8.4 Подтверждение и опровержение гипотез

Гипотезы создаются как средства решения возникающих в науке проблем. Их следует отличать от простых догадок и предположений. Заключения гипотез имеют лишь вероятный характер. Это предопределило настороженное отношение к ним на протяжении долгого периода науки. Античная философия исключала гипотетические рассуждения из области достоверного знания («эпистеме»), и причисляла их к мнениям («доксе»). В Возрождение и Новое время к гипотезам относили натурфилософские предположения и спекулятивные построения. Во многом негативное отношение к гипотезе тормозилось вследствие широкого распространения эмпирических и позитивистских взглядов. В лучшем случае гипотезы рассматривались как временное средство исследования. Сторонники логического эмпиризма уже в XX веке выдвинули программу редукции теоретических терминов к эмпирическим, то есть они считали надежным эмпирический базис науки. С их точки зрения все утверждения науки должны быть верифицированы. Все, что не допускает эмпирической проверки, является ошибкой. На этом основании ими всячески принижался гипотетический характер научного знания. Конечно, данная программа оказалась несостоятельной. Тем не менее, все это позволило более четко сформулировать определенные критерии научности, среди которых важнейшим является проверяемость.

Требования, предъявляемые к научным гипотезам. Необходимость объяснения фактов зачастую предполагает существование множество различных гипотез. Это предполагает отбор из множества выдвинутых гипотез тех, которые можно подвергнуть исследованию и проверке. Формулировка требований помогает сделать выбор между гипотезами с различной объяснительной и предсказательной силой.

1. Релевантность гипотезы. Термин «релевантный» (от англ. relevant – уместный, относящийся к делу) характеризует отношение к фактам. Если факты способны подтвердить или опровергнуть гипотезу, то она считается релевантной к ним.

2. Проверяемость гипотезы. В эмпирических науках это требование связывали с возможностью сопоставления следствий гипотезы с результатами наблюдений или экспериментов. В современной методологии, речь идти о принципиальной возможности такой проверки. Дело в том, что прогресс в научном исследовании, с одной стороны, ведет к выдвижению более абстрактных гипотез, содержащих все большее количество ненаблюдаемых объектов, а с другой – к совершенствованию экспериментальной техники. В силу этого следует осторожно относится к понятию «непроверяемая гипотеза». Различают три рода непроверяемых гипотез. Во-первых, принципиально непроверяемыми являются гипотезы, структура которых не допускает проверки с помощью возможных фактов или же когда они создаются специально для оправдания данной гипотезы (ad hoc гипотезы). Во-вторых, универсальные математические и философские гипотезы не допускают эмпирической проверки их следствий. В-третьих, следствия некоторых гипотез нельзя проверить существующими в данный период времени средствами наблюдений и экспериментов. Поэтому в науке существуют некоторые гипотезы, которые в данный период времени невозможно проверить, потому что либо из них невозможно вывести эмпирически проверяемые следствия, либо нельзя точно измерить соответствующие эффекты.

3. Совместимость гипотез с существующим научным знанием. Это требование вытекает из принципа преемственности в развитии научного знания. Научное знание представляет собой определенную логически связанную систему. В силу этого отдельная гипотеза не должна противоречить обоснованному теоретическому знанию. Достаточно хорошо проверенная и обоснованная гипотеза должна войти в качестве элемента существующей научной парадигмы. Только гипотезы, приводящие к революционным изменениям в науке, оказываются несовместимыми с существовавшим прежде научным знанием.

4. Объяснительная и предсказательная сила гипотез. Объяснительная сила гипотезы выражается в количестве дедуктивных следствий, которое можно из нее вывести. Большей объяснительной силой обладает та гипотеза, из которой выводится большее количество следствий, подтверждаемых фактами. Предсказательная сила гипотезы выражается посредством количества предсказаний, которые можно из нее вывести. Хотя логическая структура предсказания совпадает со структурой объяснения, методологически они отличаются друг от друга: во-первых, объяснение имеет дело с существующим, а предсказание – с тем, что может произойти или нет; во-вторых, оценка предсказаний всегда носит вероятностный характер, следовательно, и сравнение гипотез по предсказательной силе осуществляется вероятностными методами.

