§ 1. Определение и виды гипотез

Определение гипотезы

Сталкиваясь с новыми предметами или явлениями в науке и в по­вседневной жизни, мы начинаем процесс их познания с выдвижения предположений об их свойствах, возможных взаимосвязях, внутрен­ней структуре и т. п. Даже простое узнавание окружающих нас предме­тов и явлений начинается с предположения о возможной их отнесен­ности к тому или иному типу предметов. Например, гуляя по лесу, вы замечаете сидящую на дереве птицу. Стараясь определить, что это за птица, вы выдвигаете различные предположения: ворона? сорока? грач? Затем проверяете свои предположения, стараясь приблизиться и рассмотреть объект получше.

Гипотезой называют предположение о свойствах, причинах, структуре, связях изучаемых объектов. Основная особенность гипоте­зы заключается в ее предположительном характере: мы не знаем, ока­жется она истинной или ложной. В процессе последующей проверки гипотеза может найти подтверждение и приобретет статус истинного знания. Однако не исключена возможность и того, что проверка убе­дит нас в ложности нашего предположения и нам придется от него от­казаться. Научная гипотеза обычно отличается от простого предполо­жения определенной обоснованностью.

Упрощенные изложения истории тех или иных научных дисцип­лин порой создают впечатление, что наука уверенно и методично дви­жется от одного открытия к другому, не зная ни сомнений, ни пораже­ний. Это, конечно, далеко не так. Любая научная истина вырастает из множества предположительных решений проблемы — гипотез, боль­шая часть которых не выдерживает проверки и отбрасывается.

Но они не были совершенно бесполезны. Любая гипотеза в тече­ние некоторого времени направляет познание, стимулирует поиск фак­тов, постановку экспериментов — следовательно, вносит свой вклад в поиск истины. В этом заключается велцчайшая эвристическая роль

гипотез. Например, размышляя о строении атома, японский физик X. Нагаока в начале XX в. высказал гипотезу о том, что атом cbojimj строением напоминает Солнечную систему: в центре находится поло­жительный заряд, вокруг которого по планетарным орбитам движут­ся электроны — отрицательно заряженные частицы. Однако факты и расчеты, связанные с излучением атомов, вступили в противоречие с гипотезой Нагаока, и она была отброшена. Физики приняли гипоте­зу английского ученого Д. Томсона, согласно которой атом не имеет центра, а представляет собой сферу, в которую вкраплены электроны. Прошло несколько лет, и опыты Э. Резерфорда показали, что основ­ная масса вещества атома и его положительный заряд сконцентриро-] ваны в некоторой точке, а не «размазаны» по сфере. Физикам пришлось вновь вернуться к гипотезе планетарного строения атома. И такое раз! витие познания, выдвигающее, отбрасывающее, корректирующее те или иные гипотезы, характерно для любой науки.

Виды гипотез

С точки зрения логики гипотеза представляет собой предложение, истинностное значение которого не определено. Поэтому самая про-1 стая классификация гипотез опирается на форму выражающих их пред-, ложений. В связи с этим гипотезы можно разделить на общие, частные, и единичные. Общая гипотеза выражает йредположение обо всем клас-1 се изучаемых объектов, частная — о некоторой части изучаемого класса объектов, единичная гипотеза выдвигается относительно конкретных отдельных объектов или явлений. Например, гипотеза Демокрита «Все тела состоят из атомов» была общей, гипотеза «Некоторые виру-; сы вызывают заболевание» относится к частным, а гипотеза «Солнце представляет собой сравнительно молодую звезду» — к единичным. J

Однако при подходе, учитывающем содержание научного пред­положения, выделяют иные разновидности гипотез. В частности, в на­уке высказываются предположения или об отдельных фактах, или о за- i кономерных связях вещей и явлений, т. е. о законах. Гипотеза может говорить о сущности некоторых процессов или явлений, об их причи­нах. В то же время широко используются и гипотезы о самих явлени­ях, о возможности их существования, о следствиях известных причин и т. д.

