Файл: методология.doc

4. Гипотеза и индуктивные методы исследования

Решение любой научной проблемы включает выдвижение некоторых догадок, предположений, а чаще всего более или менее обоснованных гипотез, с помощью которых исследователь пытается объяснить факты, которые не укладываются в старые теории.

Многие научные открытия возникают в результате стремления устранить противоречия между существующими теориями и реальными фактами, а не ставят непосредственной целью обнаружение новых явлений и управляющих 'ими закономерностей. Замечательным примером такого открытия является предсказание о существовании новых планет в Солнечной системе. Так, к гипотезе о существовании неизвестной в свое время планеты Нептун астрономы пришли в надежде устранить противоречие между теоретически вычисленными положениями Урана и фактическими результатами наблюдений. Перебрав различные другие предположения, Адаме и Леверье выдвинули и разработали гипотезу, согласно которой возмущения в движении Урана объяснялись действием более отдаленной планеты. Эта планета впоследствии была открыта Галле и названа Нептуном. Аналогичным путем была открыта планета Плутон.

Из более современных гипотез в качестве иллюстрации можно привести знаменитую гипотезу М. Планка о квантовом характере излучения. По признанию самого Планка, он с большим трудом порвал со старыми классическими представлениями и вынужден был это сделать под влиянием неумолимых фактов науки.

В разрешении противоречия между новыми фактами и старыми теоретическими представлениями важнейшая роль принадлежит гипотезе. Прежде чем будет построена новая теория, гипотеза должна объяснить факты, противоречащие старой теории, пока не будет заменена другой гипотезой или не станет законом.

Естественно, опираясь на ограниченное количество фактов, гипотеза не может всякий раз приводить к истинным результатам. Именно поэтому в истории философии и методологии науки было немало попыток отрицания роли и значения гипотез в научном исследовании. Сторонники эмпиризма, например, считают вполне надежными только те предположения науки, которые опираются на непосредственные данные наших чувственных восприятий или их простейшие обобщения. Поэтому они весьма подозрительно относятся к гипотезам, видя в них в лучшем случае временное, вспомогательное средство исследования. В конце прошлого века с резкой критикой использования гипотез, особенно о ненаблюдаемых объектах, таких как атомы и молекулы, выступили представители эмпириокритицизма во главе с австрийским физиком и философом Э. Махом.

Однако результаты эмпирического исследования и простейшие их обобщения составляют лишь начало научного познания. Эти результаты нуждаются в интерпретации и объяснении, что невозможно сделать без гипотез.

Важнейшая функция гипотез в опытных науках состоит в расширении и обобщении известного эмпирического материала. Результаты наблюдений и экспериментов всегда относятся к сравнительно небольшому числу явлений и событий, между тем как утверждения науки претендуют если не на универсальность, то на весьма большую общность. С помощью гипотезы мы стремимся расширить наше знание, экстраполируя найденную в результате непосредственного исследования конечного числа случаев закономерность на все число возможных случаев. В сравнительно простых ситуациях такое расширение знания достигается с помощью индукции.

Поэтому первоначальный этап исследования в опытных науках часто связывается с индуктивными методами построения гипотез.

На более зрелой стадии исследования и в наиболее развитых науках гипотезы представляют весьма сложный и длительный результат исследования, включающий в качестве важнейшего момента интуицию и исследовательский опыт ученого. Как правило, гипотезы здесь используются в качестве посылок дальнейших умозаключений.

Именно по проверяемым следствиям таких умозаключений делают вывод о правдоподобности самой гипотезы. Что касается поисков и даже выбора гипотезы, то тут нельзя указать никакой логической схемы или процедуры, с помощью которой можно было бы найти наиболее правильную или даже наивероятнейшую гипотезу.

Это, однако, не исключает необходимости предварительного обоснования гипотезы как с теоретической, так и с эмпирической или фактической стороны.

B этой главе анализируются две основные функции гипотезы:

(1) роль гипотезы в обобщении и расширении опытного знания;

(2) использование гипотезы в качестве посылки дедукции.

Во втором случае мы вступаем в область гипотетико-дедуктивного метода, который широко применяется в теоретическом естествознании. Предварительно рассмотрим сущность самой гипотезы, ее логическую структуру, разные тины гипотез, используемых в современной науке.

4.1. Гипотеза как форма научного познания

В самом широком смысле слова под гипотезой понимают всякое предположение, догадку или предсказание, основывающиеся либо на предшествующем знании, либо на новых фактах, но чаще всего — на том и другом одновременно.

В опытных науках гипотеза обязательно должна опираться на новые факты, на всё предшествующее теоретическое знание, в котором аккумулируется прежний эмпирический опыт. Гипотеза не просто регистрирует и суммирует известные старые и новые факты, а пытается дать им объяснение, в силу чего се содержание значительно богаче тех данных, на которые она опирается.

