Kaikkiin kysymyksiin tiede ei ehkä voi vastata – ratkaisemattomuus kuuluu myös tieteen rajoihin

Tiede etsii totuutta, mutta kaikki kysymykset eivät ehkä ole tieteellisesti ratkaistavissa. Ratkaisemattomuus voi tarkoittaa joko sitä, ettei kysymykseen ole oikeaa vastausta, tai sitä, ettei mitään vastausta voida perustella riittävällä todistusaineistolla.

Teoreettisen filosofian dosentti Jari Palomäki Tampereen yliopistosta pohtii Tieteessä tapahtuu -lehden artikkelissa, millaisia tieteellisesti ratkaisemattomat ongelmat ovat. Vastaus riippuu siitä, mitä tieteellä, tieteellisellä menetelmällä ja tieteellisellä ratkaisulla ylipäätään tarkoitetaan.

Palomäen mukaan tieteen yleisenä tavoitteena on tuottaa tietoa, joka on kasvavaa, kestävää, pätevää, luotettavaa ja yhteiskunnallisesti relevanttia. Ratkaisun perustaksi tarvitaan havaintoihin perustuvaa näyttöä ja loogista päättelyä, jotka tukevat vastausta riittävästi.

Havainto ei ratkaise kaikkea

Yksi tieteen klassisista ongelmista on induktio: yksittäisiä havaintoja voidaan tehdä kuinka paljon tahansa, mutta yleinen luonnonlaki koskee myös havaitsemattomia tapauksia. Jos kaikki tähän mennessä tutkitut metallit ovat laajentuneet kuumennettaessa, millä perusteella kasvava määrä samansuuntaisia havaintoja tekee yleisestä laista yhä todennäköisemmän – vaikka kaikkia mahdollisia tapauksia ei voida koskaan testata?

Palomäki erottaa induktion ongelmasta kausaliteetin ongelman, joka on siitä riippumaton: voidaanko yksittäinen tuleva tapahtuma ennustaa varmasti, kun tunnetaan sitä koskevat tieteelliset lait ja relevantit lähtötilanteen tosiasiat?

Tieteellisten teorioiden tehtävä on Palomäen mukaan paljon laajempi kuin yksittäisten havaintojen kuvaaminen: ne tiivistävät tietoa, ennustavat tapahtumia, selittävät miksi jokin tapahtuu ja voivat myös auttaa vaikuttamaan seurauksiin, jos alkuehtojen ja tapahtumien väliset suhteet tunnetaan. Kaiken perustana on kuitenkin tiedollinen sisältö: teorian väitteiden pitää saada riittävästi tukea julkisesti todennettavissa olevasta todistusaineistosta.

Jotkin mahdottomat tehtävät voidaan osoittaa mahdottomiksi

Palomäki jakaa tieteellisesti ratkaisemattomat ongelmat kolmeen ryhmään: tieteen sisäisiin, tiedettä itseään koskeviin ja yleensä filosofisiksi luokiteltuihin ongelmiin.

Tieteen sisällä on kysymyksiä, joiden ratkaisemattomuus voidaan itsessään osoittaa tieteellisin menetelmin. Matematiikassa tällaisia ovat esimerkiksi ympyrän neliöinti, kulman kolmijako harpin ja viivaimen avulla sekä yli neljännen asteen algebrallisten yhtälöiden ratkaiseminen yleisellä menetelmällä.

Luonnontieteissä vastaavia esimerkkejä ovat ikiliikkujan rakentaminen, signaalin lähettäminen valoa nopeammin sekä kahden dynaamisesti konjugoidun suureen samanaikainen mittaaminen samassa järjestelmässä. Paradoksaalisesti nämä kysymykset ovat juuri siksi ratkaistavissa tieteen sisällä, että tiede voi osoittaa niiden olevan ratkaisemattomia annetuilla ehdoilla – ja siksi ne kuuluvatkin tieteen piiriin, eivät sen ulkopuolelle.

