Некоторые методологические и эвристические принципы построения гипотез
Существуют ли правила или общие принципы отбора наиболее вероятных, правдоподобных гипотез? Этот вопрос является дискуссионным. Рассмотрим две основные точки зрения по этому вопросу.
4.5.1. Гипотеза и индукция
В начальный период формирования экспериментальной науки возник, а затем получил широкое распространение взгляд, согласно которому гипотезы и законы науки формулируются посредством индуктивного обобщения эмпирических данных. Наиболее последовательное выражение такой взгляд нашел в работах Фрэнсиса Бэкона. Во многом справедливо критикуя силлогистическую логику Аристотеля, особенно ее схоластическую интерпретацию, Бэкон считал эту логику не пригодной для опытных наук. «Логика, которой теперь пользуются, — писал он, — скорее служит укреплению и сохранению заблуждений, имеющих свое основание в общепринятых понятиях, чем отысканию истины». Поэтому в противовес к"Органону" Аристотеля как логике дедукции он создал «Новый Органон», который, по его мысли, должен стать инструментом открытия новых истин в экспериментальных науках. Методом такого открытия Бэкон считал неполную, или проблематическую, индукцию. В «Новом Органоне» он поставил задачу разработать те правила индуктивных умозаключений, которые впоследствии были систематизированы и развиты дальше Дж.Ст. Миллем в виде так называемых методов экспериментального исследования.
Чтобы получить более ясное представление о возможностях применения этих методов, рассмотрим коротко основные каноны индуктивной логики, с помощью которых Бэкон и Милль считали возможным делать открытия в экспериментальных науках. Важнейшими из индуктивных канонов они считали методы сходства, различия и сопутствующих изменений. Остальные методы сводятся к перечисленным.
Метод сходства Милль считал преимущественно методом наблюдения, поскольку он позволяет выделить некоторый фактор, являющийся общим для всех исследуемых случаев. Этот общий фактор и будет причиной (или следствием) изучаемого явления, ибо фактор, отсутствующий в каком-либо из рассмотренных случаев, не может служить причиной (или следствием) этого явления.
Метод различия требует анализа по крайней мере двух случаев, которые отличаются друг от друга одним единственным фактором. При наличии этого фактора явление возникает, при отсутствии — исчезает. Этот фактор и будет причиной (или следствием) исследуемого явления. Например, чтобы установить причину замедленного падения в воздухе пера в сравнении с монетой, их помещают под колокол воздушного насоса. Выкачав воздух из колокола, обнаруживают, что в безвоздушном пространстве и перо и монета падают одновременно. Поскольку два рассмотренных случая отличаются только одним фактором (наличием или отсутствием воздуха), то этот единственный фактор—сопротивление воздуха — и будет причиной замедленного падения пера в первом случае. Таким образом, преимущество метода различия в сравнении с методом сходства заключается в том, что он дает возможность не только пассивно наблюдать явления, но и активно изменять условия их протекания, т.е. проводить целенаправленные исследования, ставить эксперименты.
Метод сопутствующих изменений используется для установления причинной зависимости таких явлений, которые нельзя обнаружить с помощью методов сходства и различия. Так, мы не можем найти причину возникновения приливов и отливов рек и морей по методу различия, так как ни в каком реальном эксперименте нельзя изолироваться от притяжения Луны и Солнца. Однако в этом и во многих других аналогичных случаях удается установить функциональную взаимосвязь между изменением двух или нескольких величин, встречающихся в исследуемом явлении. Обнаружение такой функциональной связи может служить доводом в пользу предположения, что указанные величины находятся в причинном отношении друг к другу.
Все перечисленные методы действительно применяются не только в экспериментальных исследованиях, но и в повседневной практике. Сам Милль, как свидетельствует Минто, заимствовал их «из практики научных, лабораторных исследований — в том виде, в каком их обобщил Гершель».