Иногда гипотезой называют «любую попытку описать действительность в словах», причем отдельная гипотеза рассматривается в этом случае как «наименьшая из единиц описания». С такой точкой зрения вряд ли можно согласиться. Не говоря уже о неопределенности «описания действительности в словах», она не делает различий не только между гипотезой, законом и теорией, но даже между фактами, на которых строится сама гипотеза.

Доля истины здесь заключается в том, что в опытных науках гипотеза действительно служит той первоначальной ступенью знания, на основе которой впоследствии возникают законы, а затем целые теории.

Чтобы получить более полное представление о гипотезе как особой форме научного познания, необходимо рассмотреть ее гносеологические особенности и логическое строение.

4.1.1. Логическая структура гипотезы.

Любая гипотеза, как уже отмечалось, строится на основе определенных фактов или знаний, которые называются ее посылками, данными или свидетельствами. Эти данные также представляют описание действительности, но их роль в познании существенно отлична от самой гипотезы: они в той или иной степени подтверждают гипотезу или, как мы покажем позже, делают ее более или менее вероятной.

С изменением данных меняется и степень подтверждения гипотезы. Новые наблюдения или специально поставленные опыты могут увеличить эту степень или даже совсем опровергнуть гипотезу. Поэтому нельзя говорить о подтверждении гипотезы, не указав тех фактов, на которые она опирается.

Между свидетельствами, или посылками, и самой гипотезой существует определенная логическая взаимосвязь, которую обычно называют логической, или индуктивной вероятностью. Чтобы лучше представить характер этой связи, полезно вспомнить хорошо известные дедуктивные умозаключения, в которых вывод следует из посылок с логической необходимостью. Иными словами, выводы таких умозаключений всегда имеют достоверный характер и поэтому могут рассматриваться отдельно от посылок. Некоторые современные ученые считают возможность отделения заключения от посылок важнейшей характерной чертой дедуктивных рассуждений. Во всех формах недедуктивных рассуждений посылки обеспечивают лишь ту или иную степень вероятности заключения. Поэтому такие рассуждения называются вероятностными, или правдоподобными. Поскольку степень вероятности таких рассуждений существенным образом зависит от посылок, то их заключения нельзя рассматривать отдельно от этих посылок.

С логической точки зрения любая гипотеза представляет форму недедуктивного рассуждения, поскольку ее данные обеспечивают лишь вероятность заключения. Иначе говоря, этих данных явно недостаточно, чтобы сделать достоверное заключение. Именно с такой ситуацией мы постоянно встречаемся в опытных науках.

Вероятность, которая характеризует отношение между посылками и гипотезой, существенно отличается от статистической, или частотной, вероятности. Под вероятностью гипотезы понимают степень подтверждения ее всеми, непосредственно относящимися к ней данными или свидетельствами. Если обозначить свидетельства гипотезы Н через Е, степень подтверждения — С, тогда любую гипотезу символически можно представить так: С(Н/Е)=р, где р представляет некоторое положительное число в сегменте 0<=p<=1. Отсюда видно, что степень подтверждения С, численно измеряемая с помощью р, зависит от точно фиксированных свидетельств Е гипотезы H. Поскольку вероятность гипотезы характеризует логическое отношение между посылками и самой гипотезой, то ее называют логической вероятностью.

В отличие от нее частная, или статистическая, вероятность описывает определенные объективные отношения в реальном мире, а именно: она представляет некоторое число пли фиксированное значение, к которому стремится (по вероятности) относительная частота массового случайного события при достаточно большом числе независимых испытаний.

Из физики, биологии и общественных паук известно, что существует множество массовых случайных явлений, обладающих устойчивой или почти постоянной частотой.

Статистическое понятие вероятности служит для количественной характеристики именно таких явлений. Вычислив относительную частоту, с которой появляется некоторое случайное событие при достаточно длительных наблюдениях, мы сможем убедиться, обладает ли оно устойчивой частотой. Статистическая вероятность, таким образом, находится опытным путем. Вот почему ее называют иногда также эмпирической вероятностью.

Вероятность гипотезы непосредственно выражает логическое отношение между высказываниями. Эти высказывания отображают определенные связи реального мира, но само отношение между ними имеет логический характер. Пользуясь терминологией символической логики, можно оказать, что в то время как статистическая вероятность представляет объектную интерпретацию, вероятность гипотезы является метавысказываннем, т.е. утверждением о свойствах высказываний, характеризующих непосредственно те или иные соотношения реальных объектов. Другими словами, логическая вероятность представляет высказывание более высокого уровня абстракции.