అన్నీ సైన్సులో ఉన్నాయి ష!

ఎపిసోడ్ 9: ఇండక్టివ్ రీజనింగ్

ఇండక్టివ్ రీజనింగ్(Inductive Reasoning)అనేది ఒక తార్కిక పద్ధతి. ఇది నిర్దిష్ట పరిశీలనలు లేదా ఉదాహరణల నుంచి సాధారణ సిద్ధాంతాలు లేదా నియమాలను రూపొందించడానికి ఉపయోగపడుతుంది. ఇది ఆధునిక వైజ్ఞానిక పద్ధతిలో(Scientific modelling or scientific approach)కీలకమైన భాగం. ఫ్రాన్సిస్ బేకన్ ఈ పద్ధతిని విస్తృతంగా ప్రతిపాదించాడు. ఇండక్టివ్ రీజనింగ్‌ను పూర్తిగా అర్థం చేసుకోవడానికి, దాని నిర్వచనం (definition), లక్షణాలు, ప్రక్రియ, ఉదాహరణలు, ప్రయోజనాలు, పరిమితులు, ఇతర తార్కిక పద్ధతులతో(డిడక్టివ్ రీజనింగ్) వివరంగా చర్చిద్దాం.

నిర్వచనం: ఇండక్టివ్ రీజనింగ్ అనేది నిర్దిష్ట అనుభవాలు, పరిశీలనలు, లేదా డేటా నుంచి సాధారణీకరణలు (generalizations), సిద్ధాంతాలను రూపొందించే తార్కిక ప్రక్రియ. ఈ పద్ధతిలో, ఒక వ్యక్తి లేదా శాస్త్రవేత్త నిర్దిష్ట ఉదాహరణలను పరిశీలించి, వాటిలో ఉన్న నమూనాలు లేదా సంబంధాల ఆధారంగా సాధారణ నియమం లేదా సిద్ధాంతాన్ని సూచిస్తాడు. ఇది సాధారణంగా “బాటమ్-అప్” (bottom-up) విధానంగా పరిగణించబడుతుంది, ఎందుకంటే ఇది నిర్దిష్ట డేటా నుంచి సాధారణ సిద్ధాంతాల వైపు వెళ్తుంది.
ఉదాహరణ..
పరిశీలన: సూర్యుడు రోజూ తూర్పున ఉదయిస్తాడు.
సాధారణీకరణ: సూర్యుడు ఎప్పుడూ తూర్పున ఉదయిస్తాడు.

ఇండక్టివ్ రీజనింగ్ లక్షణాలు..
నిర్దిష్టత నుంచి సాధారణత వైపు: ఇది నిర్దిష్ట ఉదాహరణల ఆధారంగా సాధారణ నియమాలను రూపొందిస్తుంది.
సంభావ్యత(Probabilistic): ఇండక్టివ్ రీజనింగ్ ద్వారా చేరుకున్న నిర్ణయాలు ఖచ్చితమైనవి కావు. కానీ సంభావ్యత ఆధారంగా ఉంటాయి. అంటే, అవి ఎల్లప్పుడూ సత్యం కాకపోవచ్చు.
పరిశీలనే ఆధారం: ఈ పద్ధతి పరిశీలనలు, ప్రయోగాలు, లేదా అనుభవాల ద్వారా రూపొందించిన డేటాపై ఆధారపడుతుంది.
అనుభవవాదం: ఇండక్టివ్ రీజనింగ్ అనుభవవాదం(empiricism)తో దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటుంది, ఎందుకంటే ఇది ఇంద్రియ అనుభవాల ద్వారా జ్ఞానాన్ని సేకరిస్తుంది.

