Цели научного метода: описание, объяснение, предсказание явлений

          Объяснить какое-то явление значит подвести это явление под соответствующий закон. Объяснение, подводящее объясняемый факт под некоторый закон, называется «дедуктивно-номологическим» (от слова «nomos» - «закон»). С формальной точки зрения, оно представляет собой логическое выведение предложения, выражающего объясняемый факт, из предложений, выражающих закон (или несколько законов) и условия применения данного закона в конкретном случае (начальные условия).

До середины ХХ в. дедуктивно-номологическое объяснение считалось универсальным: полагали, что всякая наука, претендующая на объяснение изучаемых феноменов, должна давать им дедуктивно-номологическое объяснение, т.е. подводить их под закон. Отсюда вытекало, что наука, которая не формулирует общих законов, не способна и дать объяснение изучаемым фактам. В лучшем случае она должна оставаться описательной наукой.

        Поведение же человека   трудно подвести под какой-либо закон. Поэтому,   в  объяснениях поведения   человека    часто можно видеть  указание на то, что поступок человека казался этому человеку разумным, поэтому он его и совершил – это  интенциональное объяснение – указание на мотив действующего субъекта.

        Третьей целью является предсказание, то есть возможность прогнозировать возникновение явления. Предсказанием называют выведение из закона или теории высказывания о фактах, еще не установленных наблюдением или экспериментом.

По своей логической структуре предсказание ничем не отличается от объяснения: оно также представляет собой вывод некоторого факта из закона и соответствующих условий. Однако, если при объяснении уже известно, что факт, которому дается объяснение, уже существует, то при предсказании не известно, существует ли в действительности тот факт, который выводится из закона.

         С позиций методологии познания предсказание принципиально отличается от объяснения. Предсказательная функция связана с ее способностью к дальним и точным прогнозам, к опережению наличной практической деятельности людей.

        Предсказательная мощь теории зависит в основном от двух взаимосвязанных обстоятельств:

1st от глубины и полноты отображения сущности изучаемых предметов; очевидно, чем глубже и полнее такое отображение, тем надежней опирающиеся на теорию прогнозы.

2nd         теоретическое предсказание находится в обратной зависимости от сложности и нестабильности исследуемого процесса, и чем сложнее и неустойчивее этот процесс, тем рискованнее прогноз.

К относительно простым процессам, системам причисляются, те, которые изучаются небесной механикой. Первоначальные обобщения астрономических таблиц, сделанные древними китайцами более 2000 лет до н.э., позволили им с большой точностью предска­зывать солнечные затмения.

Сложнее обстоит дело с неустойчивыми процессами. Классическим и простым примером неустойчивой системы может служить маятник в его верхнем положении. Можно предсказать, что, в конце концов, он займет нижнее положение и превратится в стабильную систему, но поскольку альтернативы его движения влево и вправо являются равновероятными и зависят от случайных причин, то предсказать направление движения весьма трудно. Вероятность предсказания увеличивается с улучшением знаний о сущности процесса, т.е. с повышением уровня теоретического владения предметом познания.

       Что бы охарактеризовать научный метод выделяют следующие аспекты:

1.      Детерминизм. Утверждается, что даже если причины явлений многочисленны, исследователь может их выявить.

2.      Эмпиризм. Наука основывается на эмпирических наблюдениях.

3.      Теоретическая интеграция. Наука пытается строить теории. Хорошая теория устанавливает взаимосвязь между фактами, которые считались независимыми до момента исследования, и генерирует таким образом новые гипотезы исследования. Теория позволяет предсказывать, контролировать и объяснять. Наука придает большое значение теориям, тогда как экспериментальные данные не имеют такого значения, если только не находятся в теоретическом контексте. Наука состоит из теорий, которые организуют рациональным способом различные эмпирически выявленные отношения.

4.      Динамический подход и принцип фальсификации. Наука – это постоянная проверка. Необходимо подвергать обсуждению факты, теории и суждения. Научным знанием считается только то, которое в принципе может быть опровергнуто в том или ином реальном или мысленном эксперименте

5.      Публичное измерение. Наука – это публичная деятельность. Передача публике наблюдений, которые были собраны, допускает их ревизию. Метод является научным, если дает право другим лицам воспроизвести наблюдения.