Особое место в научном исследовании занимают так называемые рабочие гипотезы. От обычной рабочая гипотеза отличается лишь мень­шей обоснованностью и большей произвольностью. Сталкиваясь с НО' выми фактами, с новым экспериментальным материалом, ученый час то не может сразу выдвинусь гипотезу, правдоподобно объясияющук эти факты и согласующуюся с истинными научными теориями. Вмес­те с тем продолжение исследований требует некоторой направляющей идеи, которая помогает ориентироваться в хаосе данных и подсказы­вает дальнейший путь исследования. Поэтому ученый часто принима­ет ту гипотезу, которая хотя, возможно, сама по себе и не заслуживает серьезного отношения, но в течение определенного времени помогает ему проводить исследования в определенном направлении. Вот такая гипотеза и называется рабочей. Как правило, она вскоре отбрасывает­ся, заменяется другой, однако бывают случаи, когда гипотеза, которая принимается лишь на время в качестве рабочей, неожиданно оказыва­ется плодотворной, получает подтверждение и обретает статус науч­ной гипотезы.

§ 2. ГИПОТЕТИКО-ДЕДУКТИВНЫЙ МЕТОД

В современной науке гипотезы используются как элемент гипо- тетико-дедуктивного метода — одного из важнейших методов науч­ного познания и рассуждения. В основе его лежит выведение (дедук­ция) заключений из гипотез и других посылок, истинностное значение которых неизвестно. Поскольку в дедуктивных рассуждениях значе­ние истинности переносится от посылок к заключению, а посылками в данном случае служат гипотезы, постольку и заключение гипотети- ко-дедуктивного рассуждения имеет лишь вероятный характер. В соответствии с типом посылок гипотетико-дедуктивные рассужде­ния разделяют на две основные группы. К первой, наиболее много­численной, относятся такие рассуждения, посылками которых явля­ются гипотезы и эмпирические обобщения, истинность которых еще нужно установить. Ко второй группе относятся гипотетико-дедуктив­ные выводы из посылок заведомо ложных, ложность которых может быть установлена. Выдвигая некоторое предположение в качестве по­сылки, можно из него дедуцировать следствия, противоречащие хо­рошо известным фактам или истинным утверждениям. Таким путем в ходе дискуссии можно убедить оппонента в ложности его предполо­жений. Хорошо известным примером такого применения гипотетико- дедуктивного метода является метод приведения к абсурду.

В научном познании гипотетико-дедуктивный метод получил широкое распространение и развитие в XVII—XVIII вв., когда были достигнуты значительные успехи в области изучения механического движения земных и небесных тел. Первые попытки применения гипо- гетико-дедуктивного метода были сделаны в механике, в частности в исследованиях Галилея. Теория механики, изложенная Ньютоном

в «Математических началах натуральной философии», представляет собой гипотетико-дедуктивную систему, посылками которой служат основные законы движения. Успех гипотетико-дедуктивного метода в области механики и влияние идей Ньютона обусловили широкое рас­пространение этого метода в области точного естествознания.

С логической точки зрения гипотетико-дедуктивная система представляет собой иерархию гипотез, степень абстрактности и общ­ности которых увеличивается по мере удаления от эмпирического ба­зиса. На вершине располагаются гипотезы, имеющие наиболее общий характер и потому обладающие наибольшей логической силой. Из них, как из посылок, выводятся гипотезы более низкого уровня. На самом низшем уровне системы находятся гипотезы, которые можно сопостав­лять с эмпирическими данными. В современной науке многие теории строятся в виде гипотетико-дедуктивной системы.

Такое построение научных теорий имеет большое методо­логическое значение в связи с тем, что оно не только дает возможность исследовать логические взаимосвязи между гипотезами разного уров­ня абстрактности, но и позволяет осуществлять эмпирическую про­верку и подтверждение научных гипотез и теорий. Гипотезы самого низкого уровня проверяются путем сопоставления их с эмпирически­ми данными. Если они подтверждаются этими данными, то это слу­жит косвенным подтверждением и гипотез более высокого уровня, из которых логически выведены первые гипотезы. Наиболее общие принципы научных теорий нельзя непосредственно сопоставить с дей­ствительностью, дабы удостовериться в их истинности, ибо они, как правило, говорят об абстрактных и идеальных объектах, которые сами по себе не существуют в действительности. Для того чтобы соотнести' общие принципы с действительностью, нужно с помощью длинной цепи логических выводов получить из них следствия, говорящие уже не об идеальных, а о реальных объектах. Эти следствия можно прове­рить непосредственно. Поэтому ученые и стремятся придавать своим теориям структуру гипотетико-дедуктивной системы.

