Понятие гипотезы и условия её появления

Слово гипотеза (греч. hypothesis – предположение) имеет несколько значений. Во-первых, это догадка о факте, который пока недоступен для обнаружения, но может проявиться с вероятностью, близкой к единице. Во-вторых, это предположение, которое появилось в результате научного поиска. Нам приходится выдвигать и затем обосновывать различные предположения для объяснения явлений и их связи с другими явлениями. Наблюдая какой-нибудь новый факт, который невозможно объяснить прежним способом объяснения фактов, относящихся к той же группе, мы создаем потребность в новых способах объяснения, выходящих за ограниченное число фактов и наблюдений. Дальнейший опытный материал приводит к очищению этих гипотез, устраняет одни из них, исправляет другие, пока гипотеза из предположения не станет достоверным знанием.

Мы выдвигаем гипотезы, которые могут перейти при их подтверждении в научные теории или в отдельные истинные суждения, или, наоборот, будут опровергнуты и окажутся ложными суждениями. В рамках формальной логики гипотеза исследуется лишь со стороны её логической структуры. Поэтому мы будем рассматривать гипотезу как научное предположение и как догадку о фактах, которые могут быть предсказаны всей логикой научного исследования. Специфика этой формы развития знаний предопределяется основным свойством мышления, его постоянным движением - углублением и развитием, стремлением человека к раскрытию новых закономерностей и причинно-следственных связей, что диктуется логикой научного исследования и потребностями практической жизни.

Гипотеза становится необходимой в тех случаях, когда факты настолько сложны для их объяснения, что требуется предположение о причинной зависимости явления; или требуется обобщить знания, и тогда гипотеза выступает как первый шаг к их объяснению; или нужно выдвинуть предположение об ожидаемом результате научного эксперимента.

Построение гипотезы всегда выступает в форме отдельного суждения или системы взаимосвязанных суждений о свойствах единичных фактов или закономерных связей явлений. Гипотетическое суждение является проблематичным суждением, в котором выражено первоначальное предположительное знание о причинах или свойствах исследуемых явлений.

Гипотеза возможна при наличии следующих условий:

1). Если её содержание не противоречит научной картине мира, основанной на достоверном знании. Гипотеза должна органически входить в систему теоретических знаний той области, для которой она привлекается в качестве инструмента познания.

2). Если знания, содержащиеся в гипотезе, достаточны для выдвижения предположений относительно исследуемых фактов. При этом гипотеза должна брать факты в их совокупности для наибольшей полноты объяснений.

3). Если по своему составу знания, составляющие содержание гипотезы, полнее и точнее, чем предшествующие им знания, способны объяснить исследуемые факты.

Эти условия ограничивают область применения гипотез для получения нового знания и не допускают произвольные или фантастические предположения в исследовательскую деятельность.

Как форма развития знания гипотеза представляет собой сложный мыслительный процесс, включающий в себя не только рациональную, но и чувственную, и интуитивную формы мышления.

Итак, гипотеза – это предположение о причинах, свойствах и отношениях исследуемого явления на основании предшествующего знания и опыта.

Гипотеза возникает как вероятный вывод из фактов, которые не представляют достаточного основания для признания достоверности этого вывода. После того, как гипотеза возникла, из нее могут быть выведены различные следствия о существовании еще неизвестных явлений. Это определяет направление дальнейшего исследования и потребность в новых гипотезах.

Классификация гипотез

В зависимости от степени общности предмета научного исследования гипотезы делятся на общие, частные и единичные.

Общая гипотеза выдвигается для объяснения совокупного множества явлений, образующих полный класс, как предположение о сущности устойчивой и повторяемой связи данныхприродных и общественныхявлений. В случае подтверждения общая гипотеза становится законом науки и ядром научной теории.

Частная гипотеза выдвигается для объяснения подмножества явлений объектов, выделенных изданного класса, как предположение о некоторых закономерностях признаков и связей части рассматриваемых объектов природы, общественной жизни данных явлений. В случае подтверждения частная гипотеза становится периферией научной теории в виде достоверного знания.

