Гипотеза как форма научного познания

В самом широком смысле слова под гипотезой понимают всякое предположение, догадку или предсказание, основывающиеся либо на предшествующем знании, либо на новых фактах, но чаще всего — на том и другом одновременно.

В опытных науках гипотеза обязательно должна опираться на новые факты, на всё предшествующее теоретическое знание, в котором аккумулируется прежний эмпирический опыт. Гипотеза не просто регистрирует и суммирует известные старые и новые факты, а пытается дать им объяснение, в силу чего се содержание значительно богаче тех данных, на которые она опирается.

Иногда гипотезой называют «любую попытку описать действительность в словах», причем отдельная гипотеза рассматривается в этом случае как «наименьшая из единиц описания». С такой точкой зрения вряд ли можно согласиться. Не говоря уже о неопределенности «описания действительности в словах», она не делает различий не только между гипотезой, законом и теорией, но даже между фактами, на которых строится сама гипотеза.

Доля истины здесь заключается в том, что в опытных науках гипотеза действительно служит той первоначальной ступенью знания, на основе которой впоследствии возникают законы, а затем целые теории.

Чтобы получить более полное представление о гипотезе как особой форме научного познания, необходимо рассмотреть ее гносеологические особенности и логическое строение.

4.1.1. Логическая структура гипотезы.

Любая гипотеза, как уже отмечалось, строится на основе определенных фактов или знаний, которые называются ее посылками, данными или свидетельствами. Эти данные также представляют описание действительности, но их роль в познании существенно отлична от самой гипотезы: они в той или иной степени подтверждают гипотезу или, как мы покажем позже, делают ее более или менее вероятной.

С изменением данных меняется и степень подтверждения гипотезы. Новые наблюдения или специально поставленные опыты могут увеличить эту степень или даже совсем опровергнуть гипотезу. Поэтому нельзя говорить о подтверждении гипотезы, не указав тех фактов, на которые она опирается.

Между свидетельствами, или посылками, и самой гипотезой существует определенная логическая взаимосвязь, которую обычно называют логической, или индуктивной вероятностью. Чтобы лучше представить характер этой связи, полезно вспомнить хорошо известные дедуктивные умозаключения, в которых вывод следует из посылок с логической необходимостью. Иными словами, выводы таких умозаключений всегда имеют достоверный характер и поэтому могут рассматриваться отдельно от посылок. Некоторые современные ученые считают возможность отделения заключения от посылок важнейшей характерной чертой дедуктивных рассуждений. Во всех формах недедуктивных рассуждений посылки обеспечивают лишь ту или иную степень вероятности заключения. Поэтому такие рассуждения называются вероятностными, или правдоподобными. Поскольку степень вероятности таких рассуждений существенным образом зависит от посылок, то их заключения нельзя рассматривать отдельно от этих посылок.

С логической точки зрения любая гипотеза представляет форму недедуктивного рассуждения, поскольку ее данные обеспечивают лишь вероятность заключения. Иначе говоря, этих данных явно недостаточно, чтобы сделать достоверное заключение. Именно с такой ситуацией мы постоянно встречаемся в опытных науках.

Вероятность, которая характеризует отношение между посылками и гипотезой, существенно отличается от статистической, или частотной, вероятности. Под вероятностью гипотезы понимают степень подтверждения ее всеми, непосредственно относящимися к ней данными или свидетельствами. Если обозначить свидетельства гипотезы Н через Е, степень подтверждения — С, тогда любую гипотезу символически можно представить так: С(Н/Е)=р, где р представляет некоторое положительное число в сегменте 0<=p<=1. Отсюда видно, что степень подтверждения С, численно измеряемая с помощью р, зависит от точно фиксированных свидетельств Е гипотезы H. Поскольку вероятность гипотезы характеризует логическое отношение между посылками и самой гипотезой, то ее называют логической вероятностью.

В отличие от нее частная, или статистическая, вероятность описывает определенные объективные отношения в реальном мире, а именно: она представляет некоторое число пли фиксированное значение, к которому стремится (по вероятности) относительная частота массового случайного события при достаточно большом числе независимых испытаний.