Являются ли эти методы действительными методами серьезных научных открытий? Классики теории индукции, и в особенности Ф. Бэкон, чрезмерно переоценивали их, считая созданную ими индуктивную логику логикой открытий. «Наш же путь открытия наук таков, — писал Бэкон, — что он немногое оставляет остроте и силе дарований, но почти уравнивает их. Подобно тому как для проведения прямой линии или описания совершенного круга много значат твердость, умелость и испытанность руки, если действовать только рукой, — мало или совсем ничего не значит, если пользоваться циркулем и линейкой. Так обстоит и с нашим методом».
Дж.Ст. Милль, хотя и не разделял таких далеко идущих претензий Бэкона, все же считал индуктивные методы действенным инструментом открытия и доказательства причинных связей в природе. Именно эти методы, по его мнению, дают нам первоначальные обобщения, от которых зависит последующее построение гипотезы.
В действительности же эти методы требуют обращения к некоторым гипотезам, с помощью которых отделяются факторы существенные от несущественных, главные от второстепенных. В самом деле, применение метода сходства требует выделения единственного общего признака или фактора всех случаев явления. Метод различия основан на сравнении случаев, которые отличаются только одним признаком. Между тем предметы и явления реального мира обладают множеством всевозможных общих и различных свойств. Чтобы выделить среди них свойства, отношения или факторы, которые являются существенными для целей нашего исследования, мы должны заранее располагать некоторой гипотезой. Так, в примере с падением монеты и пера в качестве существенного фактора, оказывающего влияние на процесс, выступает сопротивление воздуха. Соответственно такой гипотезе в дальнейшем и строится эксперимент. Однако заранее трудно определить, будет ли тот или иной фактор существенным для протекания явления. Мы можем выяснить это лишь с помощью гипотезы, проверив на опыте те следствия, к которым она приводит. Таким образом, методы классической индукции Бэкона и Милля не могут служить канонами открытия новых научных истин, так как сами нуждаются в использовании дополнительных гипотез.
Естественно возникает вопрос: в чем же заключается значение этих методов? Первая и основная функция индуктивных методов состоит в элиминации, или исключении, из числа возможных гипотез таких, которые не удовлетворяют имеющимся эмпирическим данным. Допустим, что для объяснения причины некоторого явления предложено множество взаимно исключающих, или альтернативных, гипотез: Н1 ,Н2, Н3... Нn. Чтобы найти среди yих единственно возможную причину, следует сопоставить эти гипотезы с данными наблюдения или эксперимента. Если при этом, например, обнаружится, что при наличии факторов, сформулированных в гипотезе Ну, явление будет отсутствовать, то по методу сходства мы можем исключить гипотезу Н1, как возможную причину возникновения исследуемого явления. Аналогичным образом используются для элиминации методы различия и сопутствующих изменений. После исключения из числа возможных причин гипотезы Н1 причину исследуемого явления мы должны искать среди дизъюнкции оставшихся гипотез:
Н2 V Н3 V... V Нn .
Последовательно элиминировав (элиминация — исключение неизвестного из системы уравнений) все другие гипотезы, кроме одной оставшейся, мы приходим к обнаружению гипотезы, служащей для объяснения причины явления.
Может случиться, что, исключив все гипотезы, мы так и не найдем причину явления. И в этом нет ничего удивительного, ибо законы индукции дают возможность элиминировать неподходящие гипотезы, но не обеспечивают нахождение наиболее вероятных гипотез. Методы элиминативной индукции суживают область поисков возможных гипотез и тем самым обеспечивают как бы отрицательный подход к истине. В большинстве случаев они не дают никаких указаний относительно того, как найти подходящую гипотезу. Только в некоторых простейших случаях с их помощью можно построить соответствующую гипотезу. Так, опираясь на метод сопутствующих изменений, мы можем сформулировать гипотезу о том, что длина металлического стержня изменяется с изменением его температуры. Эта гипотеза, действительно, представляет индуктивное обобщение о взаимосвязи между такими эмпирически наблюдаемыми свойствами или величинами, как длина и температура стержня. Наблюдая на опыте изменение длин различных стержней из различных металлов в зависимости от изменения их температуры, можно придти к упомянутой гипотезе.