Единичная гипотеза выдвигается для объяснения единичных явлений данного класса, как предположение о некоторых закономерностях признаков их происхождения и свойств данных явлений и предметов. В случае подтверждения единичная гипотеза становится формой достоверного знания.

Разновидностью единичной гипотезы является версия как одно из возможных предположений, связанных с одной из сторон данного явления или факта. В отличие от других видов гипотез, в которых выдвигается одно предположение, в версии выдвигается несколько предположений (версий), связанных с данным явлением или фактом. Это позволяет из множества причинно-следственных связей выделить одну, наиболее ясно показывающую признак или свойство исследуемого явления или факта.

Построение гипотезы

Построение гипотезы - это сложный логический процесс с участием различных форм умозаключений. В одних случаях гипотеза возникает как результат сравнения двух единичных явлений, т.е. ее основой выступает аналогия, в других случаях она - результат дедуктивных выводов, но чаще всего ее возникновению предшествует индуктивное обобщение эмпирического материала.

Гипотезы строятся тогда, когда возникает потребность объяснить ряд новых фактов, которые не наблюдались ранее, но предполагается их связь с уже исследованной и ставшей частью достоверного знания реальностью. Гипотеза не должна противоречить ранее открытым и подтвержденным практикой теориям. При построении гипотезы надо учитывать и требование, чтобы гипотеза объясняла наибольшее количество фактов и была бы по возможности простой по форме и содержанию.

В процессе построения и подтверждения гипотеза проходит несколько этапов.

1-й этап. Выделение группы фактов, которые обнаружены исследователем и не укладываются в прежние теории или гипотезы и должны быть объяснены новой гипотезой.

2-й этап. Формулировка предположений, которые объясняют данные факты.

3-й этап. Выведение из данной гипотезы как можно большего числа вытекающих из нее следствий.

4-й этап. Сопоставление выведенных из гипотезы следствий с наблюдениями, близкими данным фактов, результатами экспериментов, с научными законами.

5-й этап. Превращение гипотезы в достоверное знание или в научную теорию, если подтверждаются все выведенные из гипотезы следствия и не возникает противоречия с ранее известными законами науки.

Гипотеза живет до тех пор, пока предположения не станут достоверными знаниями.

ОСНОВАНИЕ (исходные данные)

предположения (рабочие гипотезы)

гипотеза

Рис. 1

теория

Важным условием построения плодотворной гипотезы в процессе реализации конкретной научно-исследовательской программы является соблюдение принципа объективности исследования, когда исследователь руководствуется интересами установления истины, а не своими субъективными склонностями, предпочтениями и желаниями.

В логико-методологическом плане объективность означает следование законам и правилам логики.

Во-первых, при выдвижении гипотезы или версии должен учитываться весь исходный эмпирический материал. Исследователь должен дать рациональное объяснение всем собранным фактам, не допуская никаких исключений (см.: §2. Правила доказательства и опровержения).

Если гипотеза строится с учетом лишь части фактов, хотя и согласующихся с выдвинутым предположением, но противоречащим другим, то она не может считаться надежной. Будучи односторонней, а значит, и необъективной, такая гипотеза обычно соотносит причину и следствие в данном пространстве и времени, что приводит к заблуждению.

Во-вторых, всесторонность требует построения всех возможных предположений в конкретном пространстве и времени. Это требование диктуется применением метода, известного в науке как "метод множественных гипотез". Поскольку первичный материал в любом эмпирическом исследовании или наблюдении, как правило, бывает неполным, то он дает представление лишь об отдельных звеньях, отдельных зависимостях между явлениями. Чтобы связать всю цепь, необходимо предположить все возможные объяснения полученным фактам, то есть построить ряд версий, по-разному их объясняющих.

Развитие гипотезы

Гипотеза не сводится к выдвижению предположения, а проходит процесс развития, в ходе которого она корректируется, дополняется новыми предположениями и либо опровергается и заменяется новой гипотезой, либо становится ядром научной теории и, следовательно, достоверным знанием, прошедшим логическую и опытную проверку.

Гипотеза – это развивающееся знание и в процессе развития гипотеза проходит три стадии развития.