Разновидностью гипотетико-дедуктивного метода считают метод математической гипотезы, который используется как важнейшее эв­ристическое средство для открытия закономерностей в естествозна­нии. Обычно в качестве гипотез здесь выступают некоторые уравне­ния, представляющие модификацию ранее известных и проверенных соотношений. Изменяя эти соотношения, составляют новое уравне-1 ние, выражающее гипотезу, которая относится к неисследованным явлениям. Так, например, М. Борн и В. Гейзенберг приняли за основу канонические уравнения классической механики, однако вместо чи­сел ввели в них матрицы, построив таким способом матричный вари­ант квантовой механики. В процессе научного исследования наиболее грудная — подлинно творческая — задача состоит в том, чтобы открыть и сформулировать те принципы и гипотезы, которые могут послужить основой всех последующих выводов. Гипотетико-дедуктивный метод играет в этом процессе вспомогательную роль, поскольку с его по­мощью не выдвигаются новые гипотезы, а только выводятся и прове­ряются вытекающие из них следствия. Однако, не прибегая к помощи этого метода, мы не смогли бы отличить истинные предположения от ложных.

§ 3. ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ГИПОТЕЗ

Подтверждением называют соответствие гипотезы или теории некоторому факту или экспериментальному результату. В методоло­гии научного познания подтверждение рассматривается как один из критериев истинности гипотезы или теории. Для того чтобы уста­новить, соответствует ли гипотеза действительности, т. е. верна ли она, из нее дедуцируют предложение, говорящее о наблюдаемых и экспе­риментально обнаруживаемых явлениях. Затем проводят наблюдения или ставят эксперимент, которые устанавливают, истинно или ложно данное предложение. Если оно истинно, то это считается подтверж­дением гипотезы. Например, обнаружение планеты Уран в месте, вы­численном согласно уравнениям небесной механики Ньютона, было подтверждением небесной механики как раздела физики и т. п. С ло­гической точки зрения процедура подтверждения описывается следу­ющим образом. Пусть Г — проверяемая гипотеза, А — эмпирическое следствие этой гипотезы; связь между Г и А может быть выражена условным суждением: «Если Г, тоЛ». В процессе проверки обнаружива­ется, что А истинно, мы делаем вывод о том, что Г подтверждена. Схе­ма рассуждения выглядит следующим образом:

Если Г, то А

А

Г

Такой вывод не дает достоверного заключения, поэтому на основании истинности А мы не можем заключить, что гипотеза Г также истинна, и говорим лишь, что гипотеза Г подтверждена. Чем больше проверен­ных истинных следствий имеет гипотеза, тем в большей степени она считается подтвержденной.

Следует иметь в виду, однако, что подтверждение никогда не мо­жет быть полным и окончательным, т. е. сколько бы подтверждений ни получила гипотеза, мы не сможем утверждать, что она истинна. Чис­ло возможных эмпирических следствий гипотезы бесконечно; мы же можем проверить лишь конечное их число. Поэтому всегда сохраняет­ся возможность того, что однажды предсказание гипотезы окажется ложным. Простой пример: утверждение «Все лебеди белы» в течение столетий подтверждалось сотнями и тысячами примеров, но однажды людям встретился черный лебедь — и обнаружилось, что это утверж­дение ложно. Это говорит о том, что подтверждаемость некоторой ги­потезы еще не позволяет нам с уверенностью сказать, что гипотеза исти­нна. Ложная гипотеза может в течение длительного времени находить подтверждения.

§ 4 ОПРОВЕРЖЕНИЕ ГИПОТЕЗ

С логической точки зрения процесс опровержения описывается такой схемой. Из проверяемой гипотезы Г дедуцируется некоторое эмпирическое предложение А, т. е. верно «если Г, то А». В процессе проверки обнаруживается, что А ложно и истинно предложение не-А. Таким образом:

Если Г, то А

не-А

не-Г

Вывод по этой схеме дает достоверное заключение, поэтому мы можем утверждать, что гипотеза Г ложна.