Из физики, биологии и общественных паук известно, что существует множество массовых случайных явлений, обладающих устойчивой или почти постоянной частотой.

Статистическое понятие вероятности служит для количественной характеристики именно таких явлений. Вычислив относительную частоту, с которой появляется некоторое случайное событие при достаточно длительных наблюдениях, мы сможем убедиться, обладает ли оно устойчивой частотой. Статистическая вероятность, таким образом, находится опытным путем. Вот почему ее называют иногда также эмпирической вероятностью.

Вероятность гипотезы непосредственно выражает логическое отношение между высказываниями. Эти высказывания отображают определенные связи реального мира, но само отношение между ними имеет логический характер. Пользуясь терминологией символической логики, можно оказать, что в то время как статистическая вероятность представляет объектную интерпретацию, вероятность гипотезы является метавысказываннем, т.е. утверждением о свойствах высказываний, характеризующих непосредственно те или иные соотношения реальных объектов. Другими словами, логическая вероятность представляет высказывание более высокого уровня абстракции.

И статистическая и логическая вероятности характеризуют меру возможности событий или высказываний (о событиях). Поэтому они охватываются категорией вероятности. Следует также иметь в виду, что формальная, или математическая, структура обоих типов вероятностей является в принципе одинаковой, хотя здесь и существуют некоторые несущественные различия.

Использование хорошо разработанного математического аппарата исчисления вероятностей дает возможность применять точные методы для исследования индуктивных и гипотетических умозаключений.

С теоретико-познавательной точки зрения различие между гипотезой и ее эмпирическими данными, или свидетельствами, проявляется в том, что данные относятся к строго фиксированным, конкретным фактам, наличие которых может быть засвидетельствовано объективными средствами исследований. В зарубежной литературе эти данные часто называют наблюдаемыми фактами. В отличие от этого гипотеза относится к свойствам или характеристикам, которые либо до сих пор не наблюдались, либо вообще не наблюдаемы. Так, Марио Бунте в своей работе «Научное исследование» называет гипотезу «фактуальной, если и только если: (1) она непосредственно или косвенно относится к фактам, которые еще не наблюдались или не наблюдаемы в принципе, и (2) она корректируется с точки зрения нового знания».

Хотя такое противопоставление не во всем правильно, оно подчеркивает важный признак гипотезы. Данные, на которых она основывается, должны быть не только наблюдаемыми и известными, но и достаточно надежными, а в эмпирических науках не выходить за рамки опыта и наблюдения. Гипотеза же создается для того, чтобы объяснить факты уже известные и предсказать еще неизвестные.

Естественно поэтому, что по своему объему она должна быть шире имеющихся фактов, а по содержанию — глубже эмпирического знания, на которых строится.

Это различие проявляется в самой логической форме тех высказываний, с помощью которых формулируются гипотеза и ее данные. Хорошо известно, что начиная с Аристотеля отличительный признак науки видели в том, что она имеет дело с общими, универсальными суждениями, тогда как эмпирические сведения выражаются с помощью частных и единичных утверждений. Отсюда легко может возникнуть искушение считать все научные гипотезы универсальными суждениями.

Однако такой взгляд не согласуется с реальным положением дел в самой науке, в особенности современной, где наряду с гипотезами универсального характера все чаще встречаются статистические гипотезы. В этих гипотезах формулируются некоторые предположения о корреляциях, тенденциях роста или же средних значениях исследуемых свойств и отношений.

Гипотезы универсального характера свойственны науке на более высокой ступени развития, когда имеются основания предполагать, что исследуемая закономерность относится ко всем без исключения случаям. Однако, прежде чем придти к такому выводу, необходимо изучить множество частных случаев и сформулировать целый ряд гипотез частного характера. Среди них особого внимания заслуживает статистическая гипотеза, которая выражает анализируемые зависимости точным, количественным способом и поэтому представляет наиболее важный вид гипотез неуниверсального характера.

