Tính khả sai (falsifiability) là tiêu chí do Karl Popper đề xuất để phân biệt khoa học với phi khoa học: một lý thuyết là khoa học khi nó cấm một số quan sát có thể xảy ra, tức là có thể bị thực nghiệm chứng minh sai. Lý thuyết giải thích được mọi kết quả có thể có, dù kết quả ra sao, không phải là mạnh mà là không nói gì về thế giới.
Popper trình bày ý tưởng này trong Logik der Forschung (1934; bản tiếng Anh mở rộng Logic of Scientific Discovery, 1959). Nó trở thành tiêu chí được giới khoa học trích nhiều nhất, nhưng trong triết học khoa học lại bị phản biện nặng: Thomas Kuhn cho rằng nhà khoa học thật không hành xử như Popper mô tả, Imre Lakatos đề xuất một phiên bản tinh tế hơn. Hiểu cả ba giúp đánh giá một tuyên bố “có cơ sở khoa học” chính xác hơn nhiều so với chỉ hỏi “có kiểm chứng được không”.
Từ vấn đề quy nạp đến sự bất đối xứng của bác bỏ
Điểm xuất phát là vấn đề Hume nêu ở thế kỷ XVIII: không có lập luận hợp lệ nào đi từ một số hữu hạn quan sát tới một quy luật phổ quát. Quan sát hàng nghìn con thiên nga trắng không chứng minh được “mọi thiên nga đều trắng”; người châu Âu đã tin như vậy cho tới khi các nhà thám hiểm Hà Lan gặp thiên nga đen ở Tây Úc cuối thế kỷ XVII.
Popper nhận ra một sự bất đối xứng logic: không lượng xác nhận nào chứng minh được một mệnh đề phổ quát, nhưng chỉ một phản ví dụ đúng là đủ bác bỏ nó (theo quy tắc modus tollens: nếu lý thuyết T kéo theo dự đoán P, mà P sai, thì T sai). Vì thế ông đề xuất bỏ hẳn quy nạp khỏi logic khoa học. Khoa học không chứng minh lý thuyết; nó đưa ra các phỏng đoán táo bạo rồi cố gắng hết sức bác bỏ chúng. Lý thuyết sống sót qua nhiều phép thử nghiêm ngặt được “chứng thực” (corroborated), nhưng không bao giờ được chứng minh là đúng.
Hệ quả bất ngờ: lý thuyết tốt là lý thuyết khó tin trước khi thử, vì nó cấm nhiều điều và đặt cược lớn. Mệnh đề “mai trời mưa hoặc không mưa” chắc chắn đúng nhưng rỗng thông tin; mệnh đề “mai Hà Nội mưa từ 14 đến 16 giờ” dễ sai hơn nhiều và chính vì thế có giá trị khoa học hơn.
Popper rút ra tiêu chí từ những ví dụ nào
Thuyết tương đối và nhật thực 1919. Theo hồi ký của Popper, ông bị ấn tượng mạnh khi thuyết tương đối rộng của Einstein dự đoán ánh sáng sao bị bẻ cong khi đi gần Mặt Trời với một độ lệch cụ thể. Nếu các đoàn quan sát nhật thực năm 1919 do Arthur Eddington tổ chức đo ra con số khác, lý thuyết đã bị bác. Einstein đặt cược thật.
Phân tâm học và tâm lý học cá nhân. Ngược lại, Popper thấy lý thuyết của Freud và của Alfred Adler giải thích được mọi hành vi: một người đẩy đứa trẻ xuống nước và một người lao xuống cứu nó đều “khớp” với lý thuyết, chỉ bằng cách diễn giải khác nhau. Khả năng giải thích mọi thứ ấy, mà người theo thuyết coi là sức mạnh, Popper coi là dấu hiệu của sự trống rỗng thực nghiệm.