6.      Парадигматичская эволюция. Наука строится, исходя из парадигм и моделей. Парадигма (гр. paradeigma пример, образец) – это некое научное достижение, которое в течение некоторого времени определяет научную модель. Например, в психологии психоанализ и бихевиоризм играли роль парадигм.

Научный метод никогда не сможет абсолютно верифицировать (доказать истинность) гипотезы. Он может лишь опровергнуть гипотезу — доказать её ложность.

В методологии науки различают теоретические гипотезы и гипотезы как эмпирические предположения, которые подлежат экспериментальной проверке. Первые входят в структуры теорий в качестве основных частей. Теоретические гипотезы выдвигаются для устранения внутренних противоречий в теории либо для преодоления рассогласований теории и экспериментальных результатов и являются инструментом совершенствования теоретического знания.

        Выдвижение гипотез и теорий как эмпирически подтвержденных гипотез - главная цель науки. Выдвижению гипотез может предшествовать некоторое эмпирическое обобщение, сделанное на основании эмпирических исследований, собирания и творческого осмысления неупорядоченных фактов.

      Великий русский натуралист и мыслитель XX века Владимир Вернадский отмечал, что «эмпирическое обобщение опирается на факты, индуктивным путем собранные, не выходя за их пределы и не заботясь о согласии или несогласии полученного вывода с другими существующими представлениями о природе...» [13]

Фактически на этом этапе заканчивается эмпирический уровень исследования, и далее начинается исключительно рациональный — теоретический.  На теоретическом уровне необходимо придумать некоторые новые, ранее не имевшие места в данной науке понятия, выдвинуть гипотезу.                          «Гипо́теза (от др.-греч. ὑπόθεσις — «основание», «предположение») — недоказанное утверждение, предположение или догадка.» [3] Сравнивая различные издания «Начал» Ньютона, А. Койре  сумел показать, что термин «гипотеза», помимо своего классического смысла, в котором он употребляется в первом издании «Начал», имеет, три других смысла. Весьма любопытно то, что, анализируя различные смысловые оттенки термина «гипотеза», А. Койре в качестве отправной точки берет не только тексты самого Ньютона, но пытается также раскрыть все значения этого термина, которая была ему присуща в различные эпохи.

          Важнейшее требование к гипотезе – ее принципиальная проверяемость фактическим материалом, означающая возможность соотнесения гипотезы с данными экспериментов, наблюдений, измерений. Связь между гипотезой и соотносимыми с ней фактами характеризуется логической, или индуктивной, вероятностью, означающей, что факты обеспечивают ту или иную вероятность истинности гипотезы.

         Гипотеза — это творческая фаза экспериментального рассужде­ния, фаза, на которой исследователь представляет себе зависи­мость, которая могла бы существовать между двумя фактами. Выработка гипотезы — это результат мышления.

В отличие от фазы активного наблюдения или экспериментирования исследователь на данном этапе, визуально ничего не делает, но именно этот этап придает его труду новаторское значение.

         К выработке гипотез можно отнести все соображения, прихо­дящие обычно на ум в связи с изобретением, результатом интуи­ции, но также и многочисленных проб. Каждое открытие, боль­шое или малое, имеет свою особую историю. Изобретение — это дело воображения, но воображение было бы бессильно, если бы оно не опиралось на огромную научную культуру, которая полезна всегда, а в развитых науках необходима, и психология входит отныне в эту категорию. Только эта культура позволяет замечать плодотворные сопоставления и избегать повторения уже пройденных дорог.    Хорошая гипотеза — это, разумеется, такая гипотеза, которая окажется плодотворной и позволит сделать в науке (часто совсем маленький) шаг вперед.

Для всякой хорошей гипотезы характерны некоторые фор­мальные признаки:

      - гипотеза должна быть адекватным ответом на поставлен­ный вопрос. Прописная истина, которую трудно объяснить. Одна­ко «адекватная» не значит исчерпывающая. Гипотеза чаще всего объясняет только часть фактов, но в науке не следует бояться длин­ных путей.

      - гипотеза должна учитывать уже приобретенные знания и быть, с этой точки зрения, правдоподобной. Конечно, лучшие гипотезы открывают новые пути, но они никогда не противоречат полученным научным образом результатам.

      -гипотеза должна быть доступна проверке. Этот крите­рий является самым важным из всех и наиболее чреватым послед­ствиями.