Можно поэтому сказать, что вторая функция методов классической индукции состоит в том, что они дают возможность устанавливать простейшие гипотезы о зависимости эмпирически наблюдаемых свойств предметов и явлений. Однако здесь наряду с элиминативной индукцией мы обращаемся также к индукции энумеративной (т.е. индукции через перечисление частных случаев обобщения).
Эмпирические обобщения, гипотезы и законы, получаемые с помощью методов индукции, играют заметную роль на первоначальной стадии научного исследования, которая связана с анализом и обобщением информации, добытой с помощью эксперимента или систематических наблюдений.
Теоретическая стадия исследования связана с использованием таких гипотез и законов, в которые входят понятия или термины, не являющиеся непосредственным отображением эмпирически наблюдаемых свойств и отношений.
B зарубежной литературе такие понятия часто называют понятиями о ненаблюдаемых объектах. Так, например, для объяснения расширения тел при нагревании в свое время была предложена молекулярно-кинетическая гипотеза. Эмпирически наблюдаемое расширение тел при нагревании она объясняла увеличением скорости движения мельчайших частиц вещества — молекул, которые являются эмпирически ненаблюдаемыми объектами.
Одна из причин того, что теоретические гипотезы и законы не могут быть получены из данных опыта, состоит в том, что опыт дает нам знание только об эмпирически наблюдаемых свойствах и отношениях явлений Формы же теоретического исследования, к которым принадлежит и гипотеза, стремятся обнаружить их глубокий внутренний механизм, раскрыть их сущность, которая хотя и выражается в явлениях, но не дана в них непосредственно. Для этого нет другого пути, кроме систематического выдвижения гипотез и последующей их проверки на опыте.
Не существует никакой механической процедуры, или, лучше сказать, алгоритма, который бы гарантировал получение наиболее вероятных гипотез из имеющихся эмпирических данных. Поэтому нельзя построить такую индуктивную машину, которая бы создавала новые гипотезы в опытных науках. Гипотезы и теории не выводятся из опыта, а создаются исследователем, чтобы объяснить результаты опыта. Ясно поэтому, что индуктивная логика не может заменить ни «остроту ума», ни опыт ученого, как об этом мечтал Ф. Бэкон. Даже дедуктивная логика, которая оперирует правилами достоверных умозаключений, не может научить нас, как из данных аксиом выводить новые, интересные теоремы.
Нельзя поэтому построить такую дедуктивную машину, с помощью которой можно было бы получать новые теоремы из заложенных в нее аксиом. В этом отношении роль индуктивной и дедуктивной логик одинакова: они должны служить в качестве определенного стандарта рассуждения, т.е. выполнять нормативную функцию.
Так, правила дедукции помогают нам установить, является ли то или иное доказательство логически обоснованным, т.е. соответствует ли каждый шаг такого доказательства правилам дедуктивных умозаключений. Обнаружение же самой теоремы, путей, которыми шел ученый к ее открытию, выходит за сферу компетенции логики.
Аналогично этому методы индуктивной логики в настоящее время все больше и больше начинают рассматриваться как определенные стандарты, с помощью которых оценивают степень подтверждения эмпирических обобщений и гипотез.
4.5.2. Гипотеза, интуиция и дедукция
С развитием экспериментальной и теоретической науки, с усложнением ее средств, приемов и способов исследования становилось все более очевидным, что индуктивные методы занимают в ней довольно скромное место.
