Can we play science?: philosophical perspectives on participation in science research

Tese de mestrado, História e Filosofia da Ciência, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015Podemos jogar ciência? Abordagens contemporâneas oferecem a possibilidade de participar na investigação científica. Muitas destas abordagens são feitas através duma gamificação da investigação científica usando a internet e ferramentas da Web 2.0, enquanto outras têm abordagens comunitárias que não estão dependentes do on-line. Como um trabalho de Filosofia da Ciência, este estudo preocupa-se sobre o significado de tal transformação. Isabelle Stengers é próxima à prática científica e sabe como o cientista é definido pelas suas paixões, por uma forma de se reportar ao mundo (Stengers 1993). No seu trabalho encontramos um ímpeto para re-inventar, re-enquadrar como as ciências se relacionam com a especialidade e a democracia. Será que estas abordagens participativas podem fazê-lo? Será que uma nova ciência está em movimento? Considerando as três ecologias de Félix Guattari, do nível mental, ao social, ao ambiental, ele considera que um valor maior se ganha abordando os diversos níveis de prática na sua singularidade (Guattari 1989). Neste estudo, um conjunto diverso de práticas participativas são investigadas, como os jogos de ciência cidadã Foldit e CosmoQuest e as redes de Do-It-Yourself biology e Nouveaux Commanditaires Sciences. Ciência cidadã on-line lida com desafios concretos apresentados à investigação científica e coloca novas questões científicas, contando com a contribuição cognitiva de cidadãos. Há uma quantidade enorme de informação e continua a aumentar. Este “conhecimentointensivo-em-informação” dá foco a inferências sintéticas, como o processo de fazer hipóteses, a abducção. Seguindo Charles Sanders Peirce, verificamos como o raciocínio abductivo construiu muitas perspectivas de interesse na epistemologia e filosofia da ciência. Seguindo cronologicamente o pensamento Peirciano, viajamos da fundação da retroducção nos silogismos aristotélicos até à sua aplicação numa lógica de ícones, em que as premissas se tornam em imagens. A partir da interacção com o ecrã onde a ciência é um jogo, a iconicidade dos elementos ganham relevo. Em segundo lugar, focando no conceito de experiência, tomamos a filosofia de John Dewey. Ele não tem a solidez lógica de Peirce, mas parece mais sistemático. Na interacção entre sujeito e natureza, o conhecimento torna-se instrumental. “Coisas na experiência” específicas servem como guias, como características que são sinais, índices de algo que prevalece na experiência. O que guia as inferências é parte da experiência do sujeito e envolve uma ligação entre a consciência e a natureza, que substancia uma ligação ao “universo completo”. O naturalismo empírico de Dewey faz um contraste interessante com o pensamento diagramático Peirciano.Para Dewey, qualquer esperança duma lógica da descoberta está perdida. Também o Pragmaticismo de Peirce não está preocupado com consequências práticas, como o Pragmatismo clássico. Em comum, sem dúvidas, está a importância dada à experiência. Considerando o nível social, usamos a emergência de esferas públicas como enquadradas por Habermas para ter um entendimento mais fino de como ferramentas online como os forums contribuem para o esforço intelectual conjunto da ciência cidadã virtual. Para participar no uso público da razão, é preciso de ser capaz de o fazer. O modelo heavyweight de produção de pares têm altos valores limites à participação. Mais, o papel do gatekeeper é criado, que pode ser reconhecido quando se abrem as portas da prática científica em jogos on-line, tal como nos salões franceses do século XVII. Outros jogos de investigação cientifica, como CosmoQuest e Zoo Universe têm valores limite à participação mais baixos. Quem quer que se registre, consegue imediatamente uma oportunidade para 'fazer ciência', usando as suas capacidades cognitivas para com os objectos no ecrã. O que é tida em linha de conta é o voto da maioria, pois muitos jogadores recebem a mesma imagem. Cientistas profissionais já assinam artigos científicos em publicações bem cotadas com peer-review. Assim é o caso do Foldit, do Polymath e do Galaxy Zoo. Interessantemente, muitos são assinados sobre um nome colectivo, que se relaciona com este enquadramento colectivo. Em tensão, existe uma dimensão agonal muito presente na gamificação da investigação científica. Há uma relevância dada ao pacto de competição, equivalente ao contrato de Agon. Colan Duclos dá ênfase ao elementos de tensão, stress, aleatoriedade e incerteza que fazem o jogo agonal. Um terceiro nível em análise é o político. Seguindo o argumento de uma re-encenação da comunidade de iguais com Jacques Rancière vemos que a comunidade de iguais: (i) é parte da interacção aleatória entre o que está lá e o que força a mudança; (ii) é fundamentalmente um processo de partilha; (iii) refere-se a um evento equalitário anterior e a um texto equalitário. O texto equalitário do movimento Do-It-Yourself biology corresponde ao Biocommons white paper. Ali está circunscrita uma forma inclusiva de abordar os comuns, a incluir não só “bens naturais”, como água, ar, terra, mas também organismos inteiros, processos bioquímicos e outras descobertas e conceitos biológicos e bioquímicos feitos pelo Homem. Biotecologia tem, então, com o Do-It-Yourself Biology, uma nova visão política e económica baseada na igualdade. Ainda, seguido o raciocínio