Lý thuyết tự miễn nhiễm. Popper cũng phê phán những học thuyết ban đầu có dự đoán rõ, nhưng khi dự đoán thất bại thì được diễn giải lại để tránh bị bác. Theo ông, đó là cách biến một lý thuyết khoa học đã bị bác thành một hệ thống tự bảo vệ, mất tư cách khoa học dù vẫn giữ tên gọi.
Lưu ý quan trọng. Popper không nói phi khoa học là vô nghĩa hay vô giá trị. Toán học, đạo đức học, chính triết học của ông đều không khả sai theo nghĩa thực nghiệm. Tiêu chí phân định khoa học với phi khoa học, không phân định cái có ý nghĩa với cái vô nghĩa như phái thực chứng logic ở Vienna từng muốn.
Ba phản biện làm khó Popper
Luận đề Duhem – Quine. Một lý thuyết không bao giờ đối mặt thực nghiệm một mình mà luôn cùng một chùm giả thuyết phụ: dụng cụ đo hoạt động đúng, không có yếu tố nhiễu nào bị bỏ sót, điều kiện ban đầu đã biết. Khi dự đoán sai, logic chỉ cho biết ít nhất một thành phần trong chùm sai, không cho biết thành phần nào. Ví dụ kinh điển: quỹ đạo Thiên Vương tinh lệch khỏi dự đoán của cơ học Newton. Thay vì bỏ Newton, Urbain Le Verrier giả định có một hành tinh chưa biết, tính vị trí của nó, và năm 1846 Johann Galle tìm thấy Hải Vương tinh gần đúng chỗ đó.
Cùng chiến thuật, kết cục ngược. Le Verrier dùng đúng cách ấy cho điểm cận nhật của Sao Thuỷ dịch chuyển bất thường, giả định một hành tinh trong quỹ đạo Sao Thuỷ, được đặt tên Vulcan. Vulcan không bao giờ được tìm thấy; dị thường chỉ được giải thích khi thuyết tương đối rộng thay cơ học Newton năm 1915. Bài học: lúc đang ở giữa cuộc chơi, không có quy tắc logic nào cho biết nên cứu lý thuyết bằng giả thuyết phụ hay nên bỏ nó.
Mệnh đề xác suất. Phần lớn khoa học hiện đại, từ cơ học lượng tử tới dịch tễ học, đưa ra dự đoán xác suất. Một kết quả hiếm không bác bỏ logic một mệnh đề xác suất; muốn “bác bỏ” phải quy ước một ngưỡng. Popper thừa nhận điều này và coi việc chọn ngưỡng là một quyết định phương pháp luận, nhưng như vậy tiêu chí của ông bớt sắc nét hơn nhiều so với hình ảnh con thiên nga đen.
Kuhn: khoa học bình thường, mô thức và cách mạng
Khoa học bình thường. Trong Cấu trúc các cuộc cách mạng khoa học (1962), Thomas Kuhn, một nhà vật lý chuyển sang nghiên cứu lịch sử khoa học, lập luận rằng phần lớn thời gian nhà khoa học không cố bác bỏ lý thuyết nền. Họ làm “khoa học bình thường”: giải các câu đố trong một khung được chấp nhận chung, gọi là mô thức (paradigm), gồm lý thuyết, ví dụ mẫu, phương pháp, tiêu chuẩn của một lời giải tốt.
Dị thường không giết lý thuyết ngay. Kết quả trái mô thức thường bị xem là lỗi của nhà nghiên cứu hoặc vấn đề để giải sau. Chỉ khi dị thường tích tụ, chống lại mọi nỗ lực, ngành mới rơi vào khủng hoảng; lúc đó một mô thức mới có thể thay thế, như hoá học oxy của Lavoisier thay lý thuyết phlogiston.
Bất khả tỉ ước. Kuhn cho rằng các mô thức kế tiếp nhau không so sánh được hoàn toàn bằng một thước đo trung lập: khái niệm “khối lượng” trong cơ học Newton và trong thuyết tương đối không cùng nghĩa. Đây là luận điểm gây tranh cãi nhất, bị đọc như chủ nghĩa tương đối.
Cuộc đối thoại với Popper. Tại hội thảo ở London năm 1965, sau in thành tuyển tập Criticism and the Growth of Knowledge (1970), hai bên tranh luận trực tiếp. Popper xem khoa học bình thường là sự giáo điều đáng tiếc; Kuhn đáp rằng không có sự kiên trì ấy, không lý thuyết nào được khai thác đủ sâu để lộ ra dị thường có ý nghĩa. Về sau Kuhn nhấn mạnh rằng việc chọn lý thuyết vẫn dựa trên các giá trị chung như độ chính xác, nhất quán, phạm vi, đơn giản và tính sinh sản.
Popper, Kuhn, Lakatos: so sánh nhanh
Imre Lakatos (1922–1974) cố giữ tinh thần duy lý của Popper mà vẫn tôn trọng lịch sử khoa học Kuhn mô tả. Đơn vị đánh giá của ông là chương trình nghiên cứu: một lõi cứng không được đụng tới, bao quanh bởi vành đai bảo vệ gồm các giả thuyết phụ có thể sửa. Bảng dưới đặt ba quan điểm cạnh nhau:
| Tiêu chí | Popper | Kuhn | Lakatos |
|---|---|---|---|
| Đơn vị đánh giá | Một lý thuyết riêng lẻ | Mô thức của cả cộng đồng | Chương trình nghiên cứu qua thời gian |
| Khi gặp dị thường | Lý thuyết nên bị bác bỏ | Thường được gác lại; tích tụ thì sinh khủng hoảng | Sửa vành đai bảo vệ, giữ lõi cứng |
| Dấu hiệu khoa học tốt | Dự đoán táo bạo sống sót qua phép thử | Giải câu đố hiệu quả trong mô thức | Chương trình “tiến bộ”: sửa đổi dẫn tới dự đoán mới được xác nhận |
| Dấu hiệu giả khoa học | Không thể bị bác bỏ, hoặc né bác bỏ | Không có truyền thống giải câu đố | Chương trình “thoái hoá”: chỉ vá víu sau khi sự việc xảy ra |
| Điểm yếu chính | Không khớp với lịch sử khoa học thật | Bị đọc là tương đối luận | Chỉ phán được khi nhìn lại, khó dùng ngay |
Ví dụ Hải Vương tinh minh hoạ chương trình tiến bộ của Lakatos: giả thuyết phụ dẫn tới một phát hiện mới. Vulcan cho thấy cùng chiến thuật có thể thoái hoá. Paul Feyerabend, bạn và đối thủ của Lakatos, đi xa hơn trong Chống lại phương pháp (1975), cho rằng không có quy tắc phương pháp nào không bị vi phạm trong một bước tiến lớn của khoa học. Năm 1983, Larry Laudan còn tuyên bố vấn đề phân định là một vấn đề giả, không có tiêu chí cần và đủ nào thành công.
Dùng các tiêu chí này để đánh giá một tuyên bố “khoa học”
Các triết gia khoa học gần đây, như Massimo Pigliucci, đề xuất xem “khoa học” như một khái niệm nhiều tiêu chí đan nhau thay vì một ranh giới sắc. Từ cả ba truyền thống có thể rút ra một quy trình kiểm tra thực dụng, áp dụng được cho quảng cáo sản phẩm “được chứng minh khoa học”, một lý thuyết quản trị thịnh hành hay một tuyên bố y tế lan trên mạng:
- Hỏi điều gì sẽ chứng minh nó sai. Nếu người đề xuất không chỉ ra được kết quả nào sẽ khiến họ từ bỏ, hãy dè chừng. Một sản phẩm “hợp với mọi thể trạng, có tác dụng với mọi bệnh” là đang né bác bỏ.
- Xem dự đoán được đưa ra trước hay sau. Giải thích sau khi sự việc xảy ra thì dễ; dự đoán trước, cụ thể, có số liệu mới là phép thử. Đây cũng là lý do khoa học hiện đại khuyến khích đăng ký trước kế hoạch nghiên cứu.
- Theo dõi cách nó phản ứng với thất bại. Khi kết quả trái ý, người đề xuất sửa giả thuyết phụ theo cách sinh ra dự đoán mới kiểm tra được, hay chỉ thêm lý do để giải thích lấp đi?
- Kiểm tra có cộng đồng phản biện thực sự không. Khoa học là một thực hành tập thể: có người khác lặp lại thí nghiệm, công bố kết quả âm tính, chỉ ra sai sót. Một học thuyết chỉ được kiểm tra bởi chính người bán nó thiếu yếu tố này.
- Đặt nó vào bối cảnh tri thức hiện có. Tuyên bố trái với những gì đã được xác lập chắc chắn trong vật lý, hoá học, sinh học cần bằng chứng mạnh tương xứng, không chỉ vài lời chứng thực của khách hàng.
Không bước nào trong số này là thuật toán phân xử dứt khoát. Nhưng cùng nhau chúng chuyển câu hỏi từ “có khoa học không” sang câu hỏi đáng hỏi hơn: lý thuyết này đã chịu những phép thử nào, và nó đối xử với thất bại ra sao.
Câu hỏi thường gặp
Tính khả sai có nghĩa là lý thuyết đó sai không?
Không. Khả sai nghĩa là có thể bị chứng minh sai về nguyên tắc nếu thế giới khác đi, không phải đã sai. Thuyết tương đối rộng rất khả sai, vì nó đưa ra những dự đoán cụ thể có thể thất bại, và cho tới nay đã vượt qua rất nhiều phép thử.
Thuyết tiến hoá có khả sai không?
Có. Popper từng có lúc nghi ngờ điều này nhưng sau đó rút lại. Thuyết tiến hoá cấm nhiều quan sát: chẳng hạn hoá thạch thú có vú hiện đại trong lớp đá trước kỷ Cambri, hoặc dữ liệu di truyền phân tử mâu thuẫn hệ thống với cây phát sinh suy ra từ hình thái. Những quan sát như vậy chưa từng xuất hiện.
Toán học không khả sai thì có phải là khoa học không?
Theo tiêu chí của Popper, toán học không phải khoa học thực nghiệm vì định lý không bị bác bỏ bằng quan sát. Nhưng đó không phải lời chê: toán học là một ngành hình thức với chuẩn chứng minh riêng, chặt hơn mọi khoa học thực nghiệm. Phân loại này chỉ là phân loại phương pháp.
Kuhn có cho rằng khoa học chỉ là quan điểm xã hội không?
Kuhn bác bỏ cách đọc ấy. Ông cho rằng khoa học vẫn tiến bộ về khả năng giải câu đố và dự đoán, và việc chọn lý thuyết dựa trên các giá trị chung. Điều ông phủ nhận là có một thuật toán trung lập quyết định việc chọn ấy, và quan niệm khoa học tiến gần dần tới sự thật tuyệt đối.
Thống kê kiểm định giả thuyết có liên quan gì đến Popper không?
Có điểm tương đồng: cả hai đặt trọng tâm vào khả năng bác bỏ một giả thuyết. Nhưng kiểm định giả thuyết không do Popper sáng tạo; nó đến từ Fisher, Neyman và Pearson. Các triết gia khoa học theo trường phái Bayes thì chọn cách tiếp cận khác, xem bằng chứng làm thay đổi mức tin chứ không loại bỏ hẳn.
Có nên dùng tiêu chí khả sai để bác bỏ một học thuyết trong tranh luận không?
Nên dùng thận trọng. Gán nhãn “không khả sai” đòi phải chỉ ra rằng học thuyết thực sự không cấm quan sát nào, kể cả khi đặt cùng các giả thuyết phụ hợp lý. Nhiều lý thuyết khoa học non trẻ chưa đưa ra được dự đoán sắc nét nhưng vẫn là chương trình nghiên cứu nghiêm túc.