Tudomány és történet

Megjelent: Tudomány és történelem címmel Iskolakultúra. XIV. évfolyam 2004/6-7. 222-226. Forrai Gábor – Margitay Tihamér (szerk.): Tudomány és történet.

Fehér Márta 60. születésnapja alkalmával jelent meg Tudomány és történet címmel tanulmánykötet Forrai Gábor és Margitay Tihamér szerkesztésében a Typotex Kiadó gondozásában. 
	A kötet Fehér Márta köszöntésével indul, melyben a szerző, Kelemen János kiemeli, hogy Ő az, aki az elsők közt kezdett el foglalkozni a tudományfilozófia pozitivista fordulata által feltett kérdésekkel. És ez lényegében azt is jelentette, hogy Ő honosította meg hazánkban magát a tudományfilozófiát önálló diszciplínaként. 
	Ezt követően a 15 tanulmányt három nagy kérdéskör köré csoportosították a szerkesztők, melyek a következők: „Módszer”, a „Fogalom” és a „Történet”. Jelen ismertetőnkben nem kívánjuk mindegyiket elemezni, csak néhány olyan momentum kiemelését tesszük meg, melyek valamilyen módon kapcsolódnak a természettudományos neveléshez, azon belül is elsősorban a fizika tanításához. 
	Az első rövid tanulmány Vámos Tibor: Az episztemé lehetősége, melyben a tudomány metamodelljét elemzi. A kérdéskör fontos napjainkban, hiszen nagyon megnőtt a különböző áltudományos nézetek köre. Ezért foglalkozni kell olyan kérdésekkel, hogy mikor is tekinthető egy elképzelésrendszer tudományosnak, illetve milyen módon is lehet tudományos ismeretekhez jutni. Leszögezi, hogy lényeges elemnek kell lennie minden esetben a kellő mennyiségű és reprodukálható megfigyelésnek, amely szükséges mind a modellépítéshez, mind a modell érvényesnek tekintéséhez is. Persze felmerül a kérdés, hogy mit is jelent a kellő mennyiség? Erre a kérdésre azt a választ adja, hogy amennyi az adott időpontban az adott szakterületen az adott ismeretek alapján csak lehetséges. 
	Ugyanakkor felhívja a figyelmet a mintavételi bizonytalanságokra is, melyben benne van a mintavétel módja, a pillanatnyilag elérhető mérési pontosság, a reprodukálás körülményei, de kitér a szociológiai kérdőívek problémáira is. Ezek azért fontos kérdések az oktatás számára is, hiszen a tanulók is olvasnak különféle újságokat, néznek TV-t, és egyéb a média világába tartozó dologgal kerülnek kölcsönhatásba, ahol a legkülönbözőbb felmérések, közvélemény kutatások adataival bombázzák őket. Ezek között pedig el kell igazodnia. Meg kell tanítani a gyerekeket kritikus kérdések feltevésére, mint pl. milyen mintán végezték el a felmérést, vagy vizsgálatot, hogyan értékelték ki stb. Gondoljunk csak a különböző samponok reklámjaira, mint háromszor csillogóbb stb. 
	Margitay Tihamér tanulmányának címe: Quine, megismerés és kognitív szabadság, mely szintén az oktatás számára is komoly témát dolgoz fel, nevezetesem hogy mennyiben az ember szabadsága az, hogy azt tekinthessen tudásnak, amit akar. „Milyen korlátok akadályozhatják meg, hogy a legvadabb képzelgéseinket tudásnak tekintsük, és milyen szabadság áll az alkotó fantázia rendelkezésére?” Megemlíti, hogy a tudás mibenlétére vonatkozóan a filozófiai vitákban nagyon eltérő nézetek vannak jelen, de a különböző hiteknek kell, hogy valamilyen kritériuma legyen, hogy azt ténylegesen tudásnak tekinthessük. E kérdések boncolgatása közben hivatkozik Quine híres aluldetermináltsági tételére. Ez azt állítja, hogy a lehetséges empirikus adatok nem határozzák meg egyértelműen a különböző elméleteket. Akár két, egymásnak ellentmondó elmélet is leírhatja ugyanazokat a tapasztalatokat. 