Сами ученые начинают настойчиво подчеркивать значение творческого фактора в процессе научного открытия. Этот фактор нельзя свести к каким-либо известным, наперед заданным правилам, в том числе и к канонам классической индуктивной логики. Между тем он играет решающую роль в процессе научного открытия. Постепенно эта идея становится достоянием философии и логики науки. Еще в середине прошлого века английский логик и историк науки В. Уэвелл, критикуя недостатки классической теории индукции, указывал, что всякое научное открытие представляет «счастливую догадку», которую невозможно обосновать с помощью канонов индукции.
Процесс научного исследования, по его мнению, предполагает, во-первых, обнаружение какого-либо важного общего признака изучаемых явлений, во-вторых, распространение этого признака на сходные, но неизученные случаи и, в-третьих, выведение логических следствий из таким путем установленной гипотезы. Важно при этом отметить, что Уэвелл не говорит об индуктивных методах как методах открытия новых истин: их назначение скорее состоит в обобщении найденной в результате «счастливой догадки» общей закономерности на новые случаи, т.е. в экстраполяции обобщения. Поскольку процесс открытия новых научных истин не поддается логическому контролю, то такому контролю должна быть подвергнута проверка принимаемых гипотез. Именно в этих целях и привлекается дедукция, с помощью которой выводят следствия из гипотез и сравнивают их с эмпирическими фактами. Таким образом, индукция в концепции Уэвелла оказывается тесно связанной с дедукцией и сам его метод можно назвать индуктивно-дедуктивным. «Доктрина, представляющая гипотезу дедуктивного рассуждения, является выводом индуктивного процесса.
Частные факты, которые служат основой индуктивного вывода, являются заключением в логической цепи дедукции. И таким образом дедукция устанавливает индукцию». Эти идеи Уэвелла перекликаются с теми позднейшими концепциями логики научного познания, с которыми выступили в 30-е годы К. Поппер и неопозитивисты в лице представителей венского кружка и аналитической философии. Пожалуй, в наиболее последовательном виде новая концепция логики научного открытия была представлена К. Поппером в его книге «Логика исследования» (Вена, 1935г.).
В отличие от Уэвелла он решительно отрицает какое-либо значение индукции в логическом анализе познания, поэтому его концепцию можно охарактеризовать как всецело дедуктивистскую. В рамках своей логики Поппер отказывается также от анализа путей и способов достижения нового знания в науке, считая эти вопросы либо неразрешимыми, либо относящимися к компетенции психологии научного творчества. «Вопрос о том, как случается, что новая идея возникает у человека — является ли это музыкальной темой, драматическим конфликтом или научной теорией, — может быть очень интересным для эмпирической психологии, но он не относится к логическому анализу научного познания. Это последнее касается не вопросов факта..., а только вопросов обоснования правильности. Соответственно этому, — продолжает он, — я буду ясно отличать процесс возникновения новой идеи и методы и результаты их логического исследования. Что касается задачи логики познания — в противоположность психологии познания, — я буду основываться на предположении, что она состоит исключительно в исследовании методов, применяемых в той систематической проверке, которой должна быть подвергнута всякая новая идея».
Сторонники неопозитивизма, критикуя классическую теорию индукции, в отличие от Поппера не отбрасывают индукцию вообще, а стремятся по-новому взглянуть на ее роль в науке. B то время как для Бэкона и отчасти для Милля индукция была методом открытия новых научных истин, для неопозитивистов она служит методом подтверждения гипотез и теорий. «При создании новой системы теоретических понятий и с ее помощью теории, — пишет Р. Карнап, — нельзя просто следовать механической процедуре, основанной на фиксированных правилах. Для этого требуется творческая изобретательность».
«...Правила индукции, — отмечает К. Гемпель,— будут определять силу подтверждения, которую данные обеспечивают гипотезе, и они могут выразить такое подтверждение в терминах вероятности».
Таким образом, многие специалисты, справедливо критикуя старый, механистический подход к процессу научного открытия, все свое внимание сосредоточивают исключительно на проверке или оценке уже существующих, наличных гипотез и теорий. И хотя такой анализ представляет важный этап исследования, тем не менее он недостаточен для понимания всего процесса исследования в целом и тем более той ее стадии, которая непосредственно связана с открытием нового.
