Гипотеза и ее роль в познании

При ближайшем рассмотрении оказывается, что вопрос о принципиальной и технической проверяемости гипотез в эксперименте, практике связан с положением материалистической диалектики об абсолютном и относительном характере критерия практики.

Условие проверяемости гипотезы тесно связано с другими условиями, а именно с возможностью дедуктивного развертывания гипотезы. Научные гипотезы представляют собой, как правило, предположения о закономерных, существенных, следовательно, общих и необходимых, связях и отношениях. Между тем, в отдельном эксперименте, наблюдении или практическом действии отражаются всегда отдельные, единичные, конкретные выражения общей связи или отношения.

Наконец среди условий состоятельности выдвигаемой теории следует отметить и критерий простоты, или требование, чтобы гипотеза была максимальна простой и способной из одного принципа или допущения объяснить все известные факты из той предметной области, для объяснения которой она выдвигается. Это требование можно пояснить на следующем классическом примере. Если мы сравним теорию Коперника и теорию Птолемея, то увидим, что хотя теория Птолемея как будто бы более соответствует наблюдаемым явлениям, ибо мы наблюдаем, как Солнце восходит на востоке и заходит на западе, как бы вращаясь вокруг Земли, тем не менее, теория Коперника проще в том смысле, что она все наблюдаемые явления (положение и движение звезд и планет, затмения Луны и Солнца и т. п.) объясняет из одного принципа, обладая при этом исключительной предсказательной силой. Между тем теория Птолемея не  в состоянии объяснить все наблюдаемые явления из геоцентрического принципа и вынуждена каждый раз, когда обнаруживаются расхождения между ее следствиями и наблюдаемыми фактами, прибегать к дополнительным допущениям, так называемым гипотезам ad hoc.

Условия простоты гипотезы является одним из требований, вытекающих из более общего условия – согласия выдвигаемой гипотезы с принципами научного мировоззрения, т. е. философскими принципами.

1.3. Обоснование гипотезы и пути превращения ее в научную теорию

Функции гипотезы и теории:

1) гипотезы дают вероятное знание, теории – достоверное. В отличие от достоверного знания фактов, от эмпирического описания познаваемых явлений теория выполняет функцию объяснения существующих фактов, раскрывает сущность явлений. Гипотеза дает объяснение на уровне возможного, теория – действительного;

2) предсказание, научное предвидение. Теории отражают внутренние, необходимые стороны и связи исследуемого объекта, законы его функционирования и развития. Адекватное понимание этих связей и законов позволяет предвидеть дальнейший ход развития исследуемого явления, процесса, предмета.

Научная гипотеза и теория – это основные формы научного познания. Другими формами научного познания являются проблема, идея, принцип, закон.

Обоснование гипотезы – сложный познавательный процесс, в котором диалектически объединены теоретические и практические усилия, дедуктивные построения и индуктивные процедуры, логические операции и анализ фактических данных. Весь этот процесс превращения вероятного знания в достоверное в конечном счете связан с различного рода практическими действиями с предметно-орудийной, экспериментальной деятельностью, в сфере которой обнаруживаются самые прочные основания истинности (или ложности) той или иной гипотезы. В этом смысле можно сказать, что самым сильным и окончательным критерием истинности гипотезы, которая успешно прошла через все ступени предварительного анализа ее состоятельности, является практика.

В результате обоснования вероятное знание, каким является гипотеза, превращается в достоверное. Гипотеза, относительно которой вопрос об истинности или ложности теперь решен, либо превращается в теорию, либо отвергается как абсолютно или относительно ложная.

Традиционная логика учила, что гипотезы могут превращаться в достоверное знание только одним из следующих трех путей: 1) путем простой констанции данных опыта, 2) апагогическим доказательством и 3) прямым доказательством.

1.                 Первый путь состоит в том, что скрытая причина, предполагаемая гипотезой, становится доступной непосредственному наблюдению. Например, предположение о причине повышенного расхода масла в автомобильном двигателе подтверждается, когда после остановки машины шофер убеждается в том, что в картере двигателя имеется пробоина, которую он обнаруживает прямым наблюдением. Подобные методы, применимы лишь в очень простых ситуациях, которые нетипичны для науки, особенно когда речь идет о возникновении теории. Однако когда выдвигаются гипотезы о существовании неизвестных еще явлений, отдельных объектов или видов материи, то обнаружение с помощью эксперимента или прямого наблюдения предсказанных явлений, объектов и т. д. является решающим подтверждением истинности подобных гипотез и в научном познании. Примером превращения гипотезы в достоверное знание является подтверждение гипотезы Леверье и Адамса о существовании Нептуна после того, как эту планету увидели в телескоп в том месте, где предполагали.