Если речь идет об изолированном предложении или о гипотезе невысокого уровня общности и абстрактности, опровергающий вывод часто оказывается полезным и способен помочь нам отсечь ложные предположения. Однако если мы рассматриваем сложную, иерархи­чески упорядоченную систему предложений — гипотетико-дедуктив- ную теорию, — то дело обстоит вовсе не так просто. Процедура опро­вержения обнаруживает только столкновение теории с фактом, но она не говорит нам, какой член противоречия ложен: теория или факт. Почему мы обязаны считать, что ложной является именно теория (ги­потеза)? Быть может, ложным является факт, который установлен в ре­зультате «грязного» эксперимента, неправильно истолкован и т. п.?

К этому добавляется еще одно соображение. Из одной теории (ги­потезы) обычно нельзя вывести эмпирического предложения. Для это­го к теории нужно присоединить специальные правила, дающие эмпи­рическую интерпретацию терминам теории (гипотезы), и предложе­ния, описывающие конкретные условия эмпирической проверки. Таким образом, эмпирическое предложение А следует не из одной тео­рии (гипотезы) Г, а из Г плюс правила эмпирической интерпретации плюс предложения, описывающие конкретные условия. Если учесть это обстоятельство, то сразу же становится ясным, что из ложности предложения А мы не имеем права делать вывод о ложности теории (гипотезы) Г. Ложная посылка может входить в добавляемые правила или предложения. Вот поэтому в реальной науке, обнаружив столкно­вение теории (гипотезы) с некоторым фактом, ученые вовсе не спешат объявлять теорию ложной. Они еще и еще раз проверяют чистоту экс­периментов, предпосылки, на которые опирается истолкование экспериментальных результатов, звенья опровергающего вывода и т. д. Только тогда, когда таких фактов накопится достаточно много и по­явится гипотеза, успешно их объясняющая, ученые начинают склонять­ся к мысли о том, что их. теория (гипотеза) ложна.

§ 5 ПРИМЕРЫ ГИПОТЕЗ,
ПРИМЕНЯЮЩИХСЯ НА УРОКАХ В ШКОЛЕ

Велика роль гипотезы в познании. Законы науки и теории до их подтверждения проходят стадию гипотезы. Ученые неоднократно под­черкивали огромную роль гипотез. М. В. Ломоносов писал, что гипо­тезы представляют единственный путь, которым величайшие люди дошли до открытия самых важных истин.

Огромный труд вкладывали великие ученые как в процесс сбора научных фактов, так и в их систематизацию при построении и под­тверждении научных гипотез. В 1903 г. К. Э. Циолковский опублико­вал свою замечательную работу «Исследование мировых пространств реактивными приборами», которая, по словам академика С. П. Ко­ролева, определила его жизненный и научный путь. В этой работе К. Э. Циолковский сформулировал гипотезу: «Центробежная сила уравновешивает тяжесть и сводит ее к нулю» — таков путь к косми­ческим полетам. «Вычисления могли указать мне и те скорости, кото­рые необходимы для освобождения от земной тяжести и достижения планет»- (обратим внимание на то, что в качестве фактов К. Э. Циол­ковский использует результаты математических расчетов). «Почти вся энергия Солнца пропадает в настоящее время бесполезно для челове­чества, ибо Земля получает в два (точнее, в 2, 23) миллиарда раз мень­ше, чем испускает Солнце.

Что странного в идее воспользоваться этой энергией! Что стран­ного в мысли овладеть и окружающим земной шар беспредельным пространством... »

На уроках физики приводятся научные сведения об успехах в освоении космоса, а также о гелиоэлектростанциях, которые, по пред­положению ученых, смогут конкурировать с тепловыми и атомными электростанциями.

За открытие радиоактивности (естественных радиоактивных эле­ментов полония и радия) А. Беккерель, П. Кюри и М. Склодовская- Кюри были награждены в 1903 г. Нобелевской премией. После четы­рех лет упорного труда, переработав вручную на старом складе более тонны урановой руды, Марии Кюри удалось выделить чистый хлорид радия. Позднее, в 1911 г., за получение металлического радия (совмест­но с Дебьеном) Мария Кюри получила Нобелевскую премию по хи­мии. Она единственная в мире женщина, дважды удостоенная Нобе­левской премии. Мария Кюри пишет, что изучение физических свойств радиоактивных веществ еще. не вполне закончено и что, хотя некото­рые главные положения уже установлены, большая часть выводов еще носит гадательный характер. Исследования разных ученых, изучающих эти вещества, постоянно сходятся и расходятся. Эти высказывания М. Кюри свидетельствуют о гипотезах («гадательный характер») и о по­явлении конкурирующих гипотез, когда мнения ученых зачастую рас­ходились.