В самой общей форме позицию большинства буржуазных специалистов по логике и методологии науки по вопросу о построении новых гипотез и теорий можно сформулировать примерно так. Создание новой гипотезы или теории не только не поддается логическому контролю, но часто не может быть объяснено рациональным образом. B лучшем случае при этом делается ссылка на интуицию, которая нередко понимается в иррационалистическом духе. Так, К. Поппер считает, что интуитивный фактор, входящий в процесс открытия нового в науке, не допускает никакого рационального объяснения. «Мой взгляд, — пишет он, — может быть выражен с помощью утверждения, что каждое научное открытие содержит «иррациональный элемент», или «творческую интуицию» в смысле Бергсона». Эта ссылка на Бергсона весьма существенна для характеристики взглядов Лоппера, ибо она показывает, что интуиция им понимается не так, как ее обычно рассматривают в науке, а как особый род инстинктивного познания. В самом деле, если следовать Бергсону, то необходимо признать, что «интуиция — не что иное, как высокоразвитая форма инстинкта. Она превосходит рассудок тем, что выражается всегда категорически, тогда как он в гипотетической форме».
Не говоря уже о том, что инстинкту нечего делать в науке, необходимо подчеркнуть, что, если результаты интуиции представляют безусловные, или категорические, истины, тогда дальнейшее их исследование становится ненужным. В таком случае отпадает необходимость в проверке гипотез и теорий, выдвигаемых учеными, а следовательно, становится ненужной и попперовская теория дедуктивной проверки новых идей. Все это свидетельствует о том, что иррациональные исходные посылки рано или поздно приходят в противоречие с рациональными элементами любой теории, как это случилось с логикой науки К. Поппера. Многие неопозитивисты, не желая затруднять себя, переносят вопрос о возникновении новых идей всецело в сферу эмпирической психологии, ограничивая тем самым свою задачу исключительно формально-логическим аспектом проверки и подтверждения гипотез, т.е. все дело сводят к логической дедукции следствий из них и проверке этих следствий на опыте. Налицо, таким образом, попытка приложения гипотетико-дедуктивного метода к анализу возникновения нового знания.
Если индуктивисты пытаются объяснить механизм возникновения нового знания в науке, то дедуктивисты отрицают саму правомерность такой попытки. Для них самое важное заключается в дедукции следствий из новых знаний (гипотез и теорий). Однако такой подход так же односторонен и ограничен, как и противоположный ему — индуктивистский, ибо научная деятельность вовсе не сводится к нанизыванию силлогизмов, а предполагает концептуальный анализ существующих теорий, обнаружение в них так называемых точек роста, на основе которых происходит дальнейшее расширение и развитие теории.
Конечно, методология науки не может дать готовых рецептов для построения конкретных научных гипотез, но в то же время она не должна игнорировать ценные результаты общего характера, которые накоплены в частных науках.
4.5.3. Взаимодействие различных факторов в процессе построения гипотез
В истории логики, как и в истории философии, долгое время господствовало мнение, что способы рассуждений или умозаключений ограничиваются исключительно дедукцией и индукцией. В разные времена, в зависимости от уровня развития науки и общего интеллектуального климата эпохи преобладала либо дедуктивистская, либо индуктивистская тенденция. Так, античная наука, не знавшая экспериментального исследования, почти целиком ориентировалась на дедукцию. Не случайно основы дедуктивной логики в форме силлогистики Аристотеля возникают именно в это время.