В логической структуре различие между гипотезами универсального и частного характера проявляется в использовании различных кванторов. Для универсальной гипотезы в логике применяется квантор всеобщности, или универсальности, а для частной — квантор существования, или экзистенциальный квантор. Именно поэтому в зарубежной литературе по методологии науки все частные гипотезы называются экзистенциальными.

Наиболее распространенной формой выражения связи между гипотезой и ее данными в современной логике считается условное высказывание, т.е. предложение вида: «Если А, тогда В», — в котором ясно указывается, при каких обстоятельствах имеет место гипотеза. Однако гипотеза может быть сформулирована и в виде утвердительного предложения (например, «Существует жизнь на других планетах»). Поэтому грамматическая форма хотя и облегчает формулировку гипотезы, но не играет столь важной роли при её определении.

4.1.2. Характер посылок гипотезы.

Рассмотрим логическую форму тех высказываний, которые представляют посылки гипотезы. Эти высказывания не могут быть такими же универсальными по характеру или просто более общими, чем сама гипотеза. Как уже отмечалось, посылки гипотезы должны служить в качестве ее подтверждения и, следовательно, допускать эмпирическую проверку.

Высказывания же универсального характера никогда не могут быть окончательно подтверждены с помощью любого опыта, так как на опыте мы можем проверить лишь конечное число случаев. Между тем высказывание универсальной формы относится ко всем потенциально возможным случаям вообще. Естественно поэтому, если мы хотим, чтобы гипотезы можно было проверять на опыте, то в качестве их посылок следует брать высказывания частного или даже единичного характера. Что касается самой природы высказываний, служащих посылками гипотезы, то здесь можно выявить две противоположные точки зрения. Сторонники первой утверждают, что данными, на которые опирается гипотеза, должны быть суждения о непосредственных чувственных восприятиях, ибо только они представляют достоверное знание. Все суждения о предметах внешнего мира частично проблематичны и поэтому имеют лишь вероятностный характер.

Гипотеза должна основываться на вполне надежном знании, которым, по мнению сторонников этой точки зрения, обладает лишь непосредственное чувственное восприятие. Противники подобной точки зрения справедливо указывают, что наука не может основываться только на непосредственных восприятиях. Результаты науки имеют всеобщее и объективное значение. Поэтому посылки, на которых строится гипотеза, должны быть высказываниями о конкретных процессах и явлениях внешнего мира. Хотя эти высказывания и не являются абсолютно достоверными, но они достаточно надежны для того, чтобы строить на них все наше теоретическое знание. Так же, как и гипотеза, сами данные, на которые она опирается, с развитием науки и практики нуждаются в исправлении и уточнении. В этом плане разница между ними имеет относительный характер, так как нередко приходится использовать в качестве посылок также гипотетические утверждения. Однако такие утверждения, как правило, стоят ближе к реальности и в большей степени подтверждаются фактами. Поиски каких-то абсолютно достоверных оснований для гипотез представляют бесплодное занятие.

Подробно анализируя эти точки зрения, американский философ С.Ф. Баркер справедливо отмечает недостатки первой из них, тем не менее он считает их не исключающими, а дополняющими друг друга. Основание для этого он видит в том, что обе точки зрения представляют идеализацию реального процесса использования гипотез в науке, причем в первом случае эта идеализация значительно сильнее, чем во втором. По его мнению, те, кто признает, что посылками гипотез должны служить результаты (Непосредственного чувственного восприятия (sense data), способны провести точное различие между гипотезой и ее эмпирическими данными и тем самым избежать ряда философских затруднений. Они не интересуются практическим приложением своей идеализированной схемы к реальной практике научных рассуждений, а стремятся выявить те конечные предпосылки, на которых можно было бы обосновывать гипотезы. Такое противопоставление теории практике, то меньшей мере, странно.