2.                 Апагогическое доказательство состоит в том, что из всех имеющихся или возможных гипотез, выдвинутых для объяснения данных фактов, опровергаются все, кроме одной. Такое, по существу косвенное, доказательство эффективно только при том условии, что гипотез немного и есть уверенность, что ими исчерпываются все возможные объяснения. В науке такие ситуации не часты. Это во-первых. А во-вторых, история научных открытий свидетельствует о том, что  в силу диалектического характера познания, осуществляющегося через борьбу противоположных, но дополняющих друг друга идей, опровержение одной из конкурирующих гипотез не равносильно доказательству другой. Так, и волновая, и корпускулярная гипотеза света оказались истинными как стороны, моменты новой теории.

3.                 что же касается прямого доказательства, то если его понимать как дедуктивное выведение гипотез из некоторой истинной теории, то возможность такой дедукции противоречит понятию как вероятного знания, ибо если посылки истины и законы и правила логики выполняются, то заключения являются также истинными, а не гипотетическими.

Основным путем обоснования гипотезы является практика, широкое экспериментирование в сочетании с логическими операциями. С помощью логических операций из гипотезы получаются все возможные следствия, доступные опытной, практической проверке. Серия экспериментов осуществляет на деле эту проверку; в результате проведения соответствующих экспериментов получаются данные, факты, сопоставимые со следствиями из гипотез, что дает возможность судить об истинности самих гипотез. Если обнаруживается, что выведенные из гипотезы следствия истинны, то это говорит в пользу истинности гипотезы и является фактором ее утверждения и укрепления (верификации). Если твердо установлено, что выведенные следствия ложны, т. е. не соответствуют данным эксперимента, фактам, то гипотеза этим опровергается (фальсифицируется) и должна быть отвергнута, либо переформулирована.

2. Роль гипотезы в познании

Гипотеза играет огромную роль в научном исследовании. Она часто является совершенно неизбежной в начальной стадии научного исследования, т. к. внутренние связи и закономерности развития вещей и явлений внешнего мира не лежат на поверхности, они скрыты от прямого наблюдения. Поэтому на начальной ступени познания неизбежно возникают предположения, которые в процессе исследования подвергаются проверке, уточнению.

Одним из многочисленных примеров, подтверждающих это положение, может служить разработка теории химического строения, осуществленная крупнейшим русским химиком А.М. Бутлеровым (1828-1886).

В середине XIX в. в химической науке назрел серьезный кризис, связанный с тем, что ранее установленные выводы и теории вступили в явное и непримиримое противоречие с новыми фактами. Крупнейшие химики того времени оказались не способными преодолеть эти противоречия. Они догматически цеплялись за старые выводы и формулы, не хотели от них отказаться и искать новые теоретические положения, вытекающие из непрерывно накапливаемых новых фактов.

Только А.М. Бутлеров сумел преодолеть эту трудность. Он смело разрушил старые представления и заменил их новыми, соответствующими новым научным данным. Так, вопреки общепризнанному тогда положению, что химические свойства органических соединений зависят главным образом от состава молекул и их механического строения, Бутлеров выдвинул смелую гипотезу о том, что эти свойства определяются, прежде всего, составом органических соединений и их химическим строением.

Для доказательства истинности положения о зависимости свойств соединений от химического строения он предположил две гипотезы. Одна из них утверждала возможность изначального различия единиц сродства атомов, а другая допускала, что указанное различие появилось в результате влияния атомов друг на друга. Это влияние, в свою очередь, вызывается химическим строением молекул. А.М. Бутлеров пришлось произвести немало экспериментов, в результате которых он доказал несостоятельность первой гипотезы и объективную истинность второй. Эта вторая гипотеза, как и вся теория химического строения, в дальнейшем получила блестящее подтверждение. Этот пример, помимо всего прочего, свидетельствует, во-первых, о том, что исследователь в случае необходимости выдвигает несколько гипотез для объяснения одного и того же факта с тем, чтобы в будущем тщательно проверить, какая из них более состоятельная. Во-вторых, он показывает, что единственным критерием истинности гипотезы является практика, в данном случае в виде эксперимента.