Первая стадия – это возникновение гипотезы при нахождении новых фактов и противоречий в науке. На этой стадии проходит два этапа: 1) выделение группы фактов, их обобщение с помощью синтеза, нахождение их связи с исследуемым явлением, 2) формулировка гипотезы на основании предположений, которые объясняют выделенные факты.

Вторая стадия – это анализ основного предположения и разработка ряда следствий, вытекающих из данного предположения. На этой стадии проходит также два этапа: 1) выдвижение как можно большего числа следствий из основного предположения, 2) сопоставление следствий с фактами, научными законами, результатами экспериментов, моделирования и наблюдения.

Третья стадия – это доказательство гипотезы и превращение её из вероятного в достоверное знание. Доказательство может быть фактическим и логическим. Фактическим доказательством является обнаруженная причина, вызвавшая данное явление. Логическим доказательством становится то, что не может быть опровергнуто.

Ценность гипотезы состоит в том, что если она не искусственно надуманное измышление, а научное допущение, соответствующее действительности, то из нее аналитически выводятся не только те факты, которые были известны и задействованы в процессе развития гипотезы, но также и те, которые становятся известными уже после того, как гипотеза была сформулирована.

Следует заметить, что дополнительные факты, присоединяемые к первоначальным, делают обоснование гипотезы более полным. Они не требуют изменения основного предположения гипотезы, а только уточняют его. Именно это присоединение дополнительных фактов улучшает взаимную связь между основанием гипотезы и ее следствием, то есть предположенной в гипотезе причиной.

В процессе исследования фактов и явлений часто возникают несколько гипотез. Они вступают в борьбу за право быть главной и единственной, достойной внимания. В этом случае все гипотезы подвергаются логической процедуре, называемой фальсификацией их следствий. Это позволяет обнаружить ошибки и несоответствия следствий действительности. Кроме того, в процессе фальсификации могут быть обнаружены новые факты, противоречащие следствиям. Эта борьба гипотез является правомерным процессом развития науки, чтобы не дать ей обрести догматичность и ограниченность.

Подтверждение гипотезы

Чтобы превратиться в достоверное знание, предположение подлежит научной и практической проверке. Процесс проверки гипотезы, протекающий с использованием различных логических приемов, операций и форм вывода, приводит в итоге либо к подтверждению гипотезы, либо к ее опровержению. Проверка гипотезы идет в двух направлениях. На первом направлении, сформулировав основное предположение, надо стремиться получить как можно больше следствий. При отсутствии противоречий между следствиями и данными наблюдения, моделирования и эксперимента гипотеза считается вероятной. Степень вероятности зависит от разнообразия и многообразия следствий.

Самым действенным способом подтверждения гипотезы является обнаружение предполагаемого объекта, явления или свойства, которое является причиной рассматриваемого явления.

Основной способ подтверждения гипотез - выведение следствий и их верификация (доказательство их истинности). В процессе верификации особое значение получает эксперимент или, как его еще называют, решающий (проверочный) опыт. Эксперимент учитывает чаще всего влияние не одного фактора, а многих, поэтому он наиболее эффективен.

На здании Адмиралтейства в Лондоне установлена памятная доска с «вечным порицанием невежества лордов Адмиралтейства», которые усомнились в результатах опыта, связанного с моделированием. Проверочный опыт, определяющий выбор одной из двух противоположных гипотез, используется при опровержении одной и оправдании другой гипотезы.

Проверочный опыт служит верным средством для обнаружения ошибки в целой системе положений науки, в которую гипотеза входит как ее часть. Отрицательный результат опыта показывает, в каком из положений науки находится ошибка. В этом случае либо это положение, либо вся теория отбрасываются, но сохраняется единство научного знания.

Косвенный способ превращения гипотезы в достоверное знание состоит в опровержении всех конкурирующих гипотез, после чего заключают об истинности одного оставшегося предположения. Для этого применяется разделительно-категорическое умозаключение, построенное по отрицающе-утверждающеиу модусу.

Явление А могло быть вызвано либо В, либо С, либо Д.

Явление А не вызвано ни В, ни С.

_________________________________________________

Явление А вызвано Д.

В этой форме в меньшей посылке отрицаются все члены де­ления, за исключением одного, который и утверждается в заклю­чении.

