Гипотетико-дедуктивная схема развития научного познания.

Если некоторое утверждение, т. е.

(на начальном этапе) гипотеза, является непосредственно проверяемым, то вопрос о его истинности или

ложности, естественно, и решается непосредствен­но путем проведения проверочного наблюдения или

эксперимента, в схеме построения которых представлено наше проверяемое утверждение. Если же оно не является

непосредственно проверяемым, то для того, чтобы решить такой вопрос, мы прибегаем к проверке его

непосредственно проверяемых следствий, выводимых, дедуцируемых из нашего гипотетического утверждения. Это и

есть основная идея гипотетико-дедуктивной схемы развития научного знания, согласно которой познание состоит

в выдвижении определенных гипотез и по­следующей проверке следствий из них, т. е. положений, которые из них

логически вытекают и являются непосредственно проверяемыми утверждениями. Вывод

не обязательно может быть чисто логической процедурой, наподобие, скажем, какого-то силлогистического

умозаключения: например, решение системы уравнений какого-либо типа, составленных на основе на­шей

проверяемой гипотезы, тоже будет выводом.

Следует обратить внимание на то, что совсем необязательно следствие из проверяемой гипотезы, полученное «на

первом же шаге» дедукции (логический вывод, решение системы уравнений и т. д.), окажется непосредственно

проверяемым утверждением. Так что может понадобиться проделать некоторое количество преобразований, прежде чем мы получим непосредственно проверяемые утверж­дения. Как правило, мы имеем дело именно с

гипотезами, которые являются утверждениями, недоступными непосредственной провер­ке. Далее, как правило,

нередко мы имеем дело не с отдельной гипо­тезой, а с некоторой совокупностью гипотез.

Итак, организация исследования предполагает различение гипо­тез различного уровня с точки зрения их

«приближения» к уров­ню, где располагаются непосредственно проверяемые утверждения, и представление их в

виде некоторой системы. Связи между уровня­ми логические, дедуктивные (отсюда и «вторая половина» названия

схемы). Гипотезы более низкого уровня являются логическими след­ствиями из гипотез более высокого уровня и

некоторых других по­ложений или утверждений, вопрос об истинности которых так или иначе уже выяснен

(принятые в настоящее время теоретические по­ложения; факты, установленные в опыте; некоторые другие

релевант­ные, т. е. касающиеся той же предметной области, что и проверяемая гапотеза, теоретические

положения). Заметим также, что и в исполь­зуемых приборах тоже представлены — будучи материализованны­ми —

теоретические положения. Так что гипотезы нижележащего уровня являются следствиями не только из проверяемой

гипотезы или из гипотезы вышележащего уровня, а из целого комплекса поло­жений: теоретических положений и

описаний фактов, использован­ных на всех предыдущих этапах дедукции. А те непосредственно проверяемые

утверждения, которые мы получаем на заключитель­ном этапе дедукции, — следствия не только из проверяемой

гипо­тезы, а из целого комплекса положений: теоретических положений и описаний фактов, использованных на

всех предыдущих этапах де­дукции, плюс теоретические положения, материализованные в ис­пользуемых в опыте

приборах.

В зависимости от того, соответствуют названные непосредствен­но проверяемые утверждения результатам опыта

или нет, «обратное движение» от результатов опыта может идти двумя путями. Если со­ответствия нет, а

повторные проверки имеют такой же результат, то наша гипотеза «отодвигается в сторону» на неопределенное

время. Если же имеет место соответствие, то положение предшествующего этапа, по-видимому, следует считать

подкрепленный, т. е. выдержав­шим опытную проверку. А это — основание считать, что и положение еще более

раннего этапа дедукции тоже является подкрепленным. И так далее — до уровня самой проверяемой гипотезы. Она

считает­ся подкрепленной.

В качестве примера применения описанного гипотетико-дедук-тивного подхода можно взять связываемую с именем

Галилея про­верку учения о движении, сформулированного Аристотелем. Со­гласно этому учению, чем тело

тяжелее, тем скорость его падения больше. По преданию, Галилей логически вывел из этого «закона» два

утверждения, касающиеся того, как должна вести себя система, полученная скреплением двух тел, — тяжелого и

легкого. Согласно первому, сложная система, будучи более тяжелой, чем вес исходного тяжелого тела, должна

иметь скорость, большую, чем скорость этого тела. С другой стороны, согласно второму утверждению, легкое

тело должно замедлять движение тяжелого, и, следовательно, полученная система тел должна иметь скорость,

меньшую, чем скорость одного тяжелого тела. Устранить противоречие можно с помощью пред­положения о том, что

все тела падают с одинаковой скоростью. Для его проверки — а оно, очевидно, является непосредственно

прове­ряемым — был проведен опыт. Со знаменитой (может быть, в пер­вую очередь, из-за ее наклона) Пизанской

башни (высота 60 м) одновременно сбрасывались пушечное ядро (80 кг) и мушкетная пуля (200 г). Оказалось, что

оба тела достигли поверхности Земли одновременно.

