Tính khả sai là đặc điểm của một khẳng định có thể bị chứng minh là sai bằng quan sát hoặc thí nghiệm. Triết gia Karl Popper đề xuất đây là dấu hiệu phân biệt lý thuyết khoa học với những điều không phải khoa học: một lý thuyết khoa học phải nói rõ điều gì sẽ không xảy ra nếu nó đúng, để thế giới có cơ hội bác bỏ nó.
Khả sai không có nghĩa là sai, mà là có thể kiểm để biết sai hay không. Câu "mọi kim loại giãn nở khi nóng lên" khả sai, vì chỉ cần một kim loại co lại khi nóng là đủ bác bỏ; nó đã đứng vững qua rất nhiều phép thử. Bài này giải thích Popper đã đi đến ý tưởng này thế nào, vì sao một phản ví dụ nặng hơn nghìn ví dụ ủng hộ, những giới hạn mà các triết gia sau ông chỉ ra, và cách dùng tinh thần khả sai để làm rõ những niềm tin mơ hồ trong đời thường.
Popper và câu hỏi: điều gì làm một lý thuyết thành khoa học
Karl Popper sinh năm 1902 ở Vienna. Đầu thế kỷ hai mươi, thành phố này sôi động với nhiều học thuyết mới, cả trong vật lý lẫn tâm lý học. Popper chú ý một điều lạ: một số học thuyết về tâm lý con người thời đó giải thích được mọi hành vi, kể cả hai hành vi ngược nhau. Người giúp đỡ người khác hay người làm hại người khác đều được giải thích trọn vẹn bằng cùng một học thuyết. Với nhiều người, đó là bằng chứng học thuyết rất mạnh. Popper lại thấy đó là điểm yếu.
Đối lập với chúng là thuyết tương đối rộng của Einstein. Thuyết này dự đoán ánh sáng từ các ngôi sao sẽ bị bẻ cong một lượng cụ thể khi đi gần Mặt Trời, điều có thể quan sát trong lúc nhật thực toàn phần. Năm 1919, các đoàn quan sát do Arthur Eddington tổ chức đã đo hiện tượng này và kết quả được công bố là phù hợp với dự đoán của Einstein. Điều Popper đánh giá cao là thuyết đã chấp nhận rủi ro: nếu kết quả khác đi, thuyết sẽ gặp rắc rối thật sự.
Từ đó Popper rút ra rằng một lý thuyết giải thích được mọi thứ thì thật ra không nói gì về thế giới, vì không quan sát nào có thể mâu thuẫn với nó. Ông trình bày ý tưởng này trong cuốn sách xuất bản bằng tiếng Đức năm 1934, sau được dịch sang tiếng Anh năm 1959 với tên Logic của khám phá khoa học.
Thiên nga đen: vì sao một phản ví dụ nặng hơn nghìn ví dụ ủng hộ
Vấn đề quy nạp. Từ thế kỷ mười tám, triết gia David Hume đã chỉ ra rằng không có cách chứng minh chặt chẽ một quy luật chung từ các trường hợp riêng. Thấy mặt trời mọc mỗi sáng hàng nghìn năm không chứng minh được về mặt logic rằng nó sẽ mọc sáng mai.
Câu chuyện thiên nga. Người châu Âu từng coi "mọi con thiên nga đều trắng" là điều hiển nhiên, vì mọi con họ thấy đều trắng. Rồi các nhà thám hiểm gặp thiên nga đen ở Australia vào cuối thế kỷ mười bảy. Hàng triệu con thiên nga trắng không xác nhận được câu đó; một con thiên nga đen đủ bác bỏ nó.
Bất đối xứng logic. Đây là điểm mấu chốt của Popper: không bao giờ chứng minh được một quy luật chung là đúng, nhưng có thể chứng minh nó sai. Vì vậy khoa học tiến lên không bằng cách gom thêm ví dụ ủng hộ, mà bằng cách đưa lý thuyết vào những phép thử có thể đánh đổ nó.
Đứng vững chứ không phải được chứng minh. Theo Popper, một lý thuyết đã qua nhiều phép thử gắt gao là lý thuyết được "chứng thực", đáng tin để dùng, nhưng vẫn mở cho phép thử tiếp theo. Đây là lý do nhà khoa học cẩn thận hay nói "bằng chứng ủng hộ mạnh" thay vì "đã chứng minh".