А есть или B, или С, или D.

А не есть ни В, ни С.

Следовательно, А есть D.

Необходимо выполнить два условия: во-первых, перечислить все возможные гипотезы, причем дизъюнкция может быть как строгой, так и нестрогой, во-вторых, следует опровергнуть все ложные гипотезы.

Построение опровержения гипотез осуществляется так же, как и опровержение тезиса (см. гл.:6).

Если опровержение гипотез осуществляется путем опровержения их следствий, то может обнаружиться, что многие или все необходимые следствия рассматриваемой гипотезы не имеют места в действительности. Кроме того, возможно, будут найдены факты, противоречащие выведенным следствиям.

Опровержение гипотез происходит в форме отрицающего модуса условно-категорического умозаключения:

Если имела место причина (гипотеза) Г, то должны быть следствия:

С1 и С2, и С3, и .... Сn.

Следствия С1 или С2, или С3, или ....Сn отсутствуют.

__________________________________________________________

Следовательно,причина (Г) не имела места.

В символической логике это умозаключение можно записать таким способом:

Г ® ( С1 Ù С2 Ù С3 Ù ... Ù Сn ), С1 Ù С2 Ù С3 Ù ... Ù Сn.

Г .

Чем большее число следствий отсутствует, тем выше степень опровержения высказанной гипотезы. Гипотеза считается окончательно опроверженной, если обнаруживаются факты, обстоятельства, явления, противоречащие вытекающим из данной гипотезы следствиям.

Вопросы для самопроверки

1.Какую роль играет гипотеза в познании?

2.Назовите виды гипотез и их отличительные признаки.

3.Что такое «версия»?

4.Какие этапы в построении гипотезы вы знаете?

5.Какие стадии проходит гипотеза в своём развитии?

6.Что подтверждает правильность выбора гипотезы?

7.Чем является проверочный опыт?

Упражнения

Подберите факты и постройте гипотезу.

Пример:

В известном кинофильме «Земля Санникова» было высказано предположение, что в Северном Ледовитом океане на большом расстоянии от материка должна находиться неизвестная земля (гипотеза). Предположение было сделано на основании того факта (основание гипотезы), что перелётные птицы весной летели в сторону океана, а осенью возвращались из северных широт. Для проверки этого предположения необходимо было предпринять экспедицию в направлении птичьего перелёта (решающий опыт). В результате предпринятой экспедиции было доказано существование большого острова и получены новые данные о его происхождении и его обитателях (достоверное знание).

Определите этапы и стадии и укажите обоснование гипотезы. Выделите места текста, где имеется действительное подтверждение фактами и теориями.

Итак, построим и докажем гипотезу №1 о наличии в природе абсолютной пустоты.
Для её выдвижения в науке уже есть следующие факты: Большой взрыв, расширение электромагнитного поля Вселенной по всему её объёму, падение плотности светоносной среды с последующим «покраснением» волн реликтового излучения. О расширении и падении плотности светоносного эфира также свидетельствует красное смещение в космологии, предсказанное Фридманом и затем обнаруженное Хабблом в 1929 г.
Известен факт ускоренного «разбегания» галактик. Это явление можно объяснить тем фактом, что расширяющийся светоносный эфир своим движением при расширении увлекает галактики, как река увлекает своим движением льдины. Благодаря этому галактики покоятся относительно окружающего их эфира. Но относительно друг друга они «убегают» с ускорением.
Ещё в науке известен второй закон термодинамики. Вместе с абсолютной пустотой они являются двумя причинами, обеспечивающими нашей Вселенной тепловую смерть.
Если из гипотезы №1 путём дедукции вывести ряд следствий, то многие из них будут подтверждены перечисленными выше фактами.
Вот как это будет выглядеть на практике.
Так как абсолютная пустота есть в природе, то:
а) то её наличие в природе и второй закон термодинамики вынуждают Вселенную расширяться в бесконечность абсолютного пространства;
б) то плотность светоносной среды должна падать с последующим удлинением волн реликтового излучения;
в) то причиной красного смещения в космологии является удлинение световой волны за счёт расширения в пустоту светоносной среды, в которой эта волна распространяется;
г) то эта пустота является одной из причин, обеспечивающих инерционное движение тела без затраты энергии;
Второй причиной является тот факт, что частицы эфира являются абсолютно твёрдыми. То есть они не деформируются, и потому волна в эфире не расходует энергию на их деформацию.
д) то Вселенная это частное явление природы, потому что она родилась, развивается и умрёт от тепловой смерти; Из этого следствия вытекает тот факт, что вечной надо считать не Вселенную, а природу. То есть Вселенная - это частное явление вечной природы.
е) то гравитационными волнами могут быть продольные волны пустоты в светоносном эфире или волны разрежения в этой среде.

