Hvordan forstå vitenskapelige lover og universelle generaliseringer i D-N modellen?

I vitenskapsteori, spesielt innenfor den deduktiv-nomologiske (D-N) modellen, er spørsmålet om hva som utgjør en vitenskapelig lov og hva som er en sann, men tilfeldig generalisering, en kompleks diskusjon som vedvarer i filosofiske kretser. I denne modellen er en vitenskapelig lov definert som en universell generalisering som er gyldig for alle tilfeller som den omhandler. Et eksempel på en slik lov kan være et utsagn som sier at alle kuler laget av gull har en viss masse, eller at visse fysiske fenomener følger faste, matematiske mønstre. Dette er en sentral ide i vitenskapelig forklaring, som skal kunne gi prediksjoner om fremtidige hendelser eller eksperimentelle resultater.

Men hva skjer når vi introduserer et utsagn som ikke umiddelbart virker å passe inn i den tradisjonelle definisjonen av en lov, som for eksempel utsagnet om at ingen gullkule vil ha en masse større enn 1 000 000 000 kg? Dette utsagnet kan også synes å oppfylle kravene til å være en lov, ettersom det er en universell påstand som sannsynligvis er korrekt, gitt at det ikke finnes nok gull på planeten vår til å lage en så massiv kule. Det kan til og med synes å være en lov, men samtidig kan vi stille spørsmål ved om det virkelig kvalifiserer som en vitenskapelig lov i tradisjonell forstand.

En interessant problemstilling som oppstår i denne diskusjonen er at utsagn som (iii) – at ingen gullkule kan være tyngre enn en viss verdi – kan reflektere en epistemisk holdning heller enn en fundamental lov. Det vil si at selv om vi antar utsagnet er sant, er det ikke nødvendigvis et resultat av en etablert teori, som de andre lovene (f.eks. Newtons lover), men heller et praktisk, empirisk sett med observasjoner. Denne forskjellen mellom hva som er en “lov” og hva som er en sann generalisering, er et spørsmål som har vært gjenstand for filosofiske debatter gjennom tidene.

Videre kan et poeng som er viktig å forstå, være skillet mellom syntaks, semantikk og pragmatikk. I D-N-modellen og i det logiske empirisme, som Hempel og Oppenheim representerer, er fokus ofte på syntaks, det vil si hvordan symbolene og setningene er strukturert uavhengig av konteksten i hvilken de brukes. Dette kan føre til at pragmatikken – altså sammenhengen mellom utsagnene, deres kontekst og intensjonen bak – blir oversett. Filosofene som kritiserte den logiske empirismen, som Wittgenstein og hans tilhengere, påpekte nettopp at forståelsen av språk og vitenskap må ta hensyn til den praktiske bruken av utsagn i virkelige sammenhenger.

Selv om de deduktiv-nomologiske modellene gir en sterk logisk ramme for å forstå vitenskapelige lover, er det en viktig distinksjon som fortsatt er vanskelig å trekke: Er et utsagn som er en sann generalisering også en vitenskapelig lov? Svaret på dette spørsmålet kan variere avhengig av hvilke epistemiske og filosofiske posisjoner man inntar. Noen argumenterer for at en lov nødvendigvis må være en allment akseptert del av vitenskapelig teori, mens andre påpeker at mange sannheter, selv om de er universelle, kan forbli isolerte fra etablerte vitenskapelige lovverk.

Det er også viktig å merke seg at spørsmålet om hva som utgjør en lov eller generalisering ikke bare er et teknisk eller logisk spørsmål. Det er også et spørsmål om tillit og konsensus i det vitenskapelige fellesskapet. Hvilken rolle spiller for eksempel psykologiske eller pragmatiske faktorer når man bestemmer om et utsagn skal betraktes som en lov? Skal man se på hva som er praktisk nyttig for prediksjoner og eksperimenter, eller skal man insistere på en strengere, mer teoretisk definisjon av en lov?

Diskusjonen om hva som er en vitenskapelig lov, og hvordan slike lover er knyttet til universelle generaliseringer og forklaringer, er langt fra avgjort. Det finnes mange uavklarte spørsmål som har vedvart i flere tiår, og det er fortsatt mange forskjellige synspunkter på hva som utgjør en legitim vitenskapelig forklaring. Hva som til slutt blir ansett som en vitenskapelig lov, kan dermed avhenge både av den filosofiske retningen som følges og av de praktiske behovene til forskerne som benytter seg av disse lovene.

Hvordan kan to elektrisk like ladede legemer tiltrekke hverandre?

Aepinus formulerte en uttrykksfull ligning som beskriver den resulterende kraften mellom to legemer, uavhengig av deres elektriske tilstand, ved å justere den elektriske tilstanden til hver del av legemene ut fra mengden elektrisk fluid. Et overskudd av elektrisk fluid anses som positivt, mens en mangel anses som negativt. Dersom en del er i sin naturlige tilstand, settes verdien til null. Denne generaliseringen åpner for å forstå tilsynelatende paradoksale fenomener, slik som tiltrekning mellom legemer som tilsynelatende har samme elektriske ladning.

Aepinus beskrev et scenario hvor to legemer, A og B, påvirker hverandre elektrisk. Legeme B deles i to deler, og legeme A har en naturlig mengde elektrisk fluid pluss et overskudd δ. Partikler av elektrisk fluid i den delen av B som er nærmest A, opplever en frastøtende kraft. Denne kraften skyver den elektriske fluiden i B bort fra den nærmeste delen mot den fjernere delen, og skaper dermed en elektrisk polarisering i B. Denne polariseringen betyr at én side av B får et overskudd av elektrisk fluid, mens den andre siden får en mangel.

Denne innsikten løser det tilsynelatende paradokset hvor to legemer med lik ladning likevel tiltrekkes av hverandre. Aepinus viste at det ikke er en direkte tiltrekning mellom like ladede legemer, men en indirekte effekt som skyldes polarisering av det ikke-elektrifiserte legemet. Elektrisk polarisering var et fysisk fenomen som Aepinus la til sin teori på grunnlag av eksperimentelle observasjoner, og ikke bare et rent matematisk konsept. Hans matematikk kunne forklare og kvantifisere effektene, men var avhengig av at polariseringen først ble anerkjent som et reelt fysisk fenomen.

Videre knyttet Aepinus sin forklaring til en mekanistisk forståelse, hvor kroppers interne struktur — deres porer — og evnen til elektrisk fluid til å bevege seg innenfor disse, var avgjørende. Dette viser at hans teori kombinerte både matematiske og mekaniske betraktninger for å forklare elektriske fenomener, særlig induksjon.

Aepinus gikk også dypere inn i kvantitative aspekter. Han beskrev hvordan kraften på en elektrisk partikkel i B, som ligger nærmere eller fjernere fra A, avhenger av balansen mellom frastøtende og tiltrekkende krefter fra forskjellige deler av B og A. Jo nærmere B kommer A, desto sterkere blir frastøtningen av elektrisk fluid nærmest A, noe som øker graden av polarisering og dermed tiltrekningen mellom de to legemene. Dette kunne han vise med matematiske uttrykk og beregninger.

Det er også viktig å merke seg at Aepinus’ teori forutsetter at legemene ikke er perfekte isolatorer, siden bevegelse av elektrisk fluid innenfor legemene er nødvendig for polarisering og dermed tiltrekning. I naturen eksisterer perfekte isolatorer sjelden eller ikke i det hele tatt, noe som gjør Aepinus’ forklaring relevant og anvendbar i praktiske situasjoner.