ఇండక్టివ్ రీజనింగ్ ప్రక్రియ (procedures)..
ఇండక్టివ్ రీజనింగ్‌లో సాధారణంగా నాలుగు దశలు ఉంటాయి:
పరిశీలన (Observation): నిర్దిష్ట సంఘటనలను లేదా వాస్తవాలను గమనించడం. ఉదాహరణకు, ఒక శాస్త్రవేత్త ఒక నిర్దిష్ట జాతి పక్షులు ఎప్పుడూ ఒకే రకమైన ఆహారం తింటాయని గమనిస్తాడు. ఒకే కుటుంబంలో ఉండే వారి ఆహారపు అలవాట్లు, భాష ఒకే విధంగా ఉండటం చూడగలం.
నమూనాల గుర్తింపు(Pattern Recognition): పరిశీలనలలో సాధారణ నమూనాలు లేదా సంబంధాలను గుర్తించడం. ఉదాహరణకు, ఆ జాతి పక్షులన్నీ ఒకే రకమైన ఆహారాన్ని ఇష్టపడతాయని గమనించడం. వరుస సహజ సంఖ్యల వర్గాలు తీసుకుని ఆయా అంకెల మధ్య భేదాన్ని చూడటం మొదలు పెడితే ఆ భేదాల మధ్య తేడా రెండుగా ఉంటుంది. 4, 9, 16, 25 (ఈ అంకెల మధ్య భేదాలు 5, 7, 9. వీటి మధ్య తేడా ఎప్పుడూ 2 మాత్రమే).
సాధారణీకరణ(Generalization): గుర్తించిన నమూనా ఆధారంగా సాధారణ నియమం లేదా సిద్ధాంతాన్ని రూపొందించడం. ఉదాహరణకు, “ఈ జాతి పక్షులు ఎప్పుడూ ఈ రకమైన ఆహారాన్ని తింటాయి.”
పరీక్ష(Testing): సాధారణీకరణను మరిన్ని పరిశీలనలు లేదా ప్రయోగాల ద్వారా పరీక్షించడం. ఉదాహరణకు, ఇతర ప్రాంతాలలోని ఆ జాతి పక్షులను గమనించి, అవి కూడా అదే ఆహారం తింటాయో లేదో తనిఖీ చేయడం.

ఇండక్టివ్ రీజనింగ్ రోజువారీ జీవితంలో, శాస్త్రీయ పరిశోధనలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. కొన్ని ఉదాహరణలు..

పరిశీలన: నువ్వు ప్రతిరోజూ ఉదయం 8 గంటలకు బస్సు కోసం వేచి ఉంటావు. అది ఎప్పుడూ సమయానికి వస్తుంది.
సాధారణీకరణ: ఈ బస్సు ఎప్పుడూ ఉదయం 8 గంటలకు సమయానికి వస్తుంది.
నిర్ణయం: నువ్వు తరువాత రోజు కూడా 8 గంటలకు బస్సు కోసం వేచి ఉండవచ్చు.

శాస్త్రీయ పరిశోధన..
పరిశీలన: ఒక శాస్త్రవేత్త “100 రాగి ముక్కలను వేడి చేసినప్పుడు అవన్నీ విస్తరిస్తాయి.” అని గమనిస్తాడు.
సాధారణీకరణ: రాగి వేడి చేసినప్పుడు విస్తరిస్తుంది.
సిద్ధాంతం: ఈ సాధారణీకరణ ఆధారంగా, శాస్త్రవేత్త లోహాల ఉష్ణ విస్తరణ సిద్ధాంతాన్ని అభివృద్ధి చేయవచ్చు.

చారిత్రక ఉదాహరణ
న్యూటన్ గురుత్వాకర్షణ సిద్ధాంతం: న్యూటన్ ఆపిల్ పడటం, గ్రహాల కదలికలు, ఇతర వస్తువుల గతిని పరిశీలించి, గురుత్వాకర్షణ శక్తి గురించి సాధారణ సిద్ధాంతాన్ని రూపొందించాడు. ఇది ఇండక్టివ్ రీజనింగ్‌కు ఒక గొప్ప ఉదాహరణ.

ఇండక్టివ్ రీజనింగ్ vs డిడక్టివ్ రీజనింగ్..

ఇండక్టివ్ రీజనింగ్‌ను బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి, దానిని డిడక్టివ్ రీజనింగ్(Deductive Reasoning)తో పోల్చడం ఉపయోగకరం. ఎందుకంటే చాలామందికి డిటెక్టివ్ రీజనింగ్ అనేది ఎంతో కొంత తేలికగా అర్థమయ్యే అవకాశం ఉండి ఉంటుంది.