Необходимость в экспериментальном исследовании природы, с особой силой выдвинутая развитием производительных сил нарождающегося капиталистического общества, привела к разработке классической индуктивной логики и критике традиционной дедукции. По мере того как все более очевидными становились недостатки классической индукции Бэкона и Милля, начинается новый поворот к дедукции в форме гипотетико-дедуктивного метода. Но такое противопоставление дедукции индукции, как и ограничение способов рассуждения этими двумя формами умозаключений, не соответствует действительной практике научного исследования. Ученый пользуется всеми доступными способами рассуждений и мобилизует все свои психические способности и навыки для обнаружения истины. Поэтому методология науки должна рассматривать способы и приемы познания в их диалектическом взаимодействии. Это, конечно, не исключает специального изучения отдельных методов рассуждения и тех вспомогательных эвристических средств, которые облегчают поиски истины.
При построении гипотез чаще всего обращаются к таким логическим и эвристическим приемам исследования, как индукция и статистика, аналогия и интуиция, дедукция и конструкция. Не претендуя на исчерпывающее изложение этих вопросов, которые составляют предмет особого исследования, рассмотрим кратко наиболее существенные с интересующей нас точки зрения особенности этих методов.
4.5.4. Индуктивные и статистические методы
Всякое обобщение эмпирического материала, по крайней мере на предварительной стадии исследования, предполагает Использование методов индукции. Часто эти методы представляются настолько простыми и привычными, что ученый может и не задумываться над ними. Действительно, чтобы прийти к некоторому обобщению, необходимо располагать определенным числом примеров, или частных случаев, которые подтверждают выдвинутое обобщение. Очевидно, что, чем больше будет найдено подтверждающих случаев обобщения, тем вероятнее будет само обобщение. Здесь мы встречаемся с типичным примером индукции через простое перечисление. Однако правдоподобность обобщения зависит не столько от простого числа случаев, сколько от того, как различаются эти случаи друг от друга. Если один случай не отличается от другого или отличается весьма незначительно, то он мало что прибавляет в обобщение. Наоборот, чем разнообразнее случаи обобщения, тем вероятнее само обобщение. Эта идея, как известно, лежит в основе элиминативной индукции, согласно которой правильная индуктивная гипотеза получается путем элиминации, или исключения, конкурирующих обобщений.
В истории логики элиминативная индукция нередко противопоставлялась энумеративной как более надежный способ построения эмпирических гипотез. Начиная с Ф. Бэкона многие философы подчеркивали, что простое накопление случаев не может повысить надежность обобщения. Поэтому следует анализировать случаи, которые как можно больше отличаются друг от друга, поскольку именно разнообразные случаи могут помочь в исключении конкурирующих гипотез. С этой точки зрения индукция, как справедливо замечает С.Ф. Баркер, выступает как борьба, в которой выживают более подходящие гипотезы. Действительно, данное обобщение будет тем лучше подтверждаться свидетельствами, чем конкурирующее с ним обобщение опровергаться ими. Но такое противопоставление элиминативной индукции энумеративной вряд ли оправдано. В действительной практике научного исследования не ограничиваются простым накоплением фактов или случаев, а по возможности стремятся разнообразить их. И все же количество исследованных случаев отнюдь не безразлично для определения вероятности гипотезы. Об этом свидетельствуют, в частности, статистические и вероятностные методы исследования.
В свое время Д.С. Милль поставил такой вопрос, почему иногда достаточно нескольких случаев подтверждения гипотезы, чтобы поверить в нее, в то время как тысячи других случаев не увеличивают ее вероятности?
Чтобы ответить на него, мы в общих чертах рассмотрим, как происходит отбор таких случаев в статистике. Поскольку гипотезы обычно относятся к весьма обширным или даже бесконечным множествам случаев, то необходимо так выбрать эти случаи, чтобы они давали верное представление обо всем классе случаев. Полную совокупность объектов или случаев, на которую распространяется обобщение или гипотеза, в статистике принято называть популяцией. Часть популяции, которая в качестве образца выделяется для специального исследования, представляет выборку. Чтобы выборка давала правильное представление о всей популяции, или была репрезентативной, следует выполнить ряд требований, важнейшим из которых является условие рандомнизации.