Охарактеризуем некоторые принципиальные черты гипотетико-дедуктивпого метода. Для объяснения какой-то

совокупности опыт­ных данных выдвигается гипотеза, представляющая утверждение (или совокупность

предположений). Подчеркнем, что гипотеза осно­вывается на данных опыта, а не просто произвольно

«выдумывает­ся». Однако это не означает, что она является логическим следствием из опытных данных: в ней

присутствует и нечто такое, чего в исход­ных данных нет; хотя, конечно же, она им и не противоречит. Точнее

говоря, гипотеза является такой, что описания опытных данных вы­водятся из нее, т. е. объясняются

посредством нее.

Гипотеза подвергается проверке в соответствии с той процеду­рой, которая была описана выше. При этом мы не

можем ограни­читься только проверкой правильности, т. е. соответствия опыту описаний тех фактов, которые

были использованы при построении гипотезы: ведь так мы только проверим отсутствие ошибок в самом построении

гипотезы! Проверка состоит в выведении описаний таких фактов, которые в построении гипотезы не

использовались, и в сопоставлении этих фактов с результатами опыта или же посред­ством сопоставления их с

научными утверждениями, которые уже

проверены. Если оказалось так, что гипотеза является непосредст­венно проверяемым утверждением, то

производится соответствую­щее наблюдение или эксперимент. Гипотетико-дедуктивный под­ход как таковой в этом

случае, очевидно, не нужен. Он используется в том случае, когда гипотеза не является непосредственно

прове­ряемой (конечно же, требуется, чтобы она была проверяемой). Мы, как уже говорилось ранее, осуществляем

вывод непосредственно проверяемых следствий из данной гипотезы и подвергаем их про­верке.

Нередко бывает так, что гипотеза является сложным утвержде­нием — конъюнкцией нескольких простых

утверждений. Так что не­обходимо уточнение, какой именно конъюнкт или конъюнкты, т. е. компонент или

компоненты указанной системы, являются ложными. Так что опровержение следствия, вообще говоря, не является

непре­менно основанием для отказа от гипотезы — оно является побужде­нием к ее дальнейшему исследованию и

разработке. Собственно, и вы­движение гипотезы происходило в таких же условиях: существующее теоретическое

знание не позволяло объяснить новые установленные факты. Несколько полемически заостряя оценку такого рода

обстоя­тельств, М. Планк писал: «Для настоящего теоретика ничто не мо­жет быть интереснее, чем такой факт,

который находится в прямом противоречии с общепризнанной теорией: ведь здесь, собственно, и начинается его

работа»^1. Если непосредственно проверяемое след­ствие, извлеченное из гипотезы, выдержало проверку, то

такая гипо­теза сохраняется для ее использования в исследовательской работе, что и становится ее дальнейшей

проверкой.

В заключение обратим внимание на принципиальное значение правильной интерпретации результатов серии

проверок. Еще в сере­дине XVIII в. английский ученый Томас Байес предложил удобную формулу, носящую теперь

его имя. В соответствии с формулой Бай-еса, при оценке степени подкрепления гипотезы решающее значение имеет

разность между числом исходов проверок «в пользу гипо­тезы» и числом исходов «против нее» на каждом этапе из

серии испытаний. Та степень подкрепления, которую мы имеем в начале каждой данной проверки из всей серии

проверок (она называется «априорной»), может возрасти или же уменьшиться после ее про­ведения (эту величину

называют «апостериорной», и она служит

«априорной» для следующей проверки). Распространенное заблуж­дение — определение степени подкрепления

гипотезы просто на основании соотнесения всего суммарного, т. е. во всей серии, коли­чества исходов «в

пользу гипотезы» и всего суммарного количества «против нее»^1.

Структура и способы построения научной теории; гипотетико-дедуктивная схема развития научного познания.

Уч. «Философия» под редакцией Караваева Э.Ф. и Шилкова Ю.М.