అంశం          ఇండక్టివ్ రీజనింగ్                                           డిడక్టివ్ రీజనింగ్

విధానం          నిర్దిష్ట నుంచి సాధారణం వైపు (Bottom-up)    సాధారణ నుంచి నిర్దిష్ట వైపు(Top-down)
నిర్ణయం         సంభావ్యత ఆధారితం (ఖచ్చితం కాదు)          ఖచ్చితమైనది(ప్రారంభ ఊహలు సరైనవైతే). మార్గం సరైనది కావాలి

ఉదాహరణకు సూర్యుడు రోజూ ఉదయిస్తాడు → సూర్యుడు ఎప్పుడూ ఉదయిస్తాడు. అన్ని లోహాలు విద్యుత్‌ వాహకాలు. రాగి ఒక లోహం → రాగి విద్యుత్‌కు వాహకంగా నిలుస్తుంది.
ఉపయోగం సిద్ధాంతాలు రూపొందించడం, కొత్త జ్ఞానం సృష్టించడం ఇప్పటికే ఉన్న సిద్ధాంతాలను అన్వయించడం. తీన్ సిద్ధాంతాలు రూపొందించబడవు.

ఉదాహరణ – పోలిక:
ఇండక్టివ్: “నేను 100 హంస‌లను చూశాను, అవన్నీ తెల్లగా ఉన్నాయి. కాబట్టి, అన్ని హంస‌లు తెల్లగా ఉంటాయి.”
డిడక్టివ్: “అన్ని హంస‌లు తెల్లగా ఉంటాయి. మన ఎదురుగా పక్షి ఒక హంస. కనుక, ఈ పక్షి తెల్లగా ఉంటుంది/ఉంది.”

ఇండక్టివ్ రీజనింగ్ ప్రయోజనాలు (applications)..
కొత్త జ్ఞాన సృష్టి: ఇండక్టివ్ రీజనింగ్ కొత్త సిద్ధాంతాలు, ఆవిష్కరణలకు దారితీస్తుంది. ఎందుకంటే ఇది పరిశీలనల ఆధారంగా సాధారణీకరణలను చేస్తుంది.
ప్రయోజనం: ఇది అనేక రంగాలలో(విఙ్ఞానశాస్త్రం, సామాజిక శాస్త్రాలు, రోజువారీ జీవితం) ఉపయోగించబడుతుంది.
ప్రయోగాత్మక శాస్త్రానికి ఆధారం: ఇది వైజ్ఞానిక పద్ధతిలో కీలకమైన భాగం, ఇక్కడ డేటా సేకరణ, పరీక్షల ద్వారా సిద్ధాంతాలు రూపొందించబడతాయి.
నమూనాల గుర్తింపు: ఇది సంక్లిష్ట డేటాలో నమూనాలను గుర్తించడంలో సహాయపడుతుంది.

ఇండక్టివ్ రీజనింగ్ పరిమితులు..
అనిశ్చితి: ఇండక్టివ్ రీజనింగ్ ద్వారా తీసుకున్న నిర్ణయాలు సంభావ్యత ఆధారితమైనవి కాబట్టి, అవి ఎప్పుడూ సత్యం కాకపోవచ్చు. ఉదాహరణకు, “అన్ని హంస‌లు తెల్లగా ఉన్నాయి” అనే సాధారణీకరణ తప్పు కావచ్చు, ఎందుకంటే నల్ల హంస‌లు కూడా ఉన్నాయి.
పక్షపాతాల ప్రమాదం: పరిశీలనలు పక్షపాతంతో లేదా అసంపూర్ణ డేటాతో ఉంటే, సాధారణీకరణలు కూడా తప్పుగా ఉంటాయి.
పరిమిత పరిశీలనలు: తక్కువ సంఖ్యలో పరిశీలనల ఆధారంగా సాధారణీకరణ చేస్తే, అది తప్పుదారి పట్టించవచ్చు. అంటే తగిన సంఖ్యలో పరిశీలనలు జరగకపోతే మన ప్రయోగాలు తప్పుదారి పట్టవచ్చు. లేదా తీసుకురావడమే సాధారణీకరణ మొత్తం సరికాకుండా పోవచ్చు.
శీఘ్ర సాధారణీకరణల వల్ల జరిగే ప్రమాదాలు (Fallacies of hasty generalisations): అతి తక్కువ డేటా ఆధారంగా తొందరపాటు సాధారణీకరణలు చేస్తే ఫలితాలు సరైన రీతిలో కాకపోవటం. దీనికి పెద్ద ఉదాహరణలు కరోనా సమయంలో చేసిన కొన్ని వాక్సిన్ పరిశోధనలు, తదనంతర పరిణామాలు. తగినంత మోతాదులో తగినంత కాలం పరిశీలనలు చేయకుండా హడావుడిగా చేయటం వల్ల ఆస్ట్రా జెనెకా వారి వాక్సిన్లు సరైన ఫలితాలను ఇవ్వలేదు. కోవిషీల్డ్ విషయంలో కూడా ఇదే జరిగి ఉండవచ్చు.