Это значит, что каждый элемент популяции с одинаковой вероятностью может стать элементом выборки. Если выборка будет репрезентативной, то распределение свойств в ней будет приблизительно такое же, как и в популяции. Так, по горсти зерна, взятой из мешка, мы можем судить о качестве зерна во всем мешке. В этом, как и в других случаях, мы исходим из существования некоторой однородности, или гомогенности, элементов популяции. Именно поэтому исследование небольшого числа ее элементов, представляющих выборку, достаточно для того, чтобы судить о всей популяции. Таким образом, число случаев подтверждения гипотезы играет важную роль только тогда, когда еще не выявлена их однородность в каком-либо существенном отношении. Другой важный момент, который следует учитывать при оценке вероятности гипотез, связан с возможностью их дедуктивной разработки.
4.5.5. Дедукция и конструкция гипотез
Как уже отмечалось, степень подтверждения отдельных, изолированных гипотез намного ниже тех гипотез, которые входят в некоторую гипотетико-дедуктивную систему. Индуктивные и статистические методы исследования в основном приспособлены для оценки степени вероятности отдельных эмпирических обобщений и гипотез. Когда наука или отдельная ее отрасль только что складывается или же еще не достигла той степени зрелости, при которой решающую роль приобретает построение теорий, тогда эти методы могут оказать значительную помощь при анализе и оценке отдельных утверждений, обобщений и гипотез.
В развитых же науках, где преобладают системы теорий, изолированные гипотезы встречаются крайне редко. Обычно любую такую гипотезу стремятся включить в состав некоторой теории. В результате этого она либо оказывается логическим следствием других гипотез, либо сама служит исходной посылкой для дальнейших выводов.
Гипотезы, получаемые с помощью дедукции из других логически более сильных гипотез или посылок теории, оказываются лучше обоснованными и с рациональной и с эмпирической точек зрения, хотя они могут быть известными и до их дедуктивного вывода. Так, например, принципы или гипотезы термодинамики были сформулированы задолго до создания классической статистической механики, из которой они впоследствии были логически выведены и тем самым теоретически объяснены. В еще большей мере это относится к эмпирическим гипотезам или законам, которые хотя и обобщают и описывают факты, но сами могут быть поняты только на основе более широких теоретических гипотез и законов. Так, все эмпирически найденные зависимости между физическими свойствами газов (давлением, объемом и температурой, которые известны в физике как законы Бойля, Гей-Люссака и Шарля) получили свое объяснение только после создания кинетической теории газов.
Основное значение для развития науки имеют, несомненно, те гипотезы, которые сами служат посылками для дальнейших дедукций. Такие гипотезы не могут быть найдены ни индуктивно, ни дедуктивно, хотя оба эти метода играют известную роль в процессе поиска и проверки гипотезы. Поскольку, однако, любая гипотеза, претендующая на то, чтобы стать посылкой теории, должна войти в общую концептуальную схему этой теории, то ее построение неизбежно связано с использованием более глубоких и широких концептуальных средств: понятий, идей и методов. В процессе исследования ученый отталкивается от предшествующего теоретического знания и известных эмпирических данных. Выдвигая новые гипотезы, он стремится объяснить с их помощью все ранее найденные частные результаты и обобщения. Такое объяснение предполагает создание более широкой системы понятий и утверждений, чем прежняя. Как правильно подчеркивает Н. Р. Хэнсон, целью ученого является создание концептуальной схемы, в терминах которой могут быть поняты имеющиеся данные.
Закладывая основы своей механики, Ньютон не ограничился выдвижением более сильных по сравнению с его предшественниками гипотез. Он перестроил всю концептуальную схему механики, ввел и уточнил ряд понятий, разработал новый метод получения математических следствий в форме так называемого исчисления флюксий (анализа бесконечно малых). Только благодаря этому ему удалось получить в качестве следствий из исходных посылок своей теории ранее найденные законы Кеплера, закон свободного падения и многие другие результаты, которые до него казались не связанными друг с другом.
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.