Гипотезы для логики

Сущность  гипотез.

Гипотеза - это научно обоснованное предположение о причинах или закономерных связях каких-либо явлений природы, общества и мышления.

Научно  обоснованные предположения (гипотезы) надо отличать от плодов беспочвенной фантазии в науке. И. П. Павлов в письме, обращенном к научной молодежи, предостерегал от выдвижения пустых гипотез. Он писал: “Никогда не пытайтесь прикрыть недостатки своих знаний хотя бы и самыми смелыми догадками и гипотезами. Как бы ни тешил ваш взор своими переливами этот мыльный пузырь - он неизбежно лопнет и ничего, кроме конфуза, у вас не останется”'.

Существуют  ложные гипотезы, например, до Коперника  была гипотеза о неподвижности Земли. Коперник писал о математиках того времени: “Действительно, если бы принятые ими гипотезы не были ложными, то, вне всякого сомнения, полученные из них следствия оправдались бы”.

Виды гипотез

В зависимости  от степени общности научные гипотезы можно разделить на общие, частные и единичные.

Общая гипотеза - это научно обоснованное предположение о законах и закономерностях природных и общественных явлений, а также закономерностях психической деятельности человека. Они выдвигаются для объяснения всего класса описываемых явлений, выведения закономерного характера их взаимосвязей во всякое время и в любом месте. Примеры общих гипотез: гипотеза Демокрита об атомистическом строении вещества, гипотеза Канта - Лапласа о происхождении небесных тел, гипотеза А. И. Опарина о возникновении жизни на Земле. Общая гипотеза после ее доказательства становится научной теорией.

Частная гипотеза - это научно обоснованное предположение о происхождении и закономерностях части объектов, выделенных из всего класса рассматриваемых объектов природы, общественной жизни или мышления. Примеры частных гипотез: гипотезы о происхождении вирусов, о причинах возникновения злокачественных опухолей, в том числе гипотеза об онкогенных РНК, содержащих вирусы, и др.

Единичная гипотеза - научно обоснованное предположение о происхождении и закономерностях единичных фактов, конкретных событий и явлений. Например, при рытье котлована для фундамента здания в Италии был обнаружен гроб с телом 8-летней девочки, забальзамированный труп которой сохранился полностью, хотя, по определению ученых, девочка была захоронена около 1800 лет назад. Сразу возникло несколько единичных гипотез: о времени захоронения, о принадлежности девочки к знатным людям, о причинах, способствующих сохранности ее тела, и др. Врач строит единичные гипотезы в ходе лечения какого-то конкретного больного, подбирая индивидуальные дозы нужного для него лекарства.

В ходе доказательства общей, частной или  единичной гипотезы исследователь или любой другой человек строит рабочие гипотезы, т. е. предположения, которые выдвигаются чаще всего в начале исследования и не ставят еще задачу выяснения причин или закономерностей исследуемого явления. И. П. Павлов часто менял свои рабочие гипотезы.

В начале этого раздела дано определение  гипотезы, рассмотрены виды гипотез (в том числе ложные). Пример ложной гипотезы можно найти в книге Стефана Цвейга “Подвиг Магеллана”. В 1519-1521 гг., обогнув Южную Америку, Магеллан открыл между ней и архипелагом Огненная Земля пролив, названный Магеллановым, и вышел из Атлантического океана в Тихий. Его экспедиция совершила первое кругосветное путешествие.

Обстоятельства  этой истории таковы, что Магеллан верил в существование пролива  благодаря географической карте, оказавшейся ошибочной, ибо на ней пролив был отмечен на сороковом градусе южной широты, а на самом деле он находился на пятьдесят втором.

Какова  же роль ложной гипотезы? Об этом Стефан Цвейг пишет так: “Заблуждение, в  которое он честно уверовал, - вот  что в конечном счете и составляло тайну Магеллана.