ఇండక్టివ్ రీజనింగ్ ఆధునిక ఉపయోగాలు

ఇండక్టివ్ రీజనింగ్ ఆధునిక శాస్త్ర-సాంకేతికత, ఇతర పరిశీలనాధారిత రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతోంది.
వైజ్ఞానిక పరిశోధన: శాస్త్రవేత్తలు ప్రయోగాలలో సేకరించిన డేటా ఆధారంగా సిద్ధాంతాలను రూపొందిస్తారు. ఉదాహరణకు, ఔషధ పరీక్షలలో ఒక ఔషధం కొంతమంది రోగులపై పనిచేస్తే, అది సాధారణంగా అందరికీ పనిచేస్తుందని సాధారణీకరణ చేయవచ్చు. కానీ, పైన చెప్పుకున్నట్లుగా తగిన సంఖ్యలో పరిశీలనలు, ప్రయోగాలు లేకపోతే బెడిసికొట్టే అవకాశాలు ఎక్కువ.
మెషిన్ లెర్నింగ్: ఆర్టిఫిషియల్ ఇంటెలిజెన్స్(AI), మెషిన్ లెర్నింగ్ (Machine Learning- ML)b అల్గారిథమ్‌లు డేటా నమూనాలను గుర్తించి, అంచనాలు చేయడానికి ఇండక్టివ్ రీజనింగ్‌ను ఉపయోగిస్తాయి.
సామాజిక శాస్త్రాలు: సర్వేలు లేదా కేస్ స్టడీస్ ఆధారంగా సామాజిక ప్రవర్తనల గురించి సాధారణీకరణలు చేయడం.
వ్యాపారం: మార్కెట్ ట్రెండ్‌లను విశ్లేషించి, వినియోగదారుల ప్రవర్తన గురించి అంచనాలు వేయడం.

ఇండక్టివ్ రీజనింగ్ ఎదుర్కునే సమస్యలు, విమర్శలు..
డేవిడ్ హ్యూమ్ సమస్య: 18వ శతాబ్దంలో తత్వవేత్త డేవిడ్ హ్యూమ్ “ఇండక్షన్ సమస్య” (Problem of Induction)ను ప్రతిపాదించాడు. అతను ఏమన్నాడంటే, గతంలో జరిగిన సంఘటనలు భవిష్యత్తులో కూడా జరుగుతాయని హామీ ఇవ్వలేము. ఉదాహరణకు, సూర్యుడు రోజూ ఉదయిస్తాడని మనం చెప్పినప్పటికీ రేపు అది జరుగుతుందని ఖచ్చితంగా చెప్పలేము.
పాపర్ విమర్శ: 20వ శతాబ్దంలో కార్ల్ పాపర్ ఇండక్షన్‌ను విమర్శించాడు, శాస్త్రీయ సిద్ధాంతాలు ఇండక్షన్ ద్వారా రూపొందించబడవని, బదులుగా ఫాల్సిఫికేషన్ (సిద్ధాంతాలను తప్పుగా నిరూపించే ప్రయత్నం) ద్వారా పరీక్షించబడతాయని వాదించాడు.