Câu khẳng định khả sai và không khả sai
Thử phân loại vài câu quen thuộc. Lưu ý: khả sai là tính chất của cách phát biểu, không phải phán xét câu đó đúng hay sai.
| Câu khẳng định | Khả sai không | Vì sao |
|---|---|---|
| Nước nguyên chất ở áp suất thường sôi quanh 100 độ C | Có | Đo bằng nhiệt kế; nếu sôi ở 70 độ thì câu sai |
| Loại phân bón này làm lúa tăng năng suất | Có, nếu nói rõ tăng bao nhiêu, so với gì | Làm thí nghiệm ruộng có đối chứng là kiểm được |
| Sản phẩm này cân bằng năng lượng cơ thể | Không, vì "năng lượng cơ thể" không được định nghĩa đo bằng gì | Không có quan sát nào chứng minh được là nó không cân bằng |
| Ai kiên trì đủ thì phương pháp sẽ có tác dụng | Không, vì mọi thất bại đều quy được cho "chưa đủ kiên trì" | Câu tự bảo vệ trước mọi bằng chứng |
| Ngày mai có thể mưa hoặc không mưa | Không, vì đúng trong mọi trường hợp | Không loại trừ khả năng nào nên không nói gì |
Hai dòng giữa minh hoạ một điều quan trọng: nhiều khẳng định trở nên khả sai chỉ cần được phát biểu chính xác hơn. Khi một người bán hàng từ chối nói rõ sản phẩm sẽ làm thay đổi điều gì, đo bằng cách nào, trong bao lâu, đó thường là dấu hiệu khẳng định đang được giữ ở dạng không kiểm được.
Giới hạn của tiêu chí khả sai
Tiêu chí của Popper có ảnh hưởng lớn, nhưng các triết gia và sử gia khoa học về sau chỉ ra rằng thực tế phức tạp hơn. Vấn đề đầu tiên là một dự đoán không bao giờ đến từ một lý thuyết đơn độc; nó luôn kèm theo các giả định phụ về dụng cụ, điều kiện đo, các yếu tố khác. Khi dự đoán thất bại, có thể lý thuyết sai, nhưng cũng có thể một giả định phụ sai. Ý này thường được gọi là luận đề Duhem–Quine.
Lịch sử thiên văn có hai ví dụ đẹp. Đầu thế kỷ mười chín, quỹ đạo của Thiên Vương tinh lệch khỏi dự đoán theo cơ học Newton. Thay vì bỏ cơ học Newton, các nhà thiên văn giả định có một hành tinh chưa biết đang kéo nó. Năm 1846, dựa trên tính toán của Urbain Le Verrier, Hải Vương tinh được tìm thấy gần đúng vị trí dự đoán. Nhưng khi quỹ đạo của Thuỷ tinh cũng lệch, giả định tương tự về một hành tinh ẩn tên là Vulcan không bao giờ được xác nhận; lời giải chỉ đến với thuyết tương đối rộng của Einstein.
Như vậy, bảo vệ lý thuyết bằng giả định phụ đôi khi đúng, đôi khi sai, và không có quy tắc logic đơn giản nào cho biết trước. Thomas Kuhn, trong cuốn sách năm 1962 về cấu trúc của các cuộc cách mạng khoa học, mô tả cách cộng đồng khoa học thường giữ lý thuyết chính dù có những dị thường, cho đến khi dị thường tích tụ đủ nhiều. Imre Lakatos đề xuất đánh giá cả chương trình nghiên cứu theo việc nó có tiếp tục dự đoán được điều mới hay không. Tiêu chí khả sai vẫn là công cụ tư duy hữu ích, nhưng không phải là chiếc thước đo tự động.
Biến một niềm tin mơ hồ thành giả thuyết kiểm được
Tinh thần khả sai dùng được ngay trong đời thường. Ví dụ giả định: một phụ huynh tin rằng "cho con nghe nhạc cổ điển giúp con học tốt hơn". Các bước làm rõ:
- Hỏi "tốt hơn" nghĩa là gì, đo bằng gì: tập trung lâu hơn khi làm bài, nhớ từ vựng nhiều hơn, hay con tự nói thấy dễ chịu hơn?
- Hỏi "so với gì": so với im lặng, so với nhạc con thích, hay so với tiếng ồn bình thường trong nhà?
- Nêu dự đoán cụ thể: nếu niềm tin đúng, khi học từ vựng có nhạc, con sẽ nhớ được nhiều từ hơn so với khi học trong im lặng.
- Nêu điều sẽ bác bỏ: nếu sau vài tuần thử luân phiên mà không thấy khác biệt, hoặc thấy kém hơn, niềm tin cần được xem lại.
- Thử luân phiên, ghi chép, và quan trọng nhất là cho phép kết quả nói điều bạn không mong.
Kết quả thử ở nhà không phải nghiên cứu khoa học, nhưng quá trình làm rõ đã có giá trị: nó biến một câu nói không kiểm được thành câu hỏi có thể trả lời. Đừng biến việc này thành bài kiểm tra áp lực cho trẻ, và không chấm điểm con.
