Hvordan case-studier kan forme filosofiske rammeverk: Perspektiver fra historien og filosofi om vitenskap

Case-studier har lenge vært ansett som et verdifullt verktøy i både filosofi og historie av vitenskap. Deres evne til å belyse komplekse vitenskapelige begreper i kontekst gjør dem til et sentralt tema i vitenskapsteoretisk diskurs. Men til tross for deres potensial, er det en utbredt skepsis mot bruken av case-studier, spesielt når de brukes som et verktøy for å teste abstrakte filosofiske rammeverk. Dette er et tema som har blitt grundig diskutert, blant annet av Pitt (2001), som argumenterte for at case-studier kan være problematiske hvis man ikke nøye velger konteksten de utforskes i. Hvis man for eksempel velger en kontekst uten å ta hensyn til dens historiske og epistemiske kompleksitet, kan det føre til en urettferdig generalisering.

Burian (2001) motsatte seg Pitt’s synspunkt og hevdet at case-studier, når de benyttes med en "bottom-up"-tilnærming, kan være svært produktive for filosofi og vitenskapens historie. I en slik tilnærming brukes case-studier ikke til å teste eksisterende teorier, men til å skape nye filosofiske rammeverk og begreper. Burian understreker at case-studier, dersom de brukes riktig, kan gi en dypere forståelse av vitenskapen enn alternative metoder og bør spille en mer fremtredende rolle i filosofien om vitenskap.

Hasok Chang (2012) tilbyr et eksempel på hvordan en bottom-up tilnærming kan brukes til å utvikle filosofiske konsepter. I sin studie av termometriens historie og den kjemiske revolusjonen, viste han hvordan hans tidligere teoretiske rammeverk, som var basert på fundamentalisme, måtte endres etter å ha blitt utfordret av case-studiene. Dette illustrerer hvordan case-studier kan føre til en epistemisk iterasjon: en syklisk prosess der tidligere teorier og rammeverk blir modifisert og forbedret etter hvert som nye data og perspektiver blir integrert. Dette er en av de mest kraftfulle aspektene ved å bruke case-studier i vitenskapsteori, og det forsvarer deres metodologiske verdi.

Men det er viktig å forstå at case-studier i HPS vanligvis ikke fører til universelle teorier eller altomfattende rammeverk. Filosofiske konklusjoner som stammer fra case-studier bør betraktes som delvis epistemologiske rammeverk som er avgrenset til spesifikke kontekster. Dette betyr at de bør forstås som regionale eller lokale teorier, snarere enn universelle sannheter. Dette perspektivet understøttes av Scholl og Räz (2016), som argumenterer for at case-studier bør sees på som metoder for å utvikle "middle-range" epistemologier, snarere enn som veier til absolutte eller allmenngyldige konklusjoner.

I denne sammenheng blir spørsmålet om hva som definerer en "rimelig" epistemologisk konklusjon etter en case-studie viktig. Selv om det er relativt enkelt å identifisere ekstreme eksempler på når en case-studie kan føre til uberettigede generaliseringer, er det en betydelig gråzone hvor man kan være usikker på hvor langt en filosofisk vurdering kan strekkes før den blir uforholdsmessig. Dette er et tema som krever forsiktighet og vurdering, og som understreker behovet for grundige metodologiske tilnærminger i case-studieforskning.

I denne boken følger jeg Burian’s tilnærming og benytter en bottom-up strategi for å utvikle et filosofisk rammeverk som omhandler prosessen med matematisering i fysikkens historie. Ved å bruke primærkilder relatert til elektrostatiske studier på 1700-tallet, forsøker jeg å bygge et rammeverk som kan belyse hvordan matematiske modeller har formet vitenskapelige ideer og teorier. Dette rammeverket er ikke ment som et universelt svar på matematiseringens rolle i vitenskap, men som et filosofisk verktøy som kan være nyttig i forståelsen av bestemte historiske prosesser.