Не стоит презирать заблуждения. Из безрассуднейшего заблуждения, если гений коснется его, если случай будет руководить им, может произрасти величайшая истина. Сотнями, тысячами насчитываются во всех областях знаний великие открытия, возникшие из ложных гипотез. Никогда Колумб не отважился бы выйти в океан, не будь на свете карты Тосканелли, до абсурда неверно определившей контур земного шара и обманчиво твердившей ему, что он в кратчайший срок достигнет восточного побережья Индии. Никогда Магеллан не сумел бы уговорить монарха предоставить ему флотилию, если бы не верил с таким безрассудным упорством ошибочной карте. ...Только всем сердцем отдавшись преходящему заблуждению, он открыл непреходящую истину”. Магеллан выдвигает новую гипотезу: если этот пролив вообще существует, то он должен быть расположен южнее. И плавание продолжается на юг. “Все труднее, все медленнее становится плавание. Магеллан неуклонно держит курс вдоль берегов. Он обследует каждую, даже самую малую бухту и везде производит замеры глубин. Правда, таинственной карте, заманившей его в плавание и затем в пути его предавшей, он давно уже перестал верить... Когда 24 февраля флотилия снова приближается к какому-то необъятному широкому заливу... Магеллан опять посылает вперед небольшие суда... дабы установить, не здесь ли откроется проход к Молуккским островам. И опять - ничего! Опять только закрытая бухта. Так же тщетно обследуют они и два других залива...”

Автором подробно приведены эти места из книги С. Цвейга “Подвиг Магеллана” потому, что с их помощью можно решить целый ряд проблем, а именно: во-первых, проиллюстрировать, что собой представляет ложная гипотеза; во-вторых, показать суть логической ошибки, называемой “основное заблуждение”, т. е. ложность оснований (ошибочность карты); в-третьих, привести примеры на опровержение гипотез; в-четвертых, проиллюстрировать построение Магелланом новых гипотез, т.е. гипотез о возможном существовании пролива южнее сороковой широты, и последующее опровержение новых ложных гипотез.     

Как было отмечено автором, в ходе доказательств общих, частных или единичных гипотез люди строят рабочие гипотезы. В судебном расследовании выдвигаемые гипотезы называются версиями.

Построение  гипотез

Путь  построения и подтверждения гипотез проходит через несколько этапов. Разные авторы выделяют от 2 до 5 этапов, автором выделено 5. Эти этапы можно проиллюстрировать, например, ходом построения какой-то одной из гипотез о Тунгусском метеорите или примерами построения гипотез из школьного или вузовского курсов физики, химии, биологии, истории и др.

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

2-й этап: формулировка гипотезы (или гипотез), т.е. предположений, которые объясняют данные факты.

3-й этап: выведение из данной гипотезы всех вытекающих из нее следствий. 

4-й этап: сопоставление выведенных из гипотезы следствий с имеющимися наблюдениями, 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 противоречий с ранее известными законами науки.

Способы подтверждения гипотез

Выделяют следующие способы подтверждения гипотез:

1) обнаружение  предполагаемого объекта, явления  или свойства (это самый действенный способ);

2) выведение  следствий и их верификация  (это основной способ). В процессе верификации большая роль принадлежит различным экспериментам. Первый и второй способы — это прямые способы подтверждения гипотез;

3) косвенный способ превращения гипотезы в достоверное знание состоит в опровержении всех ложных гипотез, после чего заключают об истинности одного оставшегося предположения. При этом способе необходимо, во-первых, перечислить все возможные гипотезы и, во-вторых, надо опровергнуть все ложные гипотезы.

Опровержение гипотез осуществляется путем опровержения (фальсификации) следствий, вытекающих из данной гипотезы. Это может осуществляться тогда, когда, во-первых, не обнаруживаются все или многие из необходимых следствий или, во-вторых, обнаруживаются факты, противоречащие выведенным следствиям.

Структура опровержения гипотезы такова:

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

С1 и С2,, и С3,.... и Сn..

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

Причина Н не имела места.

Чем большее  число следствий отсутствует, тем  выше степень опровержения высказанной гипотезы.

Примеры гипотез.

Велика  роль гипотезы в познании. Законы и теории науки в свое время (до их подтверждения) прошли стадию гипотезы. Поэтому необходимо, излагая естественно-научные теории, показать и стадии, предшествовавшие доказательству теории, т. е. период становления гипотез. Надо показать, какой огромный труд вкладывали великие ученые как в процесс сбора научных фактов, так и в их систематизацию при построении и подтверждении научных гипотез.

