CDT212 VETENSKAPSMETODIK GRUNDLÄGGANDE VETENSKAPSTEORI KOMMUNIKATION OCH FÖRKLARING KUNSKAPSSKAPANDE FORMER Gordana Dodig-Crnkovic Akademin för innovation, design och teknik Mälardalens högskola 1
FÖRELÄSNINGAR 1. VETENSKAP, KUNSKAP, SANNING 2. KRITISKT TÄNKANDE 3. KOMMUNIKATION OCH FÖRKLARING; KUNSKAPSSKAPANDE FORMER 4. PROFESSIONELLA OCH SAMHÄLLELIGA FRÅGOR 2
KOMMUNIKATION OCH FÖRKLARING, KUNSKAPSSKAPANDE SPRÅK OCH KOMMUNIKATION KUNSKAPSSKAPANDE FORMER VETENSKAPSTEORETISKA TRADITIONER EVOLUTION SOM KUNSKAPSSKAPANDE PARADIGM 3
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 4
VAD ÄR KOMMUNIKATION? Många definitioner, i i 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. 5
EOWILSON S E.O 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'ss beteende på en annan organism. Denna definition är kopplad till matematiska definitionen av information (Shannon and Weaver, 1949) som minskning av osäkerhet. 6
MARC D. HAUSER S 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 /3 d /bi /h l 7
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 8
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) 9
MÄNSKLIG KOMMUNIKATION Vi har många tecken Vi definierar könsroller och sociala roller med dhjälp 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 10
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 e e av syntax, logiska färdigheter, e osv. 11
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. ti Tecken är vilken som helst fysisk händelse använd i kommunikation. Språket är ordförrådet och regler för dess användning. 12
SEMIOTIK Semiotik är vetenskapen om tecken, som studerar hur människor söker och konstruerar mening. Semiotik: verkligheten är ett system av tecken! 13
SEMIOTIK nivåer: syntax, semantik, pragmatik Three Levels of Semiotics (Theory of Signs) syntactics semantics pragmatics 14
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. 15
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. 16
TECKEN KATT (signifier) (signified) Ett tecken bestårav: signifier (pekare) och signified ifi d(det som pekare pekar på) 17
Detta är inte en pipa... Rene Magritte.... Surrealism 18
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. 19
SPRÅK OCH TANKE Två uppfattningar om relationen mellan olika språk: Översättning är möjlig (lingvistisk realism). Översättning är omöjlig (lingvistisk determinism och linguistisk istisk relativism) ism) - Sapir-Whorf hypothes. 20
VERKLIGHET OCH KOMMUNIKATION Om ett träd (i en djungel) faller ner och ingen (någonsin) ser det, har det verkligen fallit? 21
SPRÅKETS HIERARKISKA STRUKTUR Objektspråk Metaspråk I en VETENSKAPLIG ORDBOK (science dictionary) finns ingen definition iti 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. 22
DET VETENSKAPLIGA SPRÅKET TEORI KORRESPONDENS- REGLER EMPIRI SINNESINTRYCK SEMANTISKA REGLER 23
SPRÅKETS MÅNGTYDIGHET - Ord 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) 24
SPRÅKETS MÅNGTYDIGHET- Utsagår Mjuk och kul glass "Regeringen gör ingenting. Snarare tvärtom". Men... då gör de väl ALLT? "Självmord tvingar ministrar i att avgå" (Självmord medför väl naturlig avgång?) Läs mer på Avigsidan http://www.avigsidan.com/ 25
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 k (Handlingskunskap och vetande) Språk och Kunskap, Israel, Joachim 26
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 a sidan engelskans s science ce 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 pa amål. Två åav desösa största forskningsområdena, os 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 i 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 Si 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 webben Salmon, 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
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...) 33
TRADITIONELLA VETENSKAPSIDEAL Sanning Universalitet Intersubjektivitet Reproducerbarhet Öppenhet Internationalitet Enkelhet Falsifierbarhet Relevans Generalitet Validitet Klarhet Nyhet Vetenskaplig trovärdighet Estetik 34
VETENSKAPSTEORETISKA TRADITIONER: ANTIKEN Platon Oföränderliga, eviga idealbilder - den perfekta sanningen existerar i en abstrakt tankevärld Vad vi ser är ofullständiga reflektioner, avbildningar Aristoteles Vetenskaplig pgforskning blir framförallt logiska resonemang och tankeexperiment 35
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). 36
VETENSKAPSTEORETISKA TRADITIONER EMPIRISTERNA Francis Bacon 1500-talet vetenskaplig pg 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 37