వాదనలు ఎలా ఉన్నా ఇండక్టివ్ రీజనింగ్ అనేది మనకు తెలియకుండానే మన రోజువారీ జీవితంలో వాడుతూనే ఉంటాము. ఉదాహరణకు మనకు తారస పడిన వ్యక్తుల వేషభాషలను, మాటలను, ప్రవర్తనను బట్టీ వారిని మనం అంచనా వేస్తుంటాం కదా. ఇది నిజానికి నిర్దిష్ట పరిశీలనల నుంచి సాధారణ సిద్ధాంతాలను రూపొందించే శక్తివంతమైన తార్కిక పద్ధతి. ఇది వైజ్ఞానిక పద్ధతిలో కీలకమైన భాగం. నూతన సిద్ధాంతాలను రూపొందించటంలో సహాయపడుతుంది. అయితే, దాని సంభావ్య స్వభావం, పక్షపాతాల(fallacies) ప్రమాదం వల్ల దీనిని జాగ్రత్తగా ఉపయోగించాల్సిన అవసరం ఉంది. ఫ్రాన్సిస్ బేకన్ ఈ పద్ధతిని ప్రచారం చేయడం ద్వారా ఆధునిక శాస్త్రానికి గణనీయమైన మేలు చేశాడు. ఇండక్టివ్ రీజనింగ్ ఈ రోజు కూడా శాస్త్ర, సాంకేతిక, రోజువారీ జీవితంలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతోంది. వచ్చే ఎపిసోడ్‌లో ఙ్ఞాన భ్రమలు(Idols of Mind)గురించి, వాటిని ఎలా ఎదుర్కోవాలో తెలుసుకుందాము.

ఇది విన్నారా?

ఆర్కిటిక్, అంటార్కిటికాలలో ప్రస్తుతం అత్యంత తక్కువ సముద్ర మంచు స్థాయిలు ఉన్నాయట. ఇవి ఒక “కొత్త సాధారణ” స్థితిని సూచిస్తున్నాయని శాస్త్రవేత్తలు చెప్తున్నారు. ఇది గ్లోబల్ వార్మింగ్‌ను వేగవంతం చేయవచ్చు, సముద్ర ప్రవాహాలను అస్తవ్యస్తం చేయవచ్చు. ఎస్కిమోలు(Eskimos), లాపులు (Lapps), ఆయా ప్రాంతాలలోని వన్యప్రాణులపై తీవ్ర పరిణామాల చూపే అవకాశం ఉండటం ఆందోళన కలిగించే విషయం.

ఆర్కిటిక్ (ఉత్తర ధ్రువం), అంటార్కిటికా(దక్షిణ ధ్రువం) ప్రాంతాలలో సముద్రపు మంచు స్థాయిలు గత కొన్ని సంవత్సరాలుగా గణనీయంగా తగ్గుతున్నాయి. 2023లో అంటార్కిటికాలో సముద్ర మంచు స్థాయిలు రికార్డు స్థాయిలో అతి తక్కువగా నమోదయ్యాయి. ఇది సాధారణంగా ఉండే స్థాయి కంటే 20 లక్షల చదరపు కిలోమీటర్లు తక్కువ. ఆర్కిటిక్‌లో కూడా సముద్ర మంచు విస్తీర్ణం 1979 నుంచి దాదాపు 40% తగ్గింది. ముఖ్యంగా వేసవి, శరదృతువులలో నమోదు అయ్యింది. ఈ తగ్గుదలను శాస్త్రవేత్తలు “కొత్త సాధారణ” (New Normal) స్థితిగా అభివర్ణిస్తున్నారు. ఇది గ్లోబల్ వార్మింగ్‌కు సంబంధించిన దీర్ఘకాలిక మార్పులను సూచిస్తుంది.