Применительно к физике стоит рассказать о К. Э. Циолковском - основоположнике теории космических полетов. В 1903 г. он опубликовал свою замечательную работу “Исследование мировых пространств реактивными приборами”, которая, по словам академика С. П. Королева, определила его жизненный и научный путь. К. Э. Циолковский сформулировал гипотезу: “Центробежная сила уравновешивает тяжесть и сводит ее к нулю - таков путь к космическим полетам”. “Вычисления могли указать мне и те скорости, которые необходимы для освобождения от земной тяжести и достижения планет”, - пишет Циолковский. Итак, в качестве фактов здесь выступают вычисления. Циолковский отмечал: “Почти вся энергия Солнца пропадает в настоящее время бесполезно для человечества, ибо Земля получает в два (точнее, в 2,23) миллиарда раз меньше, чем испускает Солнце. Что странного в идее воспользоваться этой энергией! Что странного в мысли овладеть и окружающим земной шар беспредельным пространством...” Так писал К. Э. Циолковский в начале XX в. Сколько новых научных гипотез сформулировано здесь. Как велика и гениальна сила его научного предвидения. В связи с этим можно привести научные сведения об успехах нашей страны в освоении космоса, а также о гелиоэлектростанциях, которые, по предположению (т. е. по гипотезе) ученых, смогут конкурировать с тепловыми и атомными электростанциями.

Что касается физики можно отметить теорию естественной радиоактивности. Беккерель, Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри награждены в 1903 г. за открытие радиоактивности (естественных радиоактивных элементов полония и радия) Нобелевской премией. После четырех лет упорного труда, переработав вручную на старом складе более тонны урановой руды, Марии Кюри удалось выделить чистый хлорид радия - таков результат огромного накопления и обобщения фактов, экспериментов, превращения гипотезы в теорию путем получения предполагавшегося химического элемента. Позднее, в 1911 г., Мария Кюри за получение металлического радия (совместно с Дебьеном) получила Нобелевскую премию по химии. Она - единственная в мире женщина - дважды лауреат Нобелевской премии. Мария Кюри пишет: “Правда, некоторые главные положения уже установлены, но большая часть выводов носит гадательный характер... Исследования разных ученых, изучающих эти [радиоактивные] вещества, постоянно сходятся и расходятся”. Эти высказывания М. Кюри свидетельствуют о гипотезах (“гадательный характер”) и о появлении конкурирующих гипотез, когда мнения ученых зачастую расходились.

В настоящее  время ряд физиков пытаются создать  теорию, а пока выдвигают различные  гипотезы относительно “Великого объединения” электромагнетизма, сильных и слабых ядерных взаимодействий, а также  тяготения. Высказываются гипотезы о возможности создания единой теории, которая описывала бы все физические явления как в космических масштабах, так и на микро- и макро-уровне. Но это дело будущего, и оно покажет, можно ли это сделать или нет. Познание безгранично, и поэтому необходимо верить в силу человеческого разума.

Много гипотез имеется и в химии. Классический пример - периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева, на основании которой он высказал гипотезы о существовании еще не открытых тогда элементов. В частности, он предсказал значения атомных весов урана, тория, бериллия, индия и ряда других химических элементов. Эти его предвидения подтвердились. Д. И. Менделееву принадлежит и ряд других гипотез: “о химической энергии... гипотеза о пределе химических соединений, гипотеза о строении кремнеземных соединений и т. п.”. Менделеев написал более 400 работ. О его всемирной славе свидетельствует то, что он был членом более 100 научных обществ и академий.

Относительно  биологии можно привести высказывание Ф. Энгельса о том, что в науках, изучающих живые организмы, “густой лес гипотез”. Ч. Дарвин в своих исследованиях происхождения видов опирался на гипотезы, выдвигаемые на основе обобщения значительного числа фактов, полученных им во время 5-летнего путешествия на корабле “Бигль”. Карл Линней прошел пешком почти 7000 км по северу Скандинавии, изучая этот край и собирая фактический материал для построения гипотез и своей искусственной классификации растений. Он посетил многие страны Европы, просмотрел гербарии многих ученых-ботаников, его ученики побывали в Канаде, Египте, Китае, Испании, Лапландии и оттуда присылали ему собранные растения. Друзья Линнея из различных стран присылали ему семена и высушенные растения. Линней пишет: “Соваж дал всю свою коллекцию - редчайший и неслыханный случай, благодаря которому я приобрел необычайно богатое собрание растений”'. Таков огромный материал, который послужил Линнею для его систематизации.