Cùng cách làm áp được cho nhiều niềm tin khác trong nhà: uống nước ấm buổi sáng giúp tỉnh táo hơn, tưới cây bằng nước vo gạo giúp cây xanh hơn, học buổi tối hiệu quả hơn buổi sáng. Mỗi câu đều có thể được hỏi lại bằng ba câu: đo bằng gì, so với gì, và kết quả nào sẽ khiến mình đổi ý. Nếu ba câu đó không trả lời được, niềm tin vẫn có thể đúng, nhưng bạn biết mình đang tin chứ chưa phải đang biết. Phân biệt được hai trạng thái này là một trong những kỹ năng có ích nhất mà tư duy khoa học mang lại cho đời thường.
Hỏi AI theo tinh thần khả sai
Khi trò chuyện với chatbot về một khẳng định khoa học, cách hỏi theo tinh thần Popper là hỏi về điều có thể bác bỏ nó. Thay vì "vì sao X đúng", hãy hỏi "nếu X sai thì ta sẽ quan sát thấy điều gì, và đã có ai kiểm điều đó chưa?". Câu hỏi này buộc câu trả lời đi vào các phép thử thay vì đi vào lời giải thích trơn tru.
Bạn cũng có thể nhờ AI làm rõ một niềm tin mơ hồ thành giả thuyết kiểm được: "Hãy viết lại câu sau thành một giả thuyết có thể kiểm bằng quan sát, nêu rõ đo cái gì, so với cái gì và kết quả nào sẽ bác bỏ nó." Đây là việc mô hình ngôn ngữ làm khá tốt vì nó chủ yếu là chuyện diễn đạt. Phần kiểm và phần đánh giá kết quả vẫn thuộc về bạn và về bằng chứng.
Cũng cần nhớ rằng câu trả lời của AI về lịch sử triết học khoa học, như năm xuất bản hay tên người, cần đối chiếu với nguồn đáng tin. Khi hỏi về chuyện của chính gia đình, như ví dụ nghe nhạc ở trên, không cần nêu tên con hay tên trường.
Câu hỏi thường gặp
Khả sai có nghĩa là lý thuyết đó sai không?
Không. Khả sai nghĩa là lý thuyết có thể bị kiểm và bị bác bỏ nếu nó sai. Rất nhiều lý thuyết khả sai đã đứng vững qua mọi phép thử, như định luật bảo toàn năng lượng. Ngược lại, một khẳng định không khả sai không có nghĩa là đúng, mà là không kiểm được.
Toán học có khả sai không?
Tiêu chí khả sai của Popper dành cho khoa học thực nghiệm. Toán học chứng minh định lý bằng suy luận logic từ tiên đề, không bằng quan sát, nên không áp dụng theo cùng nghĩa. Tuy vậy, một chứng minh toán học vẫn có thể bị phát hiện là có lỗi.
Thuyết tiến hoá có khả sai không?
Có. Thuyết tiến hoá đưa ra nhiều dự đoán có thể bị bác bỏ, chẳng hạn hoá thạch của một loài phải xuất hiện theo trình tự phù hợp trong các lớp đá. Một hoá thạch động vật có vú hiện đại trong lớp đá rất cổ, trước khi có cá, sẽ là bằng chứng nghiêm trọng chống lại thuyết này, và chưa ai tìm thấy điều đó.
Vì sao các nhà khoa học không bỏ lý thuyết ngay khi có một kết quả trái ngược?
Vì một kết quả trái ngược có thể do lỗi đo, lỗi giả định phụ hoặc may rủi. Các nhà khoa học thường kiểm lại kết quả đó, tìm nguyên nhân, và chỉ thay lý thuyết khi bằng chứng trái ngược vững và có lý thuyết khác giải thích tốt hơn.
Popper có ý kiến gì về khoa học xã hội?
Popper viết nhiều về triết học xã hội, và cho rằng các khẳng định về xã hội cũng nên được phát biểu theo cách kiểm được. Ông phê phán những học thuyết tự nhận dự đoán được toàn bộ tiến trình lịch sử. Các tác phẩm của ông về chủ đề này vẫn được tranh luận trong triết học.
Dạy học sinh về tính khả sai thế nào cho dễ hiểu?
Trò chơi 2-4-6 và câu chuyện thiên nga đen là hai cách dễ nhất. Sau đó cho học sinh tập viết lại những câu mơ hồ quen thuộc thành câu kiểm được, và nêu điều gì sẽ bác bỏ chúng. Đánh giá bằng nhận xét về cách lập luận, không xếp hạng học sinh.