Большинство этих следствий подтверждено уже известными в науке фактами. А два следствия можно подтвердить экспериментами. Это следствие о «покраснении» волны за счёт расширения и падения плотности той среды, в которой эта волна распространяется. Этот эффект можно обнаружить в случае звука. После чего положительный результат эксперимента можно распространить на объяснение красного смещения в космологии.
Гравитационные волны, как волны пустоты в эфире, тоже можно обнаружить экспериментально. Природа уже проводит этот эксперимент в Бермудском треугольнике. Там существует гравитационная аномалия. Это явление можно создать в лаборатории при помощи электромагнитов, расположенных определённым образом

Теперь сформулируем гипотезу №2 «Абсолютной пустоты нет в природе». Она построена по интуиции без применения показанного выше метода познания. Эта гипотеза скрыто присутствует в науке. Об этом мы узнаем по вызванным ею в науке следствиям. Для этого выведем из неё путём дедукции ряд следствий. Затем сравним эти следствия со следствиями гипотезы №1.
Так как абсолютной пустоты нет в природе, то:
а) то наша Вселенная стационарная и вечная;
б) то второй закон термодинамики несправедлив в масштабах Вселенной;
в) то красное смещение в космологии вызывается не расширением и падением плотности светоносной среды, а вызывается оно движением галактик относительно этой среды, как неподвижной субстанции; то есть данное явление надо объяснять эффектом Доплера, что и делается сейчас в науке.
г) то Большого взрыва не могло быть, так как за пределами нашей вечной и единственной в природе Вселенной ничего нет; То есть, в природе нет явлений за пределами Вселенной, которые могли бы вызвать её рождение.

Ни одно из этих четырёх следствий не подтверждено известными в науке фактами. Ни одно из них не является предсказанием, которое можно было бы подтвердить экспериментами.
А это означает, что гипотеза №2 построена неверно и неверно доказана.
Её несправедливость очевидна на фоне справедливости гипотезы №1. Поэтому мы поступим талантливо, если будем разрабатывать, скажем так, более справедливую из этих двух гипотез.
При помощи формальной логики гипотезу №2 доказал Аристотель. Но он тогда не знал, что справедливость гипотезы надо подтверждать экспериментами. Это первым понял Ньютон. Ну а я первым понял, что свои и чужие гипотезы в физике надо строить, доказывать и опровергать так, как это делали интуитивно Коперник, Ньютон и Менделеев.

Глава восьмая. Основные законы логики

Мы познакомились с логическими формами мышления, но логика должна не только создать эти формы, но и объяснить их логическими законами мышления. Следует понять, что они суть законы в том смысле, что представляют собою известные требования, которым мысль наша, чтобы быть правильной, должна следовать этим требованиям.

Чтобы определить действительное значение законов мышления, нам следует вспомнить то, что было сказано выше о различии между психологией и логикой. Психология более близка к естественным наукам и её целью является описание процессов мышления так, как они совершаются в действительности. То есть психология формулирует общие положения, служащие для выражения того, как совершается мышление, и эти общие положения можно назвать законами мышления. Логические законы мышления не ставят перед собой цель показать, как совершается мышление, но имеют цель показать, как надо выразить те мысли, которые приводят к достижению соответствия этих мыслей действительности.

Законами формальной логики называются такие формулы, которые при замене логических переменных на конкретные по содержанию мысли всегда приводят к образованию истинных суждений.