de Rancière, podemos ver como este movimento tem que lidar com a desigualdade da organização social, tal como os fundados de Icaria tiveram que fazer no passado. Mas isto não significa por força que um tal empreendimento está fadado a fracassar. O “significador equalitário” que é agora parte integrante da sua identidade pode-se desvainecer, tal como o antigo apeiron grego, o desejo sem-limites pode enfraquecer. Se há perspectivas de ciência cidadã em favor do progresso e aceleração, outros querem desacelerar, tal como com os Nouveaux Commanditaires Sciences (NCS), pois a desconstrucção da investigação científica, no sentido de a fazer mais socialmente inclusiva, precisa de tempo. Inspirada pela emancipação de Freire, NCS usa a investigação científica para fazer trabalho comunitário. Acreditamos que participar na investigação científica é um acto de empoderamento. A aventura da Emancipação Intelectual foi aquela que juntou Rancière e Jacotot no livro de 1987 Le maître ignorant : cinq leçons sur l’émancipation intellectuelle. A lição do poeta no âmago do método de Jacotot é feita para soltar a vontade, para ser um participante activo. As decisões que vêm da sociedade que têm decisores em tópicos que concernem à comunidade científica é um tópico em discussão nos estudos sociais da ciência. Para Funtowicz e Ravetz uma exigência que vem dum decisor seria interpretado como um caso de ciência pós-normal, no sentido de legitimar a expertise de outros actores em decisões políticas. Em oposição, Collins tem dúvidas sobre o reconhecimento de expertises locais ao mesmo nível que a investigação científica. Ele preferiria criar ambientes nos quais o foco seria reconhecer e compreender a atitude científica. Em relação à descoberta de Jacotot, a educação está em tal relação com a não-educação, tal como a emancipação intelectual está para o embrutecimento. NCS e Jacotot estão, antes de mais, focados na dimensão da emancipação, enquanto Collins, a par de muitas outras iniciativas, estão focados na pedagogia. A ciência cidadã on-line está a crescer em número de participantes, projectos e escala. Estas soluções lidam com desafios novos concretos à investigação científica que parecem fadados a ser mais desenvolvidos. Podeser mais do que uma moda ou uma linha de fuga. Podemos estar perante uma re-territorialização destas abordagens massivas à investigação científica. Do outro lado da moeda, os movimentos contra-progressistas também lidam com uma resingularização da investigação científica. Este jogo é possível, mas a escala e eficiência deste processo de heterogénese continua por qualificar.Can we play science? Contemporary approaches offer the possibility of participation in science. Many of these approaches are done through a gamification of science research done using the internet and web2.0 tools, while others, have community-based approaches that aren't exclusive to the on-line environment. As a work of Philosophy of Science, this study is concerned about the meaning of such transformation. Isabelle Stengers is a close relative to scientific practice and knows how the scientist is defined by his or hers passions, by a way of reporting to the world (Stengers 1993). Inspired by the three Ecologies of Félix Guattari, we engage the diverse levels of practice in their singularity (Guattari 1989). In this study, a diverse set of participative practices are researched in connection to relevant philosophical perspectives. “Data-intensive knowledge” brings forward the synthetic inferences, as the process of making hypothesis, abduction. From the interaction with the screen, the iconicity of the elements come forward. Following Charles Peirce, we travel from the foundation of retroduction in the Aristotelian syllogisms to the application of abduction in a logic of icons, in that the premisses become images. Focusing on the concept of experience we take John Dewey's philosophy. The experience to the subject involves a connection to the “complete universe”. Dewey's empirical naturalism, gives an interesting contrast to Peirce's diagrammatic reasoning. Considering a social level, we use the emergence of Habermasian public spheres. To participate to a public use of reason, one needs to be able to do it. Moreover, the role of the gatekeeper is crafted, that can be recognized when opening the gates of scientific practice in on-line citizen science games. In tension, there's an agonal dimension very much present in the gamifications of science research. On a political level we follow Jacques Rancière, and see how Do-It-Yourself biology statement of equality will have to deal with the inequality of social organization. Just as the “egalitarian signifier” that is part of its identity might fade away, as the old greek apeiron, the unbound desire might get dimmer. If there are perspectives of citizen science as in favor of progress and acceleration, others want to decelerate, as with Nouveaux Commanditaires Sciences (NCS). On the work of Rancière we see that education is in such relation to uneducation, as intellectual emancipation is to stultification, giving an insight into a dispute at Social Studies of Science. On-line citizen science might signify a reterritorialization of this massive approaches to science research. On the other side of the coin, the counter movements of progress also deal with a resingularisation of science research. This play seems feasible, but the scale and efficiency of this heterogenesis process remains unaccounted