5. Критерий простоты гипотез. В истории науки не раз бывали случаи, когда две конкурирующие гипотезы удовлетворяли всем перечисленным требованиям. Тем не менее только одна из них оказывалась приемлемой именно в силу своей простоты. Понятие простоты рассматривается в науке с интерсубъективной точки зрения и содержит три различных смысла: во-первых, одна гипотеза проще другой, если она содержит меньшее число исходных посылок для вывода следствий (принцип бритвы Оккама); во-вторых, простота связана с общностью гипотезы и определяется глубиной ее содержания и существенным характером исследуемых свойств; в-третьих, в естественных науках, где используется математический аппарат, простота гипотезы сопровождаются усложнением ее математического аппарата.

Эвристические принципы поиска гипотез. Процесс генерирования новых научных идей и гипотез не поддается алгоритмизации и точному логическому анализу. Однако это не исключает использования логических и методологических средств и приемов для целенаправленного и организованного поиска.

В период формирования и становления опытного естествознания большие надежды возлагались на индукцию как единственный способ рассуждения, направленный на получение общих заключений из частных фактов наблюдений и экспериментов. Однако, попытка построить новый метод мышления, в котором научные истины получались бы по канонам индуктивной логики, оказалась утопией. С помощью методов научной индукции можно установить лишь простейшие причинные зависимости между эмпирически наблюдаемыми явлениями и их свойствами. В то же время, индукция, аналогия и статистика, играют важную эвристическую роль в науке, помогая приблизиться к истине.

Идея о концептуализации эмпирических фактов получила разработку в идее Ч.С. Пирса об абдуктивных умозаключениях. Он поставил перед собой цель – найти эвристические методы поиска гипотез, наилучшим образом объясняющих эмпирические факты. От индуктивного подхода он отказался потому, что этот метод не обращает никакого внимание на имеющиеся эмпирические данные. Однако, тщательный логический и теоретический их анализ дает возможность выявить связь между ними и зафиксировать ее в понятиях. Такой анализ оказывается важнее, так как он, во-первых, раскрывает определенное единство между фактами и, во-вторых, помогает сформулировать пробную теоретическую гипотезу, объясняющую эти факты. Дедуктивные следствия из этой гипотезы могут натолкнуть на поиск других фактов, подтверждаемых и объясняемых ею. Если обнаружится расхождение между фактами и объясняющей гипотезой, то выдвигается новая гипотеза. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет найдена гипотеза, наилучшим образом объясняющая все имеющиеся факты. Таким образом, в абдуктивное рассуждение предполагает использование таких логических операций, как образование понятий при анализе фактов, дедукция – при выводе логических следствий из гипотезы и индукция – при оценке и подтверждении фактов. Степень надежности абдуктивных рассуждений выше индуктивных обобщений. Из всего изложенного выше следует, что недедуктивные рассуждения (абдукция, аналогия, индукция и статистика), заключения которых вероятны в той или иной степени, представляют собой эвристические методы поиска истины, ориентирующиеся на логику. Поэтому они имеют дело с формой, чем с содержанием рассуждений. Конкретное содержание рассуждений меняется от одной науки к другой.

Для математического естествознания наиболее распространенным является принцип соответствия. Исходные понятия и посылки двух родственных гипотез или теорий определенным образом соответствуют друг другу. В качестве эвристического средства научного поиска может использоваться мысленный эксперимент, который дает возможность отвлечься от ряда несущественных особенностей реальных процессов и явлений.

Однако, все рассмотренные выше приемы и способы эвристического поиска не гарантируют построения истинной гипотезы. Их использование позволяет лишь облегчть, систематизировать и организовать поиск истины. Окончательный же ответ на вопрос об истинности гипотезы дает ее эмпирическая проверка.

Проверка научных гипотез. Существуют две формы проверки гипотезы.

1. В случае подтверждения гипотезы имеют следующий вид:

или

где H – гипотеза; E – свидетельство, подтверждающее гипотезу; – вероятность гипотезы H на основе свидетельства E. Подтверждение следствия гипотезы имеет не окончательный, а относительный характер, так как не исключается возможность обнаружения другого свидетельства или факта. который может опровергнуть гипотезу. Именно поэтому рассматриваемая схема не является логическим законом.

2. Опровержение гипотезы имеет следующий вид:

или

С логической точки зрения опровержение гипотезы имеет окончательный характер, поэтому ложная гипотеза отбрасывается. В силу этого, данная схема является законом логики.

Исследование и проверка гипотез не могут рассматриваться в качестве окончательной цели науки. Они представляют собой лишь путь к открытию законов, так как гипотезы наиболее общего характера, прошедшие тщательную проверку и обоснование, становятся законами.