Kolme filosofista ongelmaluokkaa

Vaikeampi raja tulee vastaan filosofisissa kysymyksissä, jotka Palomäki jakaa kolmeen: ontologisiin, epistemologisiin ja eettisiin.

Ontologia kysyy, mitä maailmassa on olemassa. Tiede käyttää kolmenlaista kieltä – aistittaviin ilmiöihin viittaavaa, arkipäivän materiaalisiin objekteihin viittaavaa ja teknistä tieteellistä kieltä (molekyylit, atomit, alkeishiukkaset) – eikä mikään näistä anna tieteen ontologiseen peruskysymykseen lopullista ratkaisua. Moni ontologinen kiista, kuten realismin, fenomenalismin ja idealismin välinen kysymys, palautuu lopulta epistemologiseen kysymykseen siitä, mistä tieto koostuu.

Epistemologia eli tietoteoria kysyy, mitä maailmasta voidaan tietää. Sen perustavanlaatuisiin ongelmiin kuuluu kysymys siitä, kuinka esimerkiksi aistihavaintojen, muistin sekä deduktiivisen ja induktiivisen päättelyn luotettavuus voidaan viime kädessä perustella. Ongelma on kehämäinen: jos menetelmien luotettavuutta yritetään todistaa samoilla menetelmillä, niiden luotettavuus joudutaan jo lähtökohtaisesti olettamaan. Palomäen mukaan kyse ei ole vain tieteen ongelmasta vaan koko inhimillisen tiedon perustasta.

Etiikka koskee sitä, mitä pitäisi tehdä. Tiede voi tuottaa tietoa esimerkiksi päätösten seurauksista, mutta kysymys siitä, mitä pitäisi tehdä, ei välttämättä ole muutettavissa väitteeksi, joka voidaan havaintojen avulla osoittaa todeksi tai epätodeksi. Palomäen mukaan eettiset ongelmat ovat tieteellisesti ratkaistavissa vain siltä osin kuin ne voidaan esittää empiirisesti todennettavina väitteinä.

Ratkaisematon kahdella eri tavalla

Palomäki tekee lopuksi tärkeän eron kysymystyyppien välillä. Kyllä/ei-kysymyksessä (onko Maa planeetta?) molemmat vastaukset ovat loogisesti mahdollisia, vaikka vain toinen olisikin havaintojen tukema. Kysymys, joka vaatii tarkan vastauksen (montako planeettaa aurinkokunnassa on?), taas edellyttää tiettyä lukua – nykyisin kahdeksan, sen jälkeen kun Plutoa ei enää lasketa planeetaksi.

Tästä seuraa kaksi tapaa olla ratkaisematon: joko mikään loogisesti mahdollisista vastauksista ei ole oikea, kuten ympyrän neliöinnissä, tai vastauksia kyllä on, mutta minkään niistä tueksi ei voida tuottaa riittävää todistusaineistoa. Jälkimmäisestä esimerkiksi käy kysymys siitä, kasvavatko kaikki esineet tietyllä vakiosuhteella joka sekunti – väitettä ei voida sen paremmin todistaa kuin kumotakaan.

Tieteen raja ei siis tarkoita vain sitä, ettei vastausta vielä tunneta, vaan joissain tapauksissa itse ongelman rakenne tekee tieteellisen ratkaisun mahdottomaksi. Tiede pyrkii silti objektiiviseen totuuteen, joka perustuu päteviin ja luotettaviin tietoihin. Osa tieteellistä ajattelua on juuri sen tunnistaminen, mitä sen keinoin voidaan ja mitä ei voida ratkaista.

Tiede etsii vastauksia, mutta silläkin on rajansa. Joihinkin kysymyksiin ei ehkä ole lainkaan oikeaa vastausta, ja toisissa tapauksissa ongelmana on se, ettei mitään vastausta voida perustella riittävällä todistusaineistolla.