Seeing problems, seeing solutions. Abduction and diagrammatic reasoning in a theory of scientific discovery

This paper sketches a theory of scientific discoveries that is mainly based on two concepts that Charles Peirce developed: abduction and diagrammatic reasoning. Both are problematic. While abduction describes the process of creating a new idea, it does not, on the one hand, explain how this process is possible and, on the other, is not precisely enough defined to distinguish different forms of creating new ideas. Diagrammatic reasoning, the process of constructing relational representations of knowledge areas, experimenting with them, and observing the results, can be interpreted, on the one hand, as a methodology to describe the possibility of discoveries, but its focus is limited to mathematics. The theory sketched here develops an extended version of diagrammatic reasoning as a general theory of scientific discoveries in which eight different forms of abduction play a central role

Reflective Argumentation

Theories of argumentation usually focus on arguments as means of persuasion, finding consensus, or justifying knowledge claims. However, the construction and visualization of arguments can also be used to clarify one's own thinking and to stimulate change of this thinking if gaps, unjustified assumptions, contradictions, or open questions can be identified. This is what I call "reflective argumentation." The objective of this paper is, first, to clarify the conditions of reflective argumentation and, second, to discuss the possibilities of argument visualization methods in supporting reflection and cognitive change. After a discussion of the cognitive problems we are facing in conflicts--obviously the area where cognitive change is hardest--the second part will, based on this, determine a set of requirements argument visualization tools should fulfill if their main purpose is stimulating reflection and cognitive change. In the third part, I will evaluate available argument visualization methods with regard to these requirements and talk about their limitations. The fourth part, then, introduces a new method of argument visualization which I call Logical Argument Mapping (LAM). LAM has specifically been designed to support reflective argumentation. Since it uses primarily deductively valid argument schemes, this design decision has to be justified with regard to goals of reflective argumentation. The fifth part, finally, provides an example of how Logical Argument Mapping could be used as a method of reflective argumentation in a political controversy

The Algebra of Logic Tradition

The algebra of logic, as an explicit algebraic system showing the underlying mathematical structure of logic, was introduced by George Boole (1815-1864) in his book The Mathematical Analysis of Logic (1847). The methodology initiated by Boole was successfully continued in the 19th century in the work of William Stanley Jevons (1835-1882), Charles Sanders Peirce (1839-1914), Ernst Schröder (1841-1902), among many others, thereby establishing a tradition in (mathematical) logic. From Boole's first book until the influence after WWI of the monumental work Principia Mathematica (1910 1913) by Alfred North Whitehead (1861-1947) and Bertrand Russell (1872-1970), versions of thealgebra of logic were the most developed form of mathematical above allthrough Schröder's three volumes Vorlesungen über die Algebra der Logik(1890-1905). Furthermore, this tradition motivated the investigations of Leopold Löwenheim (1878-1957) that eventually gave rise to model theory. Inaddition, in 1941, Alfred Tarski (1901-1983) in his paper On the calculus of relations returned to Peirce's relation algebra as presented in Schröder's Algebra der Logik. The tradition of the algebra of logic played a key role in thenotion of Logic as Calculus as opposed to the notion of Logic as Universal Language . Beyond Tarski's algebra of relations, the influence of the algebraic tradition in logic can be found in other mathematical theories, such as category theory. However this influence lies outside the scope of this entry, which is divided into 10 sections.Fil: Burris, Stanley. University of Waterloo; CanadáFil: Legris, Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Saavedra 15. Instituto Interdisciplinario de Economía Politica de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Económicas. Instituto Interdisciplinario de Economía Politica de Buenos Aires; Argentin