Огромнейшее значение гипотезы в прогрессивном развитии научных знаний не раз подчеркивали и другие крупнейшие русские ученые. Так, например, великий русский ученый М.В. Ломоносов писал, что гипотезы играют важную роль не только в естествознании. «Они, - отмечал он, - позволительны в предметах философских и это даже единственный путь, которым великие люди успели открыть истины самые важные. Это как бы порывы, доставляющие им возможность достигнуть знаний, до которых мы уже низкие и пресмыкающиеся в пыли никогда добраться не могут».

Д.И. Менделеев писал: «Они науке и особенно ее изучению необходимы. Они дают стройность и простоту, каких без их допущения достичь трудно. Вся история наук это показывает. А потому можно смело сказать: лучше держаться такой гипотезы, которая может оказаться со временем не верною, чем никакой. Гипотезы облегчают и делают правильною научную работу – отыскания истины, как плуг земледельца облегчает выращивание полезных растений»

Громадное значение гипотез в развитии науки подчеркивал выдающийся русский физик академик С.И. Вавилов. Современная физика, указывал он, выросла на «лесах» гипотез.

Гипотеза занимает особое место среди форм научного познания. Она является формой осмысления фактического материала, формой перехода от фактов к законам. Высокую оценку роли гипотезы дал Ф. Энгельс, назвавший ее «формой развития естествознания». Академик С.И. Вавилов говорил, что вся современная физика выросла на лесах умерших гипотез. Под гипотезой в самом широком смысле понимается какое-либо предположение, догадка, предсказание, имеющее определенное основание.

В логическом отношении необходимость различных догадок заключается в том, что ни одна из форм умозаключения не может обеспечить непосредственный переход от незнания к достоверным выводам, минуя выводы проблематические. Необходимость создания гипотез в науке вызвана тем, что законы не видны в отдельных фактах, сущность не совпадает с явлением. Прежде чем сложится теория, возникают различные идеи, догадки, предположения - это и есть выдвижение и становление гипотезы.

Научная гипотеза – это обоснованное предположение о существенной, закономерной связи явлений. Основаны эти предположения или на аналогии, или на индуктивном обобщении. Выдвижение гипотезы – это всегда творческий акт, включающий интуицию ученого.

Специфической особенностью гипотетического предположения является его мыслимая реальность. Предположение направленно на то, чтобы доказать реальное существование предполагаемого. Именно поэтому оно осуществляет организацию исследования, указывает его направленность на проверку идеи, способствует обнаружению новых фактов, решению той или иной научной проблемы.

Классификация  гипотез проводится по различным основаниям. В зависимости от этого выделяются описательные и объяснительные, частные и фундаментальные, рабочие и теоретические гипотезы.

Для решения научной проблемы может быть вдвинуто несколько гипотез, какую из них предпочтесь? По-видимому, ту, которая удовлетворяет ряду формальных требований, которые называются условиями состоятельности гипотезы.

1.                 Согласие с фактическим материалом, для объяснения которого и была выдвинута гипотеза. Она также не должна противоречить известным законам и теориям.

2.                 Принципиальная проверяемость, которая направлена против произвольных, беспочвенных спекуляций, антинаучных построений, которые никогда не могут быть проверены. Гипотезу, может быть, нельзя проверить непосредственно, но она может быть проверена в будущем.

3.                 Максимальная общность, которая состоит в том, что из гипотезы должны выводиться не только те явления, для объяснения которых она создана, но и возможно более широкий класс явлений.

4.                 Принципиальная простота гипотезы, которая состоит в ее способности объяснять наивозможно круг явлений, исходя из сравнительно немногих оснований и не прибегая к произвольным допущениям. Это требование направленно против гипотез ad hoc (для данного случая), против дополнительных допущений, исключений. Требование простоты гипотезы на сводится к тому, что предпочитается гипотеза более простая, более понятная с точки зрения здравого смысла. С точки зрения простоты сравним гипотезы строения Солнечной системы Птолемея и Коперника. Та и другая подтверждается наблюдениями. С их помощью можно предсказывать затмения Солнца и Луны. Геоцентрическая гипотеза Птолемея понятнее нам и ближе к нашим повседневным представлениям: нам кажется, что движется Солнце, а не Земля. Но геоцентрическая гипотеза Коперника проще в том смысле, что она объясняет все наблюдаемые явления, исходя из одного принципа, а гипотеза Птолемея вынуждена прибегать к допущениям, объясняя эпициклы движения планет. То же самое можно сказать и о теории относительности Эйнштейна, которая противоречит повседневному опыту и здравому смыслу, сложна для понимания, но она проще и универсальнее механики Ньютона.