Среди множества законов формальной логики (а законом логики может считаться каждое суждение, в котором отношение между субъектом и предикатом есть устойчивая, повторяющаяся и существенная связь, то есть закон) выделяют четыре в качестве основных: тождества, противоречия, исключенного третьего, достаточного основания.

Закон тождества

Следует отметить, что всякая правильная мысль должна быть определенной. Это значит, что в процессе рассуждения нельзя подменять один предмет мысли другим. Например, в рассуждении «жизнь бьет ключом» предметом мысли «ключ» может быть и ключ как источник воды, и гаечный ключ, и ключ от двери и т.п.

Закон тождества внешне кажется очень простым и очевидным. Однако в этой простоте уже имеются трудности, поскольку даже понятия ухитряются истолковывать неправильно. Например, понятие «студент» тождественно понятию «студент» в одном и только одном отношении и времени. Как и любая мысль о нём. Это не значит, будто этот закон утверждает, что вещи всегда остаются неизменными, тождественными самим себе. Закон ничего не говорит об изменчивости или неизменности. Он утверждает только, что если вещь меняется, то она меняется в отношении к чему-то, либо к себе самой, а если она остается одной и той же, то она остается той же.

Требование определенности можно сформулировать в виде закона тождества: всякая мысль тождественна сама себе в данное время, данном месте и данном отношении. Закон тождества можно записать в виде формулы «А есть А» = (А ≡ А) = (А → А). Таким образом, по закону тождества, всё то, что мы мыслим, должно оставаться тождественным самому себе. Этот закон применяется главным образом к понятиям и суждениям. Они в процессе мышления должны оставаться тождественными самим себе, иначе будет нарушена правильность мышления.

Говоря о тождественности мысли самой себе, необходимо иметь в виду тождественность её объема. Это означает, что вместо логической переменной А в формуле «А есть А» могут быть подставлены суждения любого содержания, но если они имеют один и тот же объем.

Закон тождества требует, чтобы понятия, которыми мы оперируем в мыслях, были определены и, по необходимости, уточнены. Примером нарушения закона тождества является ошибка силлогизма, которая получила название «учетверение термина»:

Движение – вечно.

Хождение в институт – движение.

Хождение в институт – вечно.

Понятие «движение» в первой посылке не тождественно понятию «движение» во второй посылке (движение как частный случай). Подмена одного понятия другим, внешне повторяющим первое, создаёт двусмысленность – амфиболию (от греческого amphibolos – двусмысленность, двойственность). Та же ошибка наблюдается при использовании метафоры.

Чтобы такие ошибки не возникали, требуется точно выяснить объем понятий, особенно сложных понятий и их содержание и, если возможно, связывать такие понятия с контекстом.

Закон противоречия

Из закона тождества следует, что никакая мысль не может быть тождественна мысли её отрицающей, то есть, чтобы быть понятым, необходимо соблюдать требование непротиворечивости мысли и её отрицания. На основании закона противоречия мысль, что «река Ухта не является притоком реки Ижмы» противоречит мысли, что «река Ухта является притоком реки Ижмы». Из этих двух суждений истинным является то, что соответствует действительности. Нам известно, что действительно «река Ухта является притоком реки Ижмы». Требование того, чтобы мысль считать истинной лишь после того, как приведены действительные основания для этого, называется законом противоречия: два суждения, в одном из которых утверждается, а в другом отрицается об одном и том же предмете в данное время, данном месте и данном отношении не могут быть оба вместе истинными, либо вместе ложными. Закон противоречия можно записать в виде формулы «А не есть не А». Прочитать эту формулу следует так: не могут быть одновременно истинными суждение А и его отрицание не А. (А Λ Ā).

Однако противоречия не будет, если мы что-либо утверждаем и то же самое отрицаем относительно одного и того же предмета, которое, однако, рассматривается в разное время. Например, солдат срочной службы и не солдат срочной службы могут быть истинными одновременно в отношении к одному и тому же человеку, если они относятся к разному времени: он был солдат срочной службы, и он теперь не солдат срочной службы.

Закон противоречия обосновывает наличие логической необходимости в выборе альтернативы двух суждений с противоположными качествами. Он отражает тот факт, что та или иная вещь, свойство или отношение не могут одновременно быть и не быть.