	Rámutat arra, hogy az aluldetermináltsági tétel hátterében valójában az indukció általános problémája van. Ugyanis egy elmélet mindig túlmutat a megfigyeléseken. Aszimmetrikus viszony van az elméleti általánosítások és a megfigyelések között. És ennek fontos következményei vannak az oktatás számára is. Ugyanis pl. a fizika tanítása során rendszeresen történik ilyesmi. Van néhány megfigyelés, vagy jobb esetben mérési adat, melyek után azt mondjuk a tanulóknak, hogy ebből a néhány esetből általánosítunk, és máris megfogalmazzuk a legkülönbözőbb fizikai törvényszerűségeket, melyeket a gyerekeknek, mint a tapasztalatból következő dolgot, arra hivatkozva, meg kell tanulnia. De arról sohasem esik szó, hogy maga a tapasztalat is mindig feltételez egy elméleti keretet.
	A szerző leírja, hogy mind a tudós, de akár a hétköznapi gyakorlatban is minden ember, amikor nem az elvárásainak megfelelő, esetleg annak ellentmondó megfigyeléssel találkozik, akkor a legtöbb esetben nem az elméleti előrejelzéseit vizsgálja felül, hanem inkább a megfigyelést. Erre ragyogó példa a fizika oktatásból az, amikor két különböző tömegű testet, pl. azonos térfogatú műanyag és vasgolyót azonos (1-15,m) magasságból leejtünk. A kísérletet ténylegesen nagyon sokszor elvégeztük, különböző gyerekcsoportokban 6. és 7. osztályokban. Megkérdeztük a gyerekeket, hogy hány koppanást várnak. A válasz a legtöbb esetben az volt, hogy kettőt, néhányan azt is hozzátették, hogy azért mert a nehezebb test, a vas, gyorsabban esik. Ez után elvégeztük a kísérletet. A két golyó egyszerre ért földet, így csak egy koppanást lehetett hallani. Majd megkérdeztük, hogy hány koppanást hallottak. Akik kettőt vártak, azok természetesen kettőt. Majd elvégeztük úgy is a kísérletet, hogy csak az egyik golyót engedtük el, de ekkor megkértük a gyerekeket, hogy fejüket tegyék a padra, és úgy figyeljenek. Akik két koppanást vártak, azok ebben az esetben is kettőt hallottak. Nagyon meg voltak lepve, mikor megmutattuk, hogy pedig csak az egyik golyót engedtük el.
	Egy másik, érdekes példa az, amikor két különböző hőmérsékletű vizet összeöntünk. Mondjuk 1 liter 20°C-os vizet és 1 liter 40°C-os vizet. Amikor megkérdezzük, hogy mennyi lesz az eredmény, sokan válaszolják azt, hogy 60°C. Majd elvégzik a gyerekek a kísérletet. Mikor nem a várt eredményt kapják, többen jelentkeznek, hogy elromlott a hőmérő és kérnek másikat, majd azt is cserélni akarják. És lehetne sorolni a példákat a fizika egyéb területeiről is. A szakmódszertani kutatások egyik fontos területe az, hogy felkutassuk, milyen jellegű előzetes elképzeléseik vannak a gyerekeknek a különböző fizikai jelenségekkel kapcsolatban. 
	Arra is találunk azonban példát, amikor a jelenségek leírásához, hogy tudományfilozófiai szakzsargont használjunk, két „rivális elméletet” tanítunk. Ilyen a hullám-részecske kettősség, pl. a fény, illetve az elektron esetében. Mivel ez csak a 11. évfolyamon kerül elő, itt ezt meg is mondjuk a gyerekeknek. 