К идее гипотетико-дедуктивного метода мы приходим след. образом. Если некоторое утверждение является

непосредственно проверяемым, то вопрос о его истинности или ложности, естественно, решается посредством

наблюдения или эксперимента. Если же оно не является непосредственно проверяемым, то чтобы решить такой

вопрос мы прибегаем к проверке его непосредственно проверяемых следствий. Это и есть основная идея

гипотетико-дедуктивного метода развития научного знания, согласно которому познание состоит в выдвижении

определенных гипотез и последующей проверке тех следствий, которые из них логически вытекают и являются

непосредственно проверяемыми утверждениями.

Как правило, мы имеем дело именно с гипотезами, которые являются утверждениями, не доступными

непосредственной проверке. И, чаще всего, мы имеем дело не с отдельной гипотезой, а с некоторой

совокупностью гипотез. Исследование предполагает различение гипотез разного уровня, с точки зрения их

«приближения» к уровню, где располагаются непосредственно проверяемые утверждения, и представление их в виде

некоторой системы. Связи между уровнями — логические, дедуктивные. Гипотезы более низкого уровня являются

логическими следствиями из гипотез более высокого уровня и некоторых других положений или утверждений,

вопрос об истинности которых уже выяснен. Гипотезы нижележащего уровня — это непосредственно проверяемые

утверждения. В зависимости от того, соответствуют они или не соответствуют опытным данным, они сохраняются

или отвергаются. Проверяя гипотезы таким образом, мы переходим от гипотез нижележащих уровней к вышележащим

уровням.

Примером применения описанного подхода могут быть действия Галилея по проверке учения о движении,

сформулированного Аристотелем. Согласно этому учению, чем тело тяжелее, тем скорость его падения больше.

Галилей логически вывел из этого два утверждения, касающиеся того, как должна вести себя система, полученная

скреплением двух тел: тяжелого и легкого. В соответствии с первым, легкое тело должно замедлять движение

тяжелого, и, следовательно, полученная система тел должна иметь скорость, меньшую, чем скорость одного

тяжелого тела. Однако согласно второму утверждению сложная система, будучи более тяжелой, чем вес исходного

тела, должна иметь скорость,

большую, чем скорость этого тела. Устранить противоречие можно с помощью предположения о том, что все тела

падают с одинаковой скоростью. Для его проверки ГАЛИЛЕЕМ был проведен опыт. С высоты 60 м одновременно

сбрасывались пушечное ядро (80 кг) и мушкетная пуля (200 г). Оказалось, что предположение Галилея

подтвердилось: оба тела достигли поверхности Земли одновременно.

Охарактеризуем общие черты гипотетико-дедуктивного метода. Для выяснения совокупности опытных данных

выдвигается гипотеза, представляющая утверждение (или совокупность предположений). Гипотеза подлежит

проверке (отметим, что она не является логическим следствием из опытных данных, хотя им и не противоречит, и

не потому, что не связана с ними содержательно, а потому, что в ее содержании присутствует нечто такое, чего

в исходных данных нет). Гипотеза проверяется непосредственно на опыте или же посредством сопоставления ее с

научными утверждениями, которые уже проверены. Если оказалось так, что гипотеза является непосредственно

проверяемым утверждением, то производится соответствующее наблюдение или эксперимент. Гипотетико-дедуктивный

метод как таковой в этом случае, очевидно, не нужен. Он используется в том случае, когда гипотеза не

является непосредственно проверяемой (конечно же, требуется, чтобы она была проверяемой).

Мы как уже говорилось выше, выводим непосредственно проверяемые следствия из данной гипотезы и подвергаем их

проверке.

Если непосредственно проверяемое следствие из гипотезы при проверке оказалось опровергнутым, то это

означает, что данная гипотеза ложна. Если гипотеза не является соединением (конъюнкцией) двух или нескольких

утверждений, то на этом проверка заканчивается: гипотеза опровергнута. Однако так бывает редко, потому что,

как уже отмечалось, гипотеза обычно является некоторой системой утверждений. Так что необходимо уточнение,

какой именно конъюнкт или конъюнкты, т.е. компонент или компоненты этой системы, являются ложными. Таким

образом, опровержение следствия не является непременно основанием для отказа от гипотезы: оно является

побуждением к ее дальнейшему исследованию и разработке. Собственно, и выдвижение гипотезы происходило в

таких же условиях: существующее теоретическое знание не позволяло объяснить новые установленные факты.

Несколько полемически заостряя этот вопрос, М. Планк писал: «Для настоящего теоретика ничто не может быть

интереснее, чем такой факт, который находится в прямом противоречии с общепризнанной теорией: ведь здесь,

собственно, и начинается его работа». Если непосредственно проверяемое следствие, извлеченное из гипотезы,

выдержало проверку, то такая гипотеза сохраняется для дальнейших проверок.