Disse stilene av matematisering, som vil bli grundig utforsket i de kommende kapitlene, gir et nytt perspektiv på hvordan vitenskapelige teorier utvikles gjennom historiske og filosofiske prosesser. De illustrerer hvordan matematiske rammeverk kan forme forståelsen av vitenskapelige fenomener, og hvordan ulike tilnærminger til matematisering kan ha både styrker og svakheter.

Hvordan virker krefter mellom elektriske og ikke-elektriske legemer i naturlig tilstand?

Når vi betrakter to elektriske legemer, A og B, i deres naturlige tilstand, oppstår en kompleks samhandling mellom ulike krefter som virker på hverandre. Det er fire hovedkrefter som må vurderes: den vanlige materien i A tiltrekker det elektriske fluidet i B, det elektriske fluidet i A frastøter det elektriske fluidet i B, det elektriske fluidet i A tiltrekker den vanlige materien i B, og til slutt utøver den vanlige materien i A en elektrisk påvirkning på den vanlige materien i B.

Det bemerkelsesverdige er at flere av disse kreftene balanserer hverandre ut. For eksempel er tiltrekningen mellom den vanlige materien i A og det elektriske fluidet i B lik den gjensidige frastøtningen mellom de elektriske fluidene i A og B. På samme måte er tiltrekningen fra den vanlige materien i A på det elektriske fluidet i B lik tiltrekningen fra det elektriske fluidet i A på den vanlige materien i B. Disse balanserende kreftene innebærer at nettoeffekten av disse interaksjonene ofte er tilnærmet null i en situasjon hvor legemene befinner seg i sin naturlige elektriske tilstand.

Forståelsen av disse kreftene kan formidles ved å se på forholdet mellom masse og mengden elektrisk fluid. La M være massen til legeme A, Q mengden elektrisk fluid i A, m massen til legeme B, og q mengden elektrisk fluid i B. Ved å anta at de naturlige mengdene elektrisk fluid er proporsjonale med massene, finner vi at kreftene som virker på tvers av legemene er i balanse. Dette betyr at et elektrisk ladet legeme, enten det er positivt eller negativt ladet, ikke vil utøve en netto elektrisk kraft på et annet legeme som befinner seg i sin naturlige, elektrisk nøytrale tilstand.

Denne balanseringen illustrerer også eksistensen av en gjensidig frastøtende kraft mellom molekylene i den vanlige materien, en kraft som er like stor som en hvilken som helst av de andre tre kreftene som virker. Selv om det kan synes paradoksalt at tiltrekning og frastøtning eksisterer samtidig, forklares dette ved at disse kreftene ikke er iboende i materien selv, men skyldes eksterne påvirkninger. Et eksempel på dette kan sees i elastiske gasser, hvor molekylene frastøter hverandre på grunn av elastisiteten, samtidig som de påvirkes av gravitasjon.

Når man endrer mengden elektrisk fluid i ett av legemene, for eksempel ved å øke den i A, viser analysen at noen krefter forblir uendret, mens andre justeres slik at nettoeffekten fortsatt er null dersom det andre legemet er i sin naturlige tilstand. På samme måte, hvis mengden elektrisk fluid i B reduseres, vil kraftbalansen fortsatt opprettholdes. Dermed konkluderes det med at et elektrisk ladet legeme ikke har noen elektrisk effekt på et annet legeme som er i sin naturlige tilstand.

Det er viktig å forstå at denne teorien ikke utelukker eksistensen av elektriske effekter i andre situasjoner, særlig når begge legemer har overskudd eller underskudd av elektrisk fluid. Likevel gir denne balansen innsikt i hvorfor elektrisk nøytrale legemer ikke reagerer på elektriske ladninger rundt seg under normale forhold. Videre må leseren være klar over at denne modellen bygger på antagelser om at elektrisk fluid er proporsjonal med masse og at krefter virker gjennom likevekt, noe som har avgjørende betydning for hvordan elektriske og mekaniske krefter sameksisterer i naturen.