	Kifejezetten érdekesnek találtam ebben a tanulmányban a megismerés társadalmi jellegével kapcsolatos fejtegetéseket. Mivel a megismerést már eleve társas vállalkozásnak tartja, ezért hangsúlyozza, hogy ehhez viszont együttműködés szükséges, ami pedig feltételez egy közös alapot, a hiteknek egy közös rendszerét. És ezt a közös rendszert a nevelés és az oktatás alakítja ki, mégpedig a jutalmazás és a büntetés mechanizmusával. Valójában a képzés, az oktatás során teszünk szert olyan képességekre és jártasságokra, melyek a közösség által preferált hiteket erősítik meg. A tanulási folyamatban olyan észlelési mechanizmusokat alakítanak ki és gyakoroltatnak be az új generáció tagjaival, a növendékekkel, amelyek az adott közösség által preferált hitek és meggyőződések kialakításához és elfogadásához szükségesek. Ezzel eléri, hogy pozitív értékeket rendeljünk az elméletek egy meghatározott csoportjához, míg negatívat az azokkal össze nem egyeztethető csoportokhoz. Amikor felmerül egy újfajta elképzelés, akkor az ellen néha fellép a közösség, néha drasztikusan is, de attól az eszmét még általában nem sikerül kiirtani. „Az új eszmék hirdetőit néha megégetik, de eszméiket nem irtják ki.”
	Fontos elemnek tartja az interszubjetkivitást az episztemológia számára, ami körülbelül annyit jelent, hogy egy adott kísérlet eredményeképp mindenki ugyanazt látná, ugyanazt tekintené igaznak. De a különböző emberek, akár nagyon sok ember jóváhagyása sem jelent semmiféle garanciát arra, hogy az adott hitek megfelelnek a tapasztalatnak, „sok ember ugyanúgy tévedhet egy irányba, mint egy.”
	Két tanulmány foglalkozik Kuhn munkásságával, rámutatva annak ellenmondásos, esetleg hiányos voltára, melyeket maga Kuhn is elismert. Az egyik Laki János: A tudomány története – a történet tudománya, a másik Hronszky Imre: „Kuhn”-értelmezések egy részben félreértett és egy figyelmen kívül hagyott szerzőtől”.
Kuhn azért fontos számunkra, mivel a különböző szakdidaktikai kutatásokból az látszik, hogy a gyerekeknek sok területen vannak hasonló elképzelései egy adott dologgal kapcsolatban, mint az a régebbi korok emberére volt jellemző. És amit az oktatás során szeretnénk elérni az éppen az, hogy a napjainkban elfogadott elméleti rendszerek, hitek felhasználásával próbálják meg inkább a gyerekek világmagyarázatukat megalkotni. És ekkor gyakran fordulunk Kuhn a tudományos forradalmakkal kapcsolatos elképzelése felé, hogy lám, a tudomány történetében is bekövetkeztek forradalmi változások, valami ilyesmit kellene nekünk pedagógusoknak is elérni a gyermeki tudatban. De mi is a helyzet Kuhnal, és legfőképp mit tudunk ebből profitálni az oktatásban?
	A fent említett tanulmányokban, de igazából már Kuhn több kortársa is kifogásolta a tudományos forradalomról alkotott elképzelést. Valójában maga Kuhn is igazából a normál tudomány rejtvényfejtő tevékenységének felismerését tekinti legalapvetőbb eredményének. A tudomány történetében valójában nem voltak forradalmak sem az egyénekben, sem pedig a tudományos közösségek esetében. A különböző elképzelések megváltozása inkább csak messziről, sok évvel későbbről látszanak forradalminak, ellenben „minél alaposabb a történetíró, minél részletesebben deríti fel a tudománytörténetet, az annál folytonosabb lesz”.
Inkább sok-sok kis elemi lépés megtételével haladtak előre a tudósok és a tudományos közösségek is. Nem voltak hirtelen nagy ugrások. A kvantummechanika kialakulásához néhány évtizedre volt szükség, de az első igazán nagy átalakuláshoz, az arisztotelészi fizikától a newtoni fizikáig viszont évszázadok kellettek. 
		Kuhn fontos felfedezése ugyanakkor, hogy a tudományos gondolkodásban időnként nagy változások következnek be. Ennek eredményeképp megváltozik az igaznak tekintett állítások halmaza, a jelenségek leírására és értelmezésére használt fogalomkészlet. Ezeket egy darabig összemérhetetlennek tartotta. Az első időkben kommunikációs zárlatról is beszélt, hiszen a 20. századi nyelvvel kell leírni a régebbi korok elméletét. De később rájött, hogy a probléma közel sem akkora súlyú, mint amilyennek látszott. 
A tudósokat néha „alvajáróként” állította be, akik néha nem igazán értették, hogy mit miért is tesznek. Ezt a típusú ismeretszerzési folyamatot mutatja be Arthur Koestler: Alvajárók című könyve, melyben Kopernikusz, Kepler és Galilei felfedezései, munkájuk életszerű bemutatása áll a középpontban. Rendkívül érdekes és hasznos olvasmány lehet ez a mű is a tanárkollegák számára, mely sokat segíthet abban, hogy megértsék tanítványaikat. Különösen Keplerre mondható el, hogy nem igazán volt tudatában munkája korszakalkotó jelentőségének, egyszerűen „csak tette” amiről úgy gondolta, hogy hasznos lehet. Igazi jelentősége Newton kézében vált nyilvánvalóvá. Tehát az, hogy egy adott felfedezésnek milyen jelentősége van egy adott korban, az nagy mértékben függ az éppen érvényes paradigmáktól. 
	Az oktatásban sem hagyhatjuk ezt figyelmen kívül. Nem várhatjuk el a gyerekektől, hogy az egyik órán bevezetett új fogalmakat, elméleti rendszereket a következő óráig teljesen megértsék, átformálják addigi gondolkodásmódjukat. A sok-sok kis lépés nem spórolható meg! A fogalmi váltások időszakában érdemes többféle paradigma szerint is értelmezni egy-egy jelenséget. Például felhasználva, hogy a gyerekek a mozgásokkal kapcsolatban alapvetően az arisztotelészi elképzelésekhez hasonlóan gondolkodnak, ebben a rendszerben is értelmezzük, mondjuk a már említett szabadesés jelenségét, rámutatva egyben arra, hogy a newtoni elképzelések mennyivel jobbak a leíráshoz. A különböző hőtani jelenségeket, a keveredést, a kémia reakciókat próbáljuk meg a gyermeki elképzelésekhez közel álló folytonos anyagképpel értelmezni, miközben lássuk be ennek sikertelenségét, kínálva egyben az anyag részecskeképét számukra. És minél több példát tárjunk a gyerekek elé, minél több „rejtvényt” oldjanak meg. 
	Fontos megmutatni, hogy a tudomány változó rendszer. Időnként megváltoznak a kérdésfeltevés módjai, más és más lesz fontos. A mozgások esetében például az arisztotelészi elképzelés szerint az a kérdés, hogy miért mozog a test, míg a newtoni elképzelésben a testeknek a mozgás a természetes állapota. A kérdés már inkább az, hogy hogyan mozog a test, illetve miért változik meg a test mozgásállapota. Továbbá a régebbi korok tudósai nem egyszerűen csak abban különböztek a mai kor tudósaitól, hogy sok dologról nem tudtak, mai korunkból visszatekintve tele voltak tévedésekkel, hanem más módon szemlélték a világot. 
	A gyermektudomány elemeit sem úgy kell felfognunk, hogy azok egyszerűen a gyerekek téves elképzelésinek gyűjteménye, a felelések alkalmával pedig azért adnak hibás válaszokat, mert lusták és nem tanulnak. Persze nem állítjuk, hogy ilyen nem fordul elő. De sok olyan esetet ismerünk, amikor a gyerekek válaszai hibásak ugyan a mai elfogadott elméleti rendszer felől közelítve, de az ő sajátos világlátásuknak viszont egyenes következményei. Ezért annyira fontos az, hogy egy adott téma feldolgozásának kezdetén vizsgáljuk meg a gyerekek előzetes elképzeléseit azzal kapcsolatban. A jó szaktanárnak nem csak az általa tanított tudományterület mai ismeretanyagát kell ismernie, hanem ugyanilyen fontos az is, hogy ismerje saját tanítványit is. Így talán eredményesebb lehet oktatásunk. 
	Rendkívül érdekes és tanulságos Ropolyi László: Az egyenlőség eszméje Newton harmadik törvényében című tanulmánya, mely arra mutat kiváló példát, hogy igenis nagyon fontos a tudományos elméletek kialakulás és elfogadása szempontjából az a társadalmi kontextus, amelyben az adott gondolat létrejött. Bemutatja, Newton harmadik törvényén keresztül, hogy a tudományos problémák megoldásai és a társadalmi rend gyakorlati, politikai megoldásai bizony jól megfeleltethetők egymásnak. A törvény ugyanis radikálisan szakított a különböző dinamikai szituációk középkori hierarchikus elképzelésével az objektum-környezet viszonyt illetően. E helyett a dinamikai szereplők egyenrangú viszonyát vette alapul. A newtoni mechanika tehát egyrészt jól tükrözte a korszak uralkodó világképét, másrészt hozzájárult annak megszilárdításához is. Erre utal Hobson is könyvében, aki egy amerikai egyetemen tanít fizikát, amikor még az amerikai függetlenségi nyilatkozat létrejöttében is az előbbi gondolatmenetet látja. 
	Akárcsak Koestler szerint Kopernikusz könyvét, úgy Newton Principiáját sem volt szükséges feltétlenül elolvasni, eszméjüknek, alapgondolataiknak mégis komoly hatása volt, és van napjainkban is. Ezzel persze nem azt akarjuk mondani, hogy éppen ezért felesleges is tanítani a fizikában. Sőt valójában azt gondoljuk, hogy az elengedhetetlenül fontos, de úgy, hogy sokkal jobban kellene hangsúlyozni a világképi jelentőségét. Tehát nem csak egyszerűen a különböző, legyünk őszinték, meglehetősen unalmas és mesterkélt feladatok megoldása során, hanem éppen hogy a társadalmi vonatkozások kidomborításával, bemutatván a természet törvényeinek társadalomban, a társadalmi folyamatokban betöltött szerepét és jelentőségét. 
	A fentieken kívül érdekes tanulmány olvasható a kötetben a nemek fogalmának alakulásáról, ökológiai problémák filozófiai vetületeiről, a Zénón paradoxonról, a naturalizmusról, a párhuzamossági axiómáról, a nyelvekről, Goethe: Színtan című művéről, melyben Newton Optikai kísérleteihez fűz komoly megjegyzéseket. Ajánljuk mindazoknak a könyvet, akik szeretnek kicsit mélyebben gondolkozni magáról a tudományról, társadalomról és abban saját magunkról.

Irodalom

Forrai Gábor-Margitay Tihamér (2002 szerk.): Tudomány és Történet. Typotex Kiadó, Budapest.
Hobson, Art (1999): Physics. Concepts and Connections. Prentice Hall, Upper Saddle River.
Koestler, Arthur (1956/1996): Alvajárók. Európa Kiadó, Budapest.
Kuhn, Thomas S.  (1984): A tudományos forradalmak szerkezete. Gondolat, Budapest. Eredetileg: Kuhn, T. S. 1962. The Structure of Scientific Revolution. Princeton University Press, Princeton
Laki János (1998 szerk.): Tudományfilozófia. Osiris Kiadó, Budapest.
Radnóti Katalin – Nahalka István (szerk.) (2002): A fizikatanítás pedagógiája. 
Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest.
Nemzeti Alaptanterv, Ember a természetben 2003.

Budapest, 2004. május 18.