2.5. Доведення гіпотез

Процедуру, за допомогою якої встановлюють істинність гіпотези або будь-якого іншого твердження, в логіці називають доведенням. У доведенні використовують два способи встановлення істини: безпосередній та опо­середкований.

Безпосередній спосіб полягає в тому, що в процесі практичних дій відбу­вається зіставлення деякого припущення з фактичним станом об'єкта до­слідження. Видами таких практичних дій можуть бути спостереження, екс­перимент, демонстрація, вимірювання, розрахунки, облік та інші емпіричні

процедури. Наприклад, у практиці економічних досліджень найчастіше за­стосовують саме цей спосіб доведення, оскільки існує реальна можливість вимірювати та зіставляти показники економічних процесів на основі ста-іистичних і бухгалтерських звітів та інших даних, зібраних за допомогою емпіричних методичних прийомів дослідження.

Однак у практиці досить часто істинність гіпотези може бути доведена шляхом умовиводів на основі вже наявних знань у вигляді різних законів і положень. Наприклад, у дослідженнях з математики, теоретичної фізики, астрономії та інших, особливо де є можливість значної формалізації та широкого застосування математичного апарату. Такий спосіб встановлен­ня істини називають опосередкованим.

Необхідно зазначити, що як докази не можуть розглядатися цитати, запози­чені з опублікованих робіт інших авторів, незалежно від ступеня авторитет­ності цих авторів у науковому світі. Виняток становлять тільки ті опубліковані праці, що містять аксіоматизовані знання, сформовані теорії, які можуть по­слугувати відправними позиціями в дослідженнях з цієї тематики.

З розвитком науки, розширенням теоретичної її бази значення опосе­редкованих методів встановлення істинності наукових положень постійно зростає. Це зумовило необхідність удосконалення процедур доведення гіпотез з одночасним обмеженням критерію інтуїтивності. Заміна інтуї-тивного доведення формальним супроводжувалася формулюванням пра-вил доведення, що дають змогу на кожному етапі перевірити їхню істин­ність. Формальні докази широко використовують у сучасній логіці, мате­матиці, економіці та інших науках.

Таким чином, за опосередкованого способу доведення гіпотези є логіч­ною процедурою встановлення її істинності за допомогою інших твер­джень, істинність яких вже доведено. Вона становить процес мислення, результатом якого стає послідовність тверджень, розташованих у певно­му логічному порядку.

У структурі доказів розрізняють такі елементи, як теза, аргумент і форма.

Твердження, що підлягає доведенню, називають тезою. Теза повинна бути точно і чітко сформульованою і залишатися незмінною впродовж всього доведення.

Положення, яке використовують для доведення істинності тези, називають аргументом. Аргументами можуть бути наукові положення, істинність яких доведено раніше (теореми, закони тощо), аксіоми, визначення та тверд­ження, що містять достовірну інформацію про конкретні факти. Аргументи повинні бути істинними твердженнями. Істинність аргументу має бути до-

ведена незалежно від тези. Аргументи повинні буть достатньо обгрунтова­ними для доведення тези.

Під формою доведення (або демонстрацією) розуміють спосіб зв'язку ар­гументів між собою та тезою, логічну послідовність переходу від аргументу до аргументу, а потім до тези. Формою доведення в наукових досліджен­нях можуть бути таблиці, графіки, аналітичні розрахунки, інші матеріальні носії інформації, перетвореної відповідно до мети дослідження (тези).

Існує кілька видів доказів. Одними з найпоширеніших є прямі та непрямі докази.

Прямим доказом називають такий, що є логічним ланцюжком висновків та умовиводів, останньою ланкою якого є сама теза. Прикладом такого виду доказів може бути таке. Витрати праці на виготовлення костюмів з дорогих вовняних тканин і дешевих змішаних тканин однакові, але, за даними еко­номічного аналізу, рентабельність костюмів з дорогих вовняних тканин на­багато вища. До того ж вони мають великий попит і не залежуються на складі. Отже, виготовлення костюмів з дорогих вовняних тканин для фаб­рики вигідніше, ніж з дешевих змішаних.

Під непрямим доказом розуміють такий логічний ланцюжок умовиводів і висновків, за якого доводять хибність відхилення тези і на цій основі роб­лять висновок про її істинність. Іноді такий спосіб називають "доведенням від протилежного". Його використовують у тому разі, коли прямі докази представити з якоїсь причини неможливо.

У наукових дослідженнях багато означають спростування. За їхньою допо­могою наука звільняється від хибних тверджень, необгрунтованих догм, помилок, удосконалює свій теоретичний апарат. Як і доказ, спростування має свої тезу, аргумент і форму.

Спростування тези може бути здійснено, якщо, по-перше, буде доведе­но істинність антитези або, по-друге, доведено хибність наслідків, що випливають з тези.

Спростування демонстрації міститься в тому, що обґрунтовується відсут­ність логічного зв'язку між тезою та її аргументом. Оскільки ця відсутність зв'язку може бути просто порушенням правил висновків, за якими будува­лося доведення цієї тези, то для спростування необхідно вказати на вид помилки. Ці помилки можуть бути пов'язані або з підміною тези, або з прийняттям необгрунтованих чи хибних аргументів, або з неправильним способом доведення. Зрозуміло, що доказ, який містить помилку, є хиб­ним, але це не доводить хибність самої тези.

Кажучи про помилки, необхідно зазначити, що вони можуть мати різний характер. У доведенні або спростуванні можна припуститися ненавмисних

логічних помилок, які називають паралогізмами. На відміну від них софіз­ми — навмисно побудовані хибні логічні висновки. Мета використання со­фізму — видати за істину хибні твердження, надавши логічно безпідстав­ним міркуванням видимість логічної правильності. Іноді в теоріях, що міс­тять недостатньо визначені фундаментальні поняття, можуть виникати па­радокси, які є умовиводами, що однаковою мірою і доводять, і спростовують істинність тези. Всі види логічних помилок у процесі доведення гіпотези повинні буть виявлені, класифіковані та усунуті.

Контрольні запитання і завдання

1. Дайте визначення поняття доведення гіпотези.

2. Охарактеризуйте безпосередній та опосередкований способи доведення істинності наукових припущень.

3. Дайте визначення основних елементів структури доказів.

4. Поняття прямих і непрямих доказів.

5. Розкрийте логічну суть процедури спростування та її основних елементів.

2.6. Експеримент у наукових дослідженнях

Найважливішим складником наукового дослідження є експеримент. Це один з основних способів отримання нового знання. Понад дві третини трудових ресурсів науки витрачають на експерименти. В основі експери­ментального дослідження лежить експеримент, що є науково поставленим дослідом або спостереженням явища в чітко витриманих конкретних умо­вах, які дають змогу досліджувати його перебіг, керувати ним, відтворюва­ти його щоразу при відтворенні цих умов. Від звичайного пасивного спос­тереження експеримент відрізняється активним впливом дослідника на яви­ще або процес, що вивчається.

Таким чином, експеримент —це один з аспектів суспільно-історичної прак­тики людства, і тому він є джерелом пізнання і критерієм істинності гіпотез і теорій. Він містить:

/ визначення об'єкта дослідження; / створення необхідних умов; / матеріальний вплив на об'єкт або умови;

/ акти спостереження та вимірювання із застосуванням відповідних технічних приладів.

Основною метою експерименту є перевірка теоретичних положень (під­твердження робочої гіпотези), а також ширше та глибше вивчення теми наукового дослідження.

Експеримент повинен бути проведений у найкоротший термін з мінімаль­ними витратами і гарантувати найвищу якість отриманих результатів.

Розрізняють експерименти природні та штучні.

Під природним експериментом розуміють такий експеримент, коли дослід­ник не обирає і не готує заздалегідь незалежну змінну, а також не здійснює активного втручання в звичний перебіг досліджуваного процесу або явища, а тільки спостерігає за ним і чекає, доки в ньому самостійно виникне така ситуація, що відіграє роль незалежної змінної. Такі експерименти характерні для процесу вивчення соціальних явищ, наприклад в обстановці виробниц­тва, побуту та ін., але застосувуються і в інших сферах діяльності людини. Вони мають ту перевагу, що всі зв'язки та відношення досліджуваного про­цесу або явища — і внутрішні, і зовнішні — залишаються без будь-яких змін. Якщо підготовка до такого експерименту проводиться досить ретельно, чис­тота і достовірність висновків у його проведенні мають максимальний рі­вень, бо весь експеримент, по суті, є своєрідним, добре підготовленим спо­стереженням за природним розвитком події.

Великою вадою природного експерименту є рідкісніть виникнення відпо­відної ситуації і відсутність попередньої інформації про можливість її ви­никнення, що дуже ускладнює організацію експерименту. Не менш суттє­вою вадою є складність визначення чинників, які можуть впливати на пере­біг процесу, і практична неможливість маніпулювання ними. Ці вади, по суті, зводять нанівець таку важливу перевагу експериментального дослі­дження, як виграш часу для перевірки гіпотез. Однак природний експери­мент посідає чільне місце в арсеналі дослідників, особливо у сфері ви­вчення складних суспільних і природних явищ, що потребують врахування великої кількості чинників.

Штучні експерименти широко використовують у багатьох природнонау-кових дослідженнях. Штучний експеримент націлений на вивчення явищ, ізольованих необхідною мірою для того, щоб оцінити їх у кількісних та якісних відношеннях.

З-поміж штучних експериментальних досліджень вирізняють лабораторні та виробничі.

Лабораторні експерименти становлять дослідження в штучному середови­щі, для чого об'єкт дослідження переносять зі свого природного середови­ща в обстановку, яка дає змогу досягти вищого ступеня точності в спосте-

реженні за його поведінкою. У техніці лабораторні досліди виконують із засто­суванням типових приладів і пристроїв, спеціального моделюючого устатку­вання, стендів, обладнання та ін. Стабільність лабораторної обстановки, ви­користання спеціальної апаратури дають можливість вивчити вплив одних характеристик у варіюванні інших найбільш повно і доброякісно, з великою повторюваністю. Лабораторні досліди в разі достатньо повного наукового обгрунтування експерименту дають змогу отримати якісну наукову інфор­мацію за мінімальних витрат. Однак такі експерименти не завжди повністю моделюють реальний плин процесу або явища, що вивчається. У такому разі виникає протреба в проведенні виробничого експерименту.

Виробничі експериментальні дослідження мають за мету вивчення проце­су в реальних умовах з урахуванням впливу різних випадкових чинників виробничого середовища.

Одним з різновидів виробничих експериментів є збирання матеріалів в організаціях та установах, що займаються накопичуванням тих чи інших даних за стандартними формами (наприклад, статистичні бюро або управ­ління). Ці матеріали впродовж багатьох років систематизуються за єдиною методикою; інформація, яку вони містять, добре піддається обробці мето­дами статистики і теорії ймовірності. У низці випадків виробничий експе­римент ефективно проводиться за допомогою методу анкетування вироб­ничих організацій за чітко продуманою методикою. Це дає змогу зібрати велику кількість даних вимірів або спостережень досліджуваного явища, виконаних іншими підприємствами чи установами.

Обсяг експериментального дослідження варіюється залежно від теми на­укової роботи. Іноді для підтвердження робочої гіпотези вистачає лабора­торного експерименту, в інших випадках доводиться виконувати цілу серію експериментальних досліджень: попередніх (пошукових), лабораторних, по­лігонних на об'єкті експлуатації.

Експеримент можна проводити по-різному. У випадку коли дослідник спо­стерігає за якимось некерованим процесом, не втручаючись у нього, або вибирає експериментальні точки на підставі інтуїції, якихось зовнішніх об­ставин, експеримент вважають пасивним. Таке трапляється, зокрема, у ви­падках, коли використовують традиційні методи експериментування, коли спочатку вивчається вплив однієї змінної за інших постійних, потім другої та ін. Таку схему проведення експерименту називають однофакторною. Однак її використовують тільки для добре організованих систем, в яких можна виділити явища або процеси однієї фізичної природи, що залежать від зов­сім невеликої кількості змінних. Вважається, що дослідник може з великою точністю стабілізувати всі незалежні змінні (фактори) своєї системи, чого досить важко досягти навіть для добре організованої системи. До того ж

при цьому неможливо опрацювати всі варіанти, тому виконують лише час­тину дослідів, а вибір саме їх ніколи не буває достатньо обгрунтованим.

Однак більшість явищ і процесів у природі та суспільстві є погано ор­ганізованими — так званими дифузними — системами, в яких провести розмежування дії чинників різної природи не уявляється можливим. У вивченні таких систем дослідник повинен враховувати вплив багатьох різноманітних чинників, що зумовлюють різні за своєю природою про­цеси, які тісно взаємодіють між собою. Наприклад, у хіміко-технологіч-них процесах треба одночасно враховувати взаємний вплив факторів, які не підлягають у реальних умовах розмежуванню: аеродинамічні та гідродинамічні процеси, кінетику множини одночасних реакцій тощо. Ще більше зростають труднощі у вивченні систем, для яких навіть елемен­тарні процеси, що в них протікають, невідомі. Прикладом такої системи може бути інтелект людини.

Такі дослідження потребують застосування статистичних методів на всіх етапах роботи: і перед постановкою досліду, і в процесі експериментуван­ня, і після експерименту, на стадії прийняття рішень про наступні дії. Такий експеримент називають активним, а схему його, за якої ефект впливу будь-якого фактора на досліджуваний процес оцінюється за результатами всіх дослідів, називають багатофакторною схемою.

Треба відзначити, що обсяг і трудомісткість експериментальних дослі­джень безпосередньо залежать від глибини теоретичних розробок пер­шої частини наукового дослідження. Що чіткіше сформульовано виснов­ки теоретичної частини дослідження, то менший обсяг експерименту. Тут можливі три випадки.

Перший — теоретично отримано аналітичну залежність, яка однозначно визначає процес, що вивчається, наприклад:

У такому разі обсяг експерименту для підтвердження цієї залежності буде мінімальним, оскільки функція однозначно визначається експерименталь­ними даними.

Другий випадок — теоретично встановлено лише характер залежності, на­приклад:

Коефіцієнти а та k треба визначити експериментально. Обсяг експери­менту зростає порівняно з попереднім випадком.

І нарешті, третій випадок — теоретично не вдалося отримати будь-яких за­лежностей, розроблено лише припущення про якісні закономірності процесу. Обсяг експериментальних робіт різко зростає, і стає доцільним (а іноді й необхідним) застосування методу математичного планування експерименту.

Контрольні запитання і завдання

1. Експеримент як засіб перевірки теоретичних розробок.

2. Природний і штучний експеримент.

3. Види штучних експериментів.

4. Однофакторна та багатофакторна схеми експерименту.

5. Розкрийте залежність обсягу експериментальних робіт від ступеня розробки теоре­ тичних положень.