మానవ కార్యకలాపాల వల్ల (ప్రధానంగా గ్రీన్‌హౌస్ వాయువుల ఉద్గారాలు) భూమిపై ఉష్ణోగ్రతలు పెరుగుతున్నాయి. ఆర్కిటిక్ ప్రాంతం ప్రపంచ సగటు కంటే దాదాపు నాలుగు రెట్లు వేగంగా వేడెక్కుతోంది. దీనిని “ఆర్కిటిక్ యాంప్లిఫికేషన్” అంటారు. అంటార్కిటికా చుట్టూ ఉన్న దక్షిణ మహాసముద్రంలో ఉపరితలం కింద ఉన్న నీటి ఉష్ణోగ్రతలు పెరుగుతున్నాయి. ఇది మంచు ఏర్పడకుండా అడ్డుకుంటుంది. అంటార్కిటికా చుట్టూ ఉన్న బలమైన పశ్చిమ గాలులు(సదరన్ యాన్యులర్ మోడ్), ఓజోన్ పొరలో ఏర్పడ్డ చిల్లులాంటి కారణాలు మంచు కరగడాన్ని వేగవంతం చేస్తున్నాయి.

సముద్ర మంచు తగ్గడం వల్ల గ్లోబల్ వార్మింగ్ మరింత వేగవంతమవుతుంది. దీనికి ప్రధాన కారణం “ఐస్-అల్బెడో ఫీడ్‌బ్యాక్” (ice-albedo feedback)అనే ప్రక్రియ.
అల్బెడో ప్రభావం: సముద్రపు మంచు తెల్లగా ఉండి సూర్యకాంతిని 80% వరకు పరావర్తనం (reflect) చేస్తుంది. ఇది భూమిని చల్లగా ఉంచడానికి సహాయపడుతుంది. మంచు కరిగినప్పుడు, బహిర్గతమైన సముద్ర నీరు (ఇది ముదురు రంగులో ఉంటుంది) 90% సూర్యకాంతిని గ్రహిస్తుంది, దీనివల్ల సముద్రం, వాతావరణం వేడెక్కుతాయి.
ఆర్కిటిక్‌లో ఈ ప్రభావం మరింత తీవ్రంగా ఉంది. ఎందుకంటే అక్కడ మంచు సన్నగా, ఎక్కువగా ఒక సంవత్సరం వయస్సును మాత్రమే కలిగి ఉంది.

సముద్ర మంచు కరగడం వల్ల సముద్ర ప్రవాహాలు, ముఖ్యంగా థర్మోహలైన్ సర్క్యులేషన్(thermohaline circulation)లేదా గ్లోబల్ ఓషన్ కన్వేయర్ బెల్ట్ తీవ్రంగా ప్రభావితమవుతాయి. ఈ ప్రవాహాలు భూమి వాతావరణాన్ని నియంత్రించడంలో కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి. ధ్రువ ఎలుగుబంట్లు, వాల్‌రస్‌లు, సీల్స్ వంటి జంతువులు మంచుపై వేటాడటానికి, విశ్రాంతి తీసుకోవడానికి ఆధారపడతాయి. మంచు కరగడం వల్ల వీటి ఆవాసాలు నశిస్తున్నాయి.

అంటార్కిటికాలో ఎంపరర్ పెంగ్విన్‌లు మంచుపై సంతానోత్పత్తి చేస్తాయి. 2023లో తక్కువ మంచు స్థాయిల వల్ల అనేక పెంగ్విన్ కాలనీలు సంతానోత్పత్తిలో విఫలమయ్యాయి. అలాగే, క్రిల్(చిన్న రొయ్యల జాతి), దానిపై ఆధారపడే తిమింగలాలు, ఇతర సముద్ర జీవులు ప్రభావితమవుతున్నాయి.

ఇప్పుడు చెప్పినవన్నీ ఏదో వార్తలు చెప్పిన విధంగా చెప్పటం లేదు. ఈ పరిశీలనలన్నీ ఇండక్టివ్ రీజనింగ్‌లో భాగాలు. సరిగ్గా ఉపయోగించుకోగలిగితే భవిష్యత్‌ను బాగు చేసుకోవచ్చు. లేకపోతే మన ఉనికినే కోల్పోయే ప్రమాదంలో పడవచ్చు. అదృష్టం ఏంటంటే, ఇండక్టివ్ రీజనింగ్ కనుక ఒకవేళ కొన్ని పరిశీలనలు తప్పు అయ్యే అవకాశం ఉంది. అంతమాత్రాన ప్రమాదం ముంచుకు రావటం లేదని కాదు. జాగ్రత్తలు తీసుకుంటే తప్పించుకునే అవకాశాలు కూడా చాలా ఎక్కువగా ఉన్నాయని.