И ещё один взгляд на классификацию гипотез - исследователи различают научные и статистические гипотезы. Научные гипотезы формулируются как предполагаемое решение проблемы.

Статистическая гипотеза — утверждение в отношении неизвестного параметра, сформулированное на языке математической статистикой. Любая научная гипотеза требует перевода на язык статистики. Для доказательства любой из закономерностей причинных связей или любого явления можно привести множество объяснений. В ходе организации эксперимента количество гипотез ограничивают до двух: основной и альтернативной, что и воплощается в процедуре статистической интерпретации данных. Эта процедура сводима к оценке сходств и различий. При проверке статистических гипотез используются лишь два понятия, Н1, (гипотеза о различии) и Н0 (гипотеза о сходстве). Как правило, ученый ищет различия закономерности, порядок в виде отклонения от случайности. Подтверждение первой свидетельствует о верности статистического утверждения Н1, а второй — о принятии гипотезы Н0 — об отсутствии различий. экспериментальная гипотеза служит для организации эксперимента, а статистическая —для организации процедуры сравнения регистрируемых параметров. То есть статистическая гипотеза необходима на этапе математической интерпретации данных эмпирических исследований. Естественно, большое количество статистических гипотез необходимо для подтверждения или, точнее, опровержения основной — экспериментальной гипотезы. Экспериментальная гипотеза — первична, статистическая — вторична. Гипотезы, не опровергнутые в эксперименте, превращаются в компоненты теоретического знания о реальности: факты, закономерности, законы.

         Итак, теория, факт, проблема, гипотеза – важнейшие формы, в которых протекает процесс развития научного знания. Если теория и факт применяются прежде всего для оформления готовых, сложившихся знаний, то проблема и гипотеза используются на переходных этапах их становления.

Недоказанная и неопровергнутая гипотеза называется открытой проблемой.

Научная гипотеза должна удовлетворять принципам верифицируемости  (от англ. verify — проверять, но точнее от лат. verus — истинный и facere — делать,быть подтверждаемой в эксперименте),   фальсификации (быть опровергаемой в эксперименте). Принцип верифицируемости относителен, так как всегда есть вероятность опровержения гипотезы в следующем исследовании. Вернадский писал: «При гипотезе принимается во внимание какой-нибудь один или несколько важных признаков явления и на основании только их строится представление о явлении, без внимания к другим его сторонам. Научная гипотеза всегда выходит за пределы фактов, послуживших основой для ее построения.» [13] 

         Далее в научном исследовании необходим возврат к эксперименту с тем, чтобы не столько проверить, сколько опровергнуть высказанную гипотезу и, может быть, заменить ее на другую.

И на данном этапе познания действует принцип фальсифицируемости научных положений.

Создатель этого принципа австрийский философ Карл Поппер писал: «Нам следует привыкнуть понимать науку не как «совокупность знаний», а как систему гипотез, т. е. догадок и предвосхищений, которые в принципе не могут быть обоснованы, но которые мы используем до тех пор, пока они выдерживают проверки, и о которых мы никогда не можем с полной уверенностью говорить, что они «истинны», «более или менее достоверны» или даже «вероятны»». [14]

Т.е, согласно Попперу нет другого способа проверки теории, кроме как

метода фальсификации. Принцип фальсификации, предложенный им, (принцип фальсифицируемости) гласит так: «Критерием научного статуса теории является ее фальсифицируемость или опровержимость. Этот принцип фальсификации  абсолютен, так как опровержение теории всегда окончательно.» [14]

      Если бы в опытах Ньютона с падающими яблоками одно из них полетело бы вверх, а не вниз, как все остальные, этого было бы достаточно, чтобы опровергнуть теорию тяготения Ньютона и его знаменитый закон всемирного тяготения. Поэтому именно попытки фальсифицировать, опровергнуть теорию, закон и т. д. должны быть наиболее эффективны в плане подтверждения ее истинности и научности.

       С другой стороны, последовательно проведенный принцип фальсификации делает любое знание гипотетическим, лишенным законченности, абсолютности. Завершенным может быть только знание религиозное, идеологическое, не подвергаемое сомнению, проверке, но не истинно научное.

      Существует одна тонкость с принципом фальсификации, а именно, если фальсифицируемо все научное, то фальсифицируем и сам принцип фальсификации.