Наука всегда стремится к тому, чтобы ее абстракции и идеализации в конечном итоге точнее и адекватнее отражали действительность. Однако представление о том, что гипотеза, а следовательно, и все теоретическое знание должны опираться только на непосредственные данные чувств, да еще истолковываемые в субъективноидеалистическом духе, находится в явном противоречии с действительной практикой науки. B методологии науки на подобных позициях стоят сторонники современного позитивизма. Правда, последние нередко на словах отрицают правомерность деления философов на два противоположных лагеря, считая основной философский вопрос псевдопроблемой. В действительности же они продолжают старую линию субъективного идеализма, пытаясь обосновать все теоретическое знание на данных непосредственного чувственного опыта, «протокольных» или «эмпирически проверяемых предложениях». Такая попытка не увенчалась, да и не могла увенчаться успехом, поскольку она противоречит всей действительной практике развития науки. Вот почему многие из неопозитивистов вынуждены были отказаться от этих принципов, которые они с таким шумом провозгласили в 30-е годы, претендуя на роль единственно верной философии науки.

Этапы формирования гипотезы. Гипотеза как форма развития научного знания проходит определенные этапы формирования, которые характеризуются степенью её подтверждения конкретными эмпирическими фактами и глубиной теоретического обоснования. Если взглянуть па гипотезу именно под этим углом зрения, то в ее формировании можно выделить следующие этапы, которые нередко рассматриваются в качестве самостоятельных типов гипотез.

(1) Первоначально всякое предположение выступает в форме догадки. Обычно эта догадка так или иначе связывается с конкретными фактами, опытом или эмпирическими данными, которые и приводят чаще всего к догадке. Как правило, для догадки не хватает достаточного количества данных или же имеющиеся данные вызывают сомнение и требуют дальнейшего анализа. В еще большей степени догадка требует обоснования теоретическим знанием. Поскольку всякая гипотеза зависит как от количества и разнообразия фактов, так и от степени обоснования ее теоретическим знанием, то различают гипотезы эмпирически правдоподобные и теоретически правдоподобные.

(2) Эмпирические гипотезы обычно подтверждаются фактами, результатами наблюдений или экспериментов в какой-либо сравнительно небольшой области исследования.

Однако таким гипотезам часто не хватает теоретического обоснования, а самое главное — они представляют отдельные, изолированные предположения. Поскольку они не объединены в нечто целое, не говоря уже о системе, подтверждение одной гипотезы не влияет на подтверждение других гипотез. Обычно эмпирическая стадия исследования начинается именно с такого рода обособленных гипотез, в которых ученые пытаются осмыслить быстро растущую информацию об опытных данных.

(3) Теоретически правдоподобные гипотезы в отличие от эмпирических основываются на тех или иных теоретических принципах, идеях и законах или на других, более надежных и проверенных гипотезах. Нередко они представляют логическое следствие определенных принципов, законов и гипотез. Однако они недостаточно обосновываются фактами, опытными данными, поэтому и остаются теоретическими предположениями. Ярким примером такой теоретической гипотезы было предсказание радиоволн, сделанное английским физиком Дж. К. Максвеллом. Существование таких волн впоследствии было экспериментально доказано немецким физиком Г. Герцем.

(4) На теоретической стадии исследования обычно имеют дело не только с эмпирически хорошо подтвержденными, но и теоретически обоснованными гипотезами. В наиболее развитых науках (в астрономии, физике, химии и других) всякую вновь выдвигаемую гипотезу стремятся связать с имеющимися гипотезами, законами и принципами, а также твердо установленными экспериментальными фактами. Это гарантирует науку от случайных, скороспелых обобщений, непродуманных предположений, способствует корректировке имеющихся гипотез.

В результате этого нередко приходят к надежно подтвержденным гипотезам, которые считаются практически достоверными истинами. К их числу относятся законы и принципы опытных наук. Совокупность гипотез различной общности и вероятности вместе с установленными законами образует уже теоретическую систему, научную теорию. Конечно, перечисленными элементами не исчерпывается создание теории, но здесь важно подчеркнуть направление процесса: из первоначальных, довольно разрозненных и изолированных догадок, эмпирических обобщений и гипотез при их постепенном обосновании и опытной проверке возникает систематическое и падежное знание — законы и научные теории.