Добавлено: 2009-03-19

Гипотетико-дедуктивная схема развития научного познания

Долгое время в логико-методологической литературе доминировало представление о теории как

гипотетико-дедуктивной системе. Структура теории рассматривалась по аналогии со структурой формализованной

математической теории и изображалась как иерархическая система высказываний, где из базисных утверждений

верхних ярусов строго логически выводятся высказывания нижних ярусов вплоть до высказываний, непосредственно

сравнимых с опытными фактами. Правда, затем эта версия была смягчена и несколько модифицирована, поскольку

выяснилось, что в процессе вывода приходится уточнять некоторые положения теории, вводить в нее

дополнительные допущения.

Гипотетико – дедуктивный метод построения теорий наиболее подходит для наук, основанных на опыте. Исходные

положения теории в этом случае формулируются не как аксиомы, а как гипотезы. В ходе разработки теории к ним

могут добавляться новые гипотезы и новые понятия, их дополняющие и уточняющие. В результате в теории

образуется иерархическая система гипотез различного уровня общности. Из них дедуктивным путем извлекаются

выводы, которые подлежат проверке опытом. Чем больше опыт подтверждает эти выводы, тем более достоверными

считаются лежащие в их основе гипотезы и, следовательно, вся теория в целом.

При гипотетико-дедуктивном построении теории она формулируется как система гипотез, из которых выводятся

эмпирически проверяемые следствия.

Научные гипотезы и теории должны удовлетворять ряду методологических требований:

1) Логическая непротиворечивость

2) Принципиальная проверяемость. Из гипотезы (теории) должны вытекать следствия доступные опытной проверке.

3) Фальсифицируемость – принципиальная возможность опровержения. (впервые обратил внимание К. Поппер в

1930-х) Если любые опытные данные способны только подтверждать гипотезу и не может быть никаких способов ее

опровергнуть, то она неинформативна (“Либо дождик, либо снег, либо будет, либо нет”)

4) Предсказательная сила. Гипотеза (теория) должна не только объяснять факты, для объяснения которых она

создана, но и предсказывать новые. Гипотезы, специально придумываемые для объяснения какого-то явления и не

предполагающие никаких следствий, - гипотезы ad hoc (лат. “к этому”), они не допускают независимой отданного

явления проверки и не приносят никакого достоверного знания.

5) Максимальная простота. – способность гипотезы (теории) исходя из сравнительно немногих оснований и не

прибегая к произвольным допущениям ad hoc объяснить наивозможно широкий круг явлений.

6) Преемственность. Новые гипотезы, идеи, теории должны вырастать из предшествующего научного знания, быть

его дальнейшим развитием и продолжением. Старое знание в них не отбрасывается, а используется для построения

нового. Из новых идей, конкурирующих друг с другом, предпочтительнее та (при прочих равных условиях),

которая “наименее агрессивна” по отношению к предшествующему знанию, т.е. в наибольшей степени сохраняет

его. (принцип соответствия в физике (Бор) - новая теория включает в себя старую как свой частный или

предельный случай – геом. и волновая оптика, классическая и квантовая механика и т.д.)

Так как всякая математическая теория сама является дедуктивно построенной логической системой, то она

представляет собою готовое средство для получения дедуктивных выводов. Но необходимо в каждом конкретном

случае устанавливать соответствие между понятиями математической теории и изучаемыми в науках объектами, т.е

их описание должно быть переведено на математический язык.

Начинается путь математизации научно-теоретического знания с квантификации – выяснения простейших

количественных параметров и их соотношений. Дальнейшее развитие мат. аппарата научной теории опирается на

нахождение подходящих форм функциональной или статистической зависимости, способных служить идеализированным

выражением связи между параметрами. На этой основе создается математическая схема изучаемых явлений или

математическая модель. Она может выражаться в виде системы функций, уравнений, геометрических фигур,

графиков, и т.д.

Математическое моделирование – это построение теоретических моделей на языке математики.

Математические модели позволяют теоретически исследовать не только количественную сторону явлений, но и

многие их качественные, структурные и другие свойства.

Большую эвристическую роль в теоретическом познании играет обращение к методу, который называют

математической гипотезой. Суть его состоит в том, что математический формализм (уравнение), описывающий одну

область явлений используется в качестве гипотетической математической схемы для описания другой области

явлений. При этом в формализм вносятся необходимые изменения, его символы получают новую интерпретацию

(волновое уравнение Э.Шредингера в квантовой механике, описывающее поведение электрона в электрическом

поле.)