Много примеров выдвижения и подтверждения гипотез дает и ис­тория химии. Классический пример — блестящее подтверждение Пе­риодического закона и Периодической системы химических элемен­тов Д. И. Менделеева, следствием которого явилось предсказание существования еще не открытых тогда элементов, а также того, что значения атомных весов урана, тория, бериллия, индия и ряда других химических элементов должны быть существенно иными. Впослед­ствии эти предсказания получили эмпирическое подтверждение. Д. И. Менделееву принадлежат и другие гипотезы: о химической энер­гии, о пределе химических соединений, о строении кремнеземистых соединений и т. п.

Следует обратить внимание и на «густой лес гипотез», который присутствует в науках, изучающих организмы. Ч. Дарвин в своих ис­следованиях о происхождении видов опирался на гипотезы, выдвигав емые на основе обобщения значительного числа фактов, полученных им во время пятилетнего путешествия на корабле «Бигль».

Карл Линней прошел пешком почти 7 тыс. км по северу Сканди­навии, изучая этот край и собирая фактический материал для построе­ния гипотез и своей искусственной классификации растений. Он по­сетил многие страны Европы, просмотрел гербарии многих ученых- ботаников, его ученики побывали в Канаде, Египте, Китае, Испании, Лапландии и оттуда присылали ему собранные растения. Друзья Лин­нея из различных стран присылали ему семена и высушенные расте­ния. Таков огромный материал, который послужил Линнею для его систематизации.

Знакомясь с работами И. II. Павлова, мы видим, «как мало-помалу расширялся и исправлялся наш фактический материал, как постепен­но складывались наши представления о разных сторонах предмета и как наконец перед нами все более и более слагалась общая картина высшей нервной деятельности».

Интересны работы Л. Пастера по проблемам болезней вина, в ре­зультате которых он пришел к созданию биохимической теории бро­жения. Одним из следствий этой теории была разработка процесса, названного позже пастеризацией. Огромное практическое значение имело также исследование Пастером болезни шелковичных червей. В результате этой болезни в бедственном положении оказались более 3, 5 тыс. владельцев недвижимого имущества шелководческих депар­таментов Франции. Почти пять лет посвятил Л. Пастер трудным экспе­риментальным исследованиям и потерял на этом свое здоровье, но тем не менее считал, что был счастлив, так как принес пользу своей стра­не, изыскивая способы предотвращения страшной нищеты: «... дело чести ученого перед лицом несчастья пожертвовать всем ради попыт­ки помочь от него избавиться. Поэтому, может быть, я дал молодым ученым благотворный пример длительных усилий в разрешении труд­ной и неблагодарной задачи».

На занятиях по биологии, кроме этих классических примеров превращения гипотез в теорию в результате их подтверждения, сле­дует обратить внимание на то, что многие из них построены на сты­ке ряда наук. Очень важной является гипотеза о возможности по- |учения значительных урожаев на солончаках, которых в мире имеется около 10 млн кв. км, а общая площадь культивируемых зе­мель в мире сейчас 15, 5 млн кв. км, т. е. значительный процент от всех земель в мире составляют засоленные почвы. Поэтому встает об­щая проблема мирового значения: как превратить пустынные со- юнчаковые земли в сельскохозяйственные угодья? Среди многих других гипотез выдвигается предложение культивировать на этих землях галофиты — растения, устойчивые к соли. С появлением средств генной инженерии количество таких предложений будет увеличиваться, и можно предвидеть значительные успехи в целе-

направленном изменении многих представителен животных и рас­тений.

Мы привели гипотезы из различных областей естествознания. В общественных науках также выдвигается большое число разнооб­разных гипотез. Так, в юриспруденции и в юридической практике роль гипотез, называемых там версиями, нельзя преувеличить. Любое рас­следование преступления требует выдвижения всех возможных вер­сий, объясняющих преступление, и их проверки.

В результате приведенных примеров, иллюстрирующих гипоте­зы, используемые в школе на уроках физики, химии, биологии (как классические, так и современные), можно с уверенностью утверждать, что гипотеза является формой развития знания во всех науках, а так­же во всех других (а не только научных) отраслях знаний.

⇐ Предыдущая9101112131415161718Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: