Файл: методология науч иссл.doc

Вполне понятно, что как построение новых понятий, так и выдвижение более сильных гипотез не есть чисто логический процесс. Оно требует творчества и изобретательности, использования аналогий и других эвристических средств. В науке нередко все эти способы и средства относят к интуиции. Не претендуя здесь на решение весьма трудных, опорных и малоисследованных вопросов этой проблемы, остановимся на выяснении роли интуиции и логики в процессе выдвижения и построения гипотез.

Интуиция и логика часто противопоставляются друг другу. Иногда интуиция рассматривается как наивысшая форма познания, в корне противоположная не только логическому рассуждению, но и всякому рациональному знанию вообще. С этой точки зрения возникновение наиболее плодотворных гипотез в науке происходит будто бы в результате внезапного озарения, не связанного с предшествующей работой мысли. Более того, считается, что критический анализ тормозит этот процесс, подавляет творческое воображение и полет фантазии. Недаром многие открытия, утверждают защитники этой точки зрения, совершаются во сне или же тогда, когда ученый не думает о науке. В действительности всякому важному открытию в науке предшествует длительная, кропотливая работа мысли. Мы уже отмечали, что Галилею потребовалось свыше трех десятков лет, чтобы открыть закон свободного падения тел. Маловероятен также рассказ о том, будто Ньютона натолкнуло на открытие закона всемирного тяготения наблюдение им падения яблока с дерева. Верить этой легенде — значит игнорировать все предшествующие попытки решения этой проблемы, усилия, предпринятые в этом направлении такими предшественниками Ньютона, как Галилей и Кеплер, а также более ранние, но безуспешные попытки самого Ньютона. Все дело в том, что, после того как открытие сделано, весь трудный предварительный этап исследования, а тем более многочисленные неудачные попытки решения проблемы обычно забываются и новое открытие часто выглядит поэтому как нечто неожиданное и случайное, совершенно не связанное с предыдущими результатами научного познания. Даже в тех случаях, когда новые гипотезы и открытия возникают внезапно, а иногда во сне, при более тщательном анализе оказывается, что такой скачок в познании представляет результат длительных предыдущих исследований. Так, известно, что гипотеза о структурной формуле бензола (С6Н6) окончательно оформилась у Кекуле во сне. Но прежде чем придти к ней, он свыше десяти лет безуспешно бился над решением этой проблемы. Идея о периодическом законе химических элементов у великого русского химика Д. И. Менделеева возникла также во сне, но она представляла итог всей его научной деятельности, неустанных поисков объяснения закономерностей изменения свойств химических элементов. Во всех таких случаях сознательная деятельность, опирающаяся на знание и опыт, играет гораздо более важную роль в формировании новых гипотез и открытий, чем те обстоятельства, при которых происходит окончательное их уяснение в мысли ученого.

С психологической точки зрения изучение механизмов интуиции и в особенности творческого воображения представляет огромный интерес, хотя практически в этой области сделано еще очень мало. Несомненно, однако, что результаты интуиции нуждаются в обосновании и проверке больше, чем выводы рационального познания.

Многие авторы подчеркивают, что интуиция представляет недостоверный зачаток мысли. Она может наводить на интересные размышления, приводить к новым идеям, но в то же время порождать ошибки. Если бы мы всецело полагались на интуицию, то никогда не имели бы ни неевклидовых геометрий, ни теории относительности, ни квантовой механики, многие положения которых противоречат здравому смыслу и нашим привычным интуитивным представлениям. Вот почему теоретическое обоснование и практическая проверка интуитивно найденных гипотез приобретает такое важное значение для решения судьбы самой гипотезы.

С логической точки зрения разработка гипотез предполагает установление их непротиворечивости, сопоставление с другими гипотезами, а самое главное — с дедукцией следствий, которые можно проверить на опыте. Без такой дедукции все наши гипотезы в эмпирических науках будут в лучшем случае интуитивными догадками.

4.6. Методы проверки и подтверждения гипотез

В научном исследовании смелость в выдвижении гипотез должна сочетаться с тщательностью и строгостью их проверки. Обсуждая критерий проверяемости, мы уже отметили ряд трудностей, которые встречаются при испытании гипотез. Здесь мы коснемся более подробно некоторых проблем, связанных с проверкой и подтверждением гипотез.

4.6.1. Проблема проверки гипотез

Эмпирическая проверка гипотез в конечном итоге сводится к проверке тех следствий, которые из них вытекают, непосредственно с помощью результатов наблюдений или специально поставленных экспериментов. Такие следствия обычно выражаются в форме условных утверждений, т.е. утверждений, в которых перечисляются те требования, выполнение которых необходимо для появления того или иного события.

Если предсказания, выведенные из гипотезы, согласуются с данными наблюдения или эксперимента, то говорят, что гипотеза подтверждается этими данными.

В точных естественных науках, таких, как физика, астрономия, химия, результаты проверки гипотезы могут быть выражены количественным способом, чаще всего с помощью математических функций. Так, гипотеза о постоянстве ускорения всех свободно падающих тел была проверена с помощью логически выведенного из нее следствия о функциональной зависимости между временем падения тела и расстоянием, пройденным им за это время, т.е.

.

Зная начальную скорость v₀ и положение тела S₀ к началу падения, мы можем непосредственно на опыте вычислить расстояние S_t, пройденное им за одну, две, три и т.д. секунды, и сравнить эти значения с теми, которые получаются из вышеприведенной формулы. Совпадение этих значений будет свидетельствовать о подтверждении эмпирически проверяемого следствия, а значит, и самой гипотезы, из которой оно выведено.

Но такое подтверждение зависит от числа проверенных случаев: чем больше значений для времени и расстояния S_t мы проверим, тем вероятнее будет наше заключение.

В строгом смысле слова, окончательная проверка следствия, как показывает формула, требует сопоставления бесчисленного множества значений для t и S_t. На опыте мы можем, разумеется, проверить лишь сравнительно небольшое конечное количество случаев. Поэтому в принципе всегда остается возможность опровержения гипотезы с помощью новых наблюдений и экспериментов.

Вот почему гипотезы общего характера никогда нельзя окончательно верифицировать на опыте.

С другой стороны, одного случая, не подтверждающего гипотезу, достаточно, чтобы опровергнуть ее целиком. Между подтверждением и опровержением гипотезы, как мы уже знаем, не существует симметрии. Именно основываясь на такой антисимметрии, К. Поппер и выдвинул свой критерий опровержения, или фальсификации, с помощью которого он предлагает отличать научные гипотезы и теории от ненаучных. Однако критерий опровержения нельзя противопоставлять критерию подтверждения, в особенности в науке.

Все предшествующие рассуждения об антисимметрии между подтверждением и опровержением гипотез основывались на тех формально-логических принципах, которые связаны с этими критериями. Из истинности следствия некоторого высказывания мы не можем заключать об истинности самого высказывания: это было бы логической ошибкой. Наоборот, ложность следствия свидетельствует о ложности высказывания, из которого оно вытекает. Такое умозаключение является логически правильным, известным в формальной логике под названием modus tollens. Когда эти принципы логики применяются для проверки отдельных, не связанных друг с другом гипотез, то настаивание на существовании асимметрии между подтверждением и опровержением не только допустимо, но и необходимо. Совершенно иначе обстоит дело, когда мы обращаемся к реальной практике науки, в которой одни гипотезы зависят от других, а также различных вспомогательных предположений.

В этом случае мы уже не можем так безапелляционно говорить об опровержении, как говорили об опровержении отдельной, изолированной гипотезы. Так, уже в случае проверки гипотезы о постоянстве ускорения свободно падающих тел наряду с самой гипотезой нам приходится считаться с такими вспомогательными предположениями или гипотезами, как отсутствие сопротивления воздуха, близость тела к земной поверхности и некоторые другие. Поэтому, если при проверке гипотезы окажется, что ее следствия будут противоречить данным опыта, то это, в строгом смысле слова, не будет свидетельствовать об окончательном опровержении исходной гипотезы. Вполне допустимо, что отрицательный результат опыта зависит от ложности какого-либо вспомогательного предположения, с которым связана исходная гипотеза. Все это говорит о том, что процесс проверки и опровержения гипотез, входящих в состав какой-либо научной теории, носит более сложный характер, чем это кажется на первый взгляд.

Если результат проверки некоторой основной и вспомогательных гипотез оказывается отрицательным, то точными логико-математическими средствами можно доказать, что в этом случае ложна либо основная гипотеза, либо одна или несколько, или даже все вспомогательные гипотезы. Установить это можно только в процессе дальнейшего исследования.

Указанные выше соображения имеют существенное значение для оценки роли так называемого решающего эксперимента. В науке нередко приходится иметь дело с конкурирующими гипотезами, которые опираются на одни и те же эмпирические данные и объясняют одни и те же явления. В таком случае, если бы нам удалось осуществить эксперимент, результаты которого опровергали одну из гипотез, другая из них могла претендовать на истинность. Но, как уже отмечалось, каждая из достаточно глубоких научных гипотез обычно связана с целым рядом вспомогательных предположений или гипотез. Поэтому отрицательный результат эксперимента может свидетельствовать не о ложности самой исходной гипотезы, а какого-либо вспомогательного предположения.

Если нам удастся исправить или модифицировать ошибочное вспомогательное предположение, то эксперимент может подтвердить основную гипотезу. Это означает, что эксперимент, окончательно опровергающий одну из конкурирующих гипотез и подтверждающий другую, осуществить крайне трудно, если не невозможно.

Другими славами, неоспоримое экспериментальное доказательство, то, что Ф. Бэкон называет Experimentum cruris, в науке фактически не встречается. По отношению к физике такой вывод о невозможности решающего эксперимента настойчиво защищался Пьером Дюгемом, а впоследствии в более общей форме эта идея развивалась У. Куайном.

В своей книге, посвященной структуре физической теории, Дюгем писал: «...физик никогда не может подвергнуть контролю опыта одну какую-нибудь гипотезу в отдельности, а всегда только целую группу гипотез. Когда же опыт его оказывается в противоречии с предсказаниями, то он может отсюда сделать лишь один вывод, а именно, что, по меньшей мере, одна из этих гипотез неприемлема и должна быть видоизменена, но он отсюда не может еще заключить, какая именно гипотеза не верна».

Справедливость своего тезиса Дюгем иллюстрирует на примере двух конкурирующих гипотез оптики: корпускулярной, или эмиссионной, гипотезы Ньютона и волновой гипотезы Гюйгенса и Френеля. Согласно первой гипотезе, свет представляет поток частиц, или корпускул, испускаемых светящимся телом. Волновая гипотеза рассматривает его как колебательное движение особой субстанции, названной мировым эфиром. Обе эти гипотезы более или менее удовлетворительно объясняли явления распространения, отражения и преломления света.