なぜ科学は常に限定合理性なのか

リシンウ

なぜ科学は常に限定合理性なのか最近、科学に対する批評を見かけたが、かなり理にかなっていた。科学は、一般に客観的事実を至上とする経験主義的方法論と考えられているが、実は根本的な論理的欠陥を抱えてきた。まず帰納主義がある：過去の事実を帰納して未来を予測する。これは黒い白鳥の反証で簡単に覆される。なぜなら論理が根本的に循環しているからだ。認知方法（物事の正否を判断する方法）は：過去はずっと……だから未来も必ず…… しかしその隠れた論理的仮定は：「過去はずっと」から「未来も必ず」を導き出せる、というものだ。帰納主義の問題は早くから認識されていたため、新しい方法として反証可能性テストが登場した。帰納の問題が対象を通常は網羅できない（不完全）点にあるなら、黒い白鳥による反証は少なくとも論理的には有効だ：黒い白鳥を一羽見つければ、「すべての白鳥は白い」は偽だと言える。しかし問題は、現実には反証可能なものがあまりにも多すぎることだ。例えば、物体が光速に近い速度で遠ざかると、より赤く見えることが観察される。「光速に近づく」ことが確かに「より赤く見える」原因であることを証明したい。同時に反例で検証しようとすると、作業量は実際には無限になる：なぜ赤くなる原因が温度ではないのか？あるいは質量の大きい物体への接近ではないのか？光速に近づいても赤くならなければ、速度が原因ではないと言えるのか？（温度は制御されていたか？重力は制御されていたか？……）このような問題は実際には永遠に続けられる。さらに、複雑な予測には往々にして理論、仮定、モデル、境界条件が関わる。予測が現実と合わない時、他の三項目を完璧に制御できない限り、理論を反証することは難しい。そして我々が通常検証するのは四項目の組み合わせなのだ。このように厳密に考えるのは間違っていると言う人もいるかもしれない。しかし論理と理性に適っているかどうかを問題にするなら、無限の問題を絶えず検証し続けることこそが論理的な終着点であり、早すぎる段階で止まることは、実は反証可能性の意味で非科学的なのだ。こうして我々は徐々に気づく。科学＝絶対的客観的経験実証という一般的な理解は実は正しくないと。科学は人間の認識方法の一つに過ぎず、たまたまこの方法が今のところ現実の構造をより正確に捉えているように見えるだけだ。人々が科学を選ぶのは、客観的真理を見つけたからというより、実用的な理由からだ。科学が無限の事実と仮説の中から素早く有用な法則を見つけられる理由は、まさに人間が最初から理論/直覚を前提としているからだ（厳密な論理的根拠はないが、なんとなく正しそうに感じる説明）。例えば相対性理論の発見は、アインシュタインがマクスウェル方程式に問題はないと信じ続けたことから来ている。実験が時間自体の伸縮を必要とするなら、おそらく時間自体は本当に伸縮できるのだろう。こうしてアインシュタインは、完全な証拠に支えられていない状況で、信念に基づいて理論体系全体を構築した。そして科学的発見の大部分は実は相対性理論と同じだ：既存の理解では間違っているように見える方向に固執し、直感で、あるいはフランケンシュタイン的な継ぎ接ぎで、最初は因果関係をうまく説明できないが、予測においては既存の理論よりも現実に合致するものを作り出す（例えばプランクが黒体放射におけるエネルギーの離散現象を説明したように）。以前からAIでデータを圧縮して可能なすべての法則を直接抽出するというアイデアがあった。しかし今考えると、実際には無限の問題はすぐに計算上扱いきれなくなり、たとえ予測メカニズムを分離できたとしても、無限の可能性から意味のある説明を選び出すことは非常に困難だ。そして現在のすべての予測的MLモデルを正誤判定の唯一の基準として使うのは、かなり無理がある。これは因果推論で完全に解決できることではない。因果推論はむしろ、非重要で網羅不可能な変数が結論に与える影響を最小化するために、無作為化、実験設計、感度分析といった方法を使っているのだ。科学が進歩/有用であるためには、重要な瞬間に人間/AIが判断を下して強制的に停止させる必要がある。単純なデータ収集＋計算力＋勾配降下法ですべての知識に至れるわけではない。