A Scholastic-Realist Modal-Structuralism

How are we to understand the talk about properties of structures the existence of which is conditional upon the assumption of the reality of those structures? Mathematics is not about abstract objects, yet unlike fictionalism, modal-structuralism respects the truth of theorems and proofs. But it is nominalistic with respect to possibilia. The problem is that, for fear of reducing possibilia to actualities, the second-order modal logic that claims to axiomatise modal existence has no real semantics. There is no cross-identification of higher-order mathematical entities and thus we cannot know what those entities are. I suggest that a scholastic notion of realism, interspersed with cross-identification of higher-order entities, can deliver the semantics without collapse. This semantics of modalities is related to Peirce's logic and his pragmaticist philosophy of mathematics.Comment comprendre le discours sur les propriétés de structures, dont l'existence dépend de ce que l'on suppose la réalité de ces structures ? Les mathématiques ne portent pas sur des objets abstraits, pourtant le structuralisme modal respecte la vérité des théorèmes et des preuves, contrairement au fictionalisme. Il est en revanche nominaliste quant aux possibilia. Le problème est que, de peur de réduire les possibilia à des actualités, la logique modale du second ordre qui prétend axiomatiser l'existence modale ne possède pas réellement de sémantique. Il n'existe pas d'identification croisée des entités mathématiques d'ordre supérieur et ainsi nous ne pouvons savoir ce que sont ces entités. Je suggère qu'une notion scolastique de réalisme, émaillé d'identification croisée d'entités d'ordre supérieur, peut nous fournir une sémantique sans s'écrouler. La sémantique des modalités est liée à la logique de Peirce et à sa philosophie pragmaticiste des mathématiques

Abduction through Grammar, Critic and Methodeutic

Peer reviewe

Relations between logic and mathematics in the work of Benjamin and Charles S. Peirce.

Charles Peirce (1839-1914) was one of the most important logicians of the nineteenth century. This thesis traces the development of his algebraic logic from his early papers, with especial attention paid to the mathematical aspects. There are three main sources to consider. 1) Benjamin Peirce (1809-1880), Charles's father and also a leading American mathematician of his day, was an inspiration. His memoir Linear Associative Algebra (1870) is summarised and for the first time the algebraic structures behind its 169 algebras are analysed in depth. 2) Peirce's early papers on algebraic logic from the late 1860s were largely an attempt to expand and adapt George Boole's calculus, using a part/whole theory of classes and algebraic analogies concerning symbols, operations and equations to produce a method of deducing consequences from premises. 3) One of Peirce's main achievements was his work on the theory of relations, following in the pioneering footsteps of Augustus De Morgan. By linking the theory of relations to his post-Boolean algebraic logic, he solved many of the limitations that beset Boole's calculus. Peirce's seminal paper `Description of a Notation for the Logic of Relatives' (1870) is analysed in detail, with a new interpretation suggested for his mysterious process of logical differentiation. Charles Peirce's later work up to the mid 1880s is then surveyed, both for its extended algebraic character and for its novel theory of quantification. The contributions of two of his students at the Johns Hopkins University, Oscar Mitchell and Christine Ladd-Franklin are traced, specifically with an analysis of their problem solving methods. The work of Peirce's successor Ernst Schröder is also reviewed, contrasting the differences and similarities between their logics. During the 1890s and later, Charles Peirce turned to a diagrammatic representation and extension of his algebraic logic. The basic concepts of this topological twist are introduced. Although Peirce's work in logic has been studied by previous scholars, this thesis stresses to a new extent the mathematical aspects of his logic - in particular the algebraic background and methods, not only of Peirce but also of several of his contemporaries

Cognitive Conditions of Diagrammatic Reasoning

Forthcoming in Semiotica (ISSN: 0037-1998), published by Walter de Gruyter & Co.In the first part of this paper, I delineate Peirce's general concept of diagrammatic reasoning from other usages of the term that focus either on diagrammatic systems as developed in logic and AI or on reasoning with mental models. The main function of Peirce's form of diagrammatic reasoning is to facilitate individual or social thinking processes in situations that are too complex to be coped with exclusively by internal cognitive means. I provide a diagrammatic definition of diagrammatic reasoning that emphasizes the construction of, and experimentation with, external representations based on the rules and conventions of a chosen representation system. The second part starts with a summary of empirical research regarding cognitive effects of working with diagrams and a critique of approaches that use 'mental models' to explain those effects. The main focus of this section is, however, to elaborate the idea that diagrammatic reasoning should be conceptualized as a case of 'distributed cognition.' Using the mathematics lesson described by Plato in his Meno, I analyze those cognitive conditions of diagrammatic reasoning that are relevant in this case