskriterium: verifierbarhet Den logiska empirismen och den logiska positivismen ”covering law*” förklaringar symmetri mellan förklaring och prediktion

59

“COVERING-LAW“ FÖRKLARINGAR

Enligt "covering-law"-synen på förklaringar, förklarar man ett fenomen om man logiskt kan visa att fenomenet ifråga faller under en naturlag.

Då blir en förklaring ett logiskt argument, där premisserna utgörs av lagsatser och initialvillkor, och där slutsatsen är en beskrivning av fenomenet ifråga.

60

HERMENEUTIK

Kritik av "covering law"-modellens tillämpbarhet i samhällsvetenskap

Singulära teorier meningsfulla Förståelse det centrala begreppet (betydelse, mening) Engagemang viktigt Historisk perspektiv viktig Deltagande observation Kvalitativa data

61

BEHAVIORISM

Samhällsvetenskapernas positivism Konstanta sociala samband Observationer oproblematiska Rationalitets-antagande Objektivitet Statistisk analys

62

FUNKTIONALISM

System, självreglering Rationalism-antagande (bland människor) Analytiska modeller

63

Paradigm: An overall framework, pattern or premises to which subsequent evidence is made to conform.

ETT EXEMPEL PÅ RÅDANDE PARADIGM:

EVOLUTION

EVOLUTION AS A PARADIGM OF A PROCESS INCREASING COMPLEXITY

Complexity as a new global paradigm is shared by a large part of the scientific community. Complexity clearly fulfills one of the basic premises of a paradigm in the sense of Kuhn by constituting a new way to pose and solve a set of problems in a certain scientific area. It represents a radical shift of perspective with respect to previously prevailing ideas by placing emphasis on probabilistic views, predictability, information processing, evolution, and adaptation.

Evolution in Physics - development of the universe from the Big Bang until now, Chemistry – increasing complexity of chemical compounds, Biology, History, …

64

65

EVOLUTION IN BIOLOGY

"This year was not marked by any of those striking discoveries which at once revolutionise… science”

(Thomas Bell, president of the Linnean Society of London, summarizing the year 1858, the year in which Darwin had presented his theory of evolution to the Society)

66

A BRIEF HISTORY OF BIOLOGY

1859: CHARLES DARWIN EVOLUTION = VARIATION+SELECTION

1865: GREGOR MENDEL UNITS OF TRANSMISSION OF TRAITS

1920S: POPULATION GENETICS (PROBABILITIES) 1940S: MODERN SYNTHESIS(VARIATION=MUTATION) 1944: DNA 1953: GENETIC CODE 1960S: TRANSLATION OF FOUR-LETTER GENETIC CODE INTO

TWENTY-LETTER LANGUAGE OF PROTEINS 2000s: HUMAN GENOME - completion of the human genetic

sequence

67

DESIGN WITHOUT A DESIGNER

THE EVOLUTIONARY PARADIGM: SELECTION AND VARIATION

(I.E. ENVIRONMENT AND RANDOMNESS)

DESIGN EMERGES SPONTANEOUSLY VIA AN ALGORITHMIC PROCESS

68

THE MANY FACES OFEVOLUTION

Evolution: change over time. Biological Evolution: the change in the frequency of

genetic variations (alleles) in a population of organisms over time.

The Evolutionary Paradigm: the origin and nature of the universe are products of natural forces.

69

WHY USE EVOLUTION AS A MODEL FOR SOLVING COMPUTATIONAL PROBLEMS?

70

THE NATURE OF COMPUTATIONAL PROBLEMS

Require algorithm to be adaptive or to construct original solution (e.g. interfaces that must adapt)

Require search through many possibilities to find a solution (e.g. search through sets of rules for one set that best predicts the ups and downs of the financial markets) Search space too big - search won’t return within our

lifetimes These types of problems are better solved using a parallel

approach

71

Why Evolution Proves to be a Good Model for Solving Some Classes of Problems (1)

Evolution is in effect a method of searching for the best (optimal) solution from a great number of possibilities

Possibilities - all individuals Best solution - the most “fit” or well-adapted individual

Evolution is a parallel process Testing and changing of numerous species and individuals

occur at the same time (or, in parallel)

72

Why Evolution Proves to be a Good Model for Solving Some Classes of Problems (2)

Evolution can be seen as a method that designs new (original) solutions to a changing environment

73

When to Use Evolutionary Computing Strategies?

When space to be searched is large When the “best” solution is not necessarily required Approach to solving a problem not well-understood Problems with many parameters that need to be

simultaneously optimized Problems that are difficult to describe mathematically

Evolutionary Robotics and ALife

Evolutionary Robotics (ER) is a methodology that uses evolutionary computation to develop controllers for autonomous robots. Algorithms in ER frequently operate on populations of candidate controllers, initially selected from some distribution. This population is then repeatedly modified according to a fitness function. In the case of genetic algorithms (or "GAs"), a common method in evolutionary computation, the population of candidate controllers is repeatedly grown according to crossover, mutation and other GA operators and then culled according to the fitness function.

Artificial life (commonly Alife or alife) is a field of study and an associated art form which examine systems related to life, its processes, and its evolution through simulations using computer models, robotics, and biochemistry.

Wikipedia74