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 38
VETENSKAPSTEORETISKA TRADITIONER NUTIDEN... Positivism* Hermeneutik Kritisk rationalism *(Inklusive Behaviorism som är samhällsvetenskapernas positivism). För vidare läsning se Vetenskapens idéhistoria (Kompendium J Molander) 39
Platon, Aristoteles Kunskapsteoretisk utveckling St Thomas av Aquino Hume Descartes Kant Hegel Russell, Carnap, Wittgenstein Popper Hermeneutik Positivism Kritisk rationalism 40
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. 41
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. 42
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). 43
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 44
POSITIVISTERNAS DEFINITION AV VETENSKAPLIG KUNSKAP All verklig och vetenskaplig kunskap k framgår ur empiriska i observationer och bör vara så objektiv som möjligt Metafysisk spekulation (typ Platon) är inte vetenskap 45
POSITIVISTERNAS DEFINITION AV VETENSKAPLIG KUNSKAP Teorier bör kunna verifieras empiriskt i Ren deduktion är tautologisk. Deduktiva resonemang som säger sig ge kunskap om verkligheten är meningslösa. Vetenskaplig kunskap är i sista hand induktiv. 46
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 47
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 48
POSITIVISM KONTRA HERMENEUTIK Objektiv, verifierad sanning kontra subjektiv förståelse Matematiska ti modeller kontra nya språk (karikerat) Naturvetenskap kontra samhällsvetenskap (hermeneutiker håller sig till samhällsvetenskap) Induktiv (och deduktiv) logik kontra dialektik. 49
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? 50
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 i eller metafysik Ju otroligare teori desto bättre - s k djärva hypoteser - om det visar sig att den inte går att förkasta 51
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. 52
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. 53
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. 54
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. 55
KLASSISKA VETENSKAPER I SIN KULTURELLA KONTEXT Kultur (Religion, Konst, ) 5 Logik & Matematik 1 Naturvetenskaper (Fysik, Kemi, Biologi, ) 2 Samhälsvetenskaper (Ekonomi, Sociologi, Antropologi, ) 3 Humaniora (Filosofi, Historia, Linguistik ) 4 56
POSITIVISM (1) Enhetsvetenskapsidealet Idealet om den vetenskapliga kunskapens logiska karaktärktä Enbart empirisk och definitionsmässig sanning Den logiska empirismen i och den logiska positivismen i 57
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 58
COVERING-LAW 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. 59
HERMENEUTIK Kritik av "covering law"-modellens tillämpbarhet i samhällsvetenskap Singulära teorier meningsfulla Förståelse det centrala begreppet (betydelse, mening) Engagemang viktigt t Historisk perspektiv viktig Deltagande observation Kvalitativa data 60
BEHAVIORISM Samhällsvetenskapernas positivism Konstanta sociala samband Observationer oproblematiska Rationalitets-antagande Objektivitet Statistisk analys 61
FUNKTIONALISM System, självreglering Rationalism-antagande (bland människor) Analytiska modeller 62
ETT EXEMPEL PÅ RÅDANDE PARADIGM: EVOLUTION Paradigm: An overall framework, pattern or premises to which subsequent evidence is made to conform. 63
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 i 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
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) 65
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 66
DESIGN WITHOUT A DESIGNER THE EVOLUTIONARY PARADIGM: SELECTION AND VARIATION (I.E. ENVIRONMENT AND RANDOMNESS) DESIGN EMERGES SPONTANEOUSLY VIA AN ALGORITHMIC PROCESS 67
THE MANY FACES OF EVOLUTION 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. 68
WHY USE EVOLUTION AS A MODEL FOR SOLVING COMPUTATIONAL PROBLEMS? 69
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 70
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) 71
Why Evolution Proves to be a Good Model for Solving Some Classes of Problems (2) Evolution can be seen as a method that t designs new (original) solutions to a changing environment 72
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 t are difficult to describe mathematically ti 73
Evolutionary Robotics and ALife Evolutionary Robotics (ER) is a methodology that t 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. Wikipedia 74