11 Гипотеза и теория как формы научного знания

Рассматривая теоретическое познание как высшую и наиболее развитую его форму, следует прежде всего определить его структурные компоненты. К числу основных из них относятся проблема, гипотеза, теория и закон, выступающие вместе с тем как формы, "узловые моменты" построения и развития знания на теоретическом его уровне. ПОНЯТИЕ ТЕОРИИ И ЕЕ СТРУКТУРА    Теория - это форма организации научного знания, дающая целостное представление о закономерностях некоторой области действительности.  Теория как форма научного знания направлена на обнаружение закономерностей того или иного фрагмента действительности. Построение научной теории — это процесс, координируемый научными целями и задачами. Теория появляется в результате длительного поиска научных фактов, выдвижения гипотез, формулирования вначале простейших эмпирических, а затем – фундаментальных теоретических законов. В современной методологии науки выделяют следующие основные элементы структуры теории:

• 1) Исходные основания — фундаментальные понятия, принципы, законы, уравнения, аксиомы и т. п.

• 2) Идеализированный объект — абстрактная модель существенных свойств и связей изучаемых предметов (например, «абсолютно черное тело», «идеальный газ» и т. п.).

• 3) Логика теории — совокупность определенных правил и способов доказательства, нацеленных на прояснение структуры и изменения знания.

• 4) Философские установки, социокультурные и ценностные факторы.

• 5) Совокупность законов и утверждений, выведенных в качестве следствий из основоположений данной теории в соответствии с конкретными принципами.

РАЗНЫЕ КЛАССИФИКАЦИИ ТЕОРИЙ Многообразию форм идеализации и соответственно типов идеализированных объектов соответствует и многообразие видов (типов) теорий, которые могут быть классифицированы по разным основаниям (критериям). В зависимости от этого могут быть выделены теории: описательные, математические, дедуктивные и индуктивные, фундаментальные и прикладные, формальные и содержательные, «открытые» и «закрытые», объясняющие и описывающие (феноменологические), физические, химические, социологические, психологические и т. д. Для современной (постнеклассической) науки характерны усиливающаяся математизация ее теорий (особенно естественнонаучных) и возрастающий уровень их абстрактности и сложности. По степени точности предсказаний теории бывают детерминистские и стохастические. Первые отличаются точностью и достоверностью предсказаний, но, в силу сложности многих явлений и процессов в мире и наличия значительной доли неопределенности, применяются редко. Стохастические теории дают вероятные предсказания, основанные на изучении случайностей.  Теории естественнонаучного типа называют позитивными, поскольку их задачей является объяснение фактов. Если же теория ставит своей целью не только объяснение, но и понимание объектов и событий, её называют нормативной. Она имеет дело с ценностями, которые не могут быть научными фактами в классическом смысле этого слова. Поэтому часто высказываются сомнение в научном статусе философских, этических, социологических теорий.  А. Эйнштейн различал в физике два основных типа теорий — конструктивные и фундаментальные.Большинство физических теорий, по его мнению, является конструктивными, т.е. их задачей является построение картины сложных явлений на основе некоторых относительно простых предположений. Исходным пунктом и основой фундаментальных теорий являются не гипотетические положения, а эмпирически найденные общие свойства явлений, принципы, из которых следуют математически сформулированные критерии, имеющие всеобщую применимость. По форме теория предстает как система непротиворечивых, логически взаимосвязанных утверждений.  Любая теоретическая система, как показал К. Поппер, должна удовлетворять двум основным требованиям: а) непротиворечивости (т.е. не нарушать соответствующий закон формальной логики) и фальсифицируемости – опровержимости,  б) опытной экспериментальной проверяемости.  Поппер сравнивал теорию с сетями, предназначенными улавливать то, что мы называем реальным миром, для осознания, объяснения и овладения им.  Истинная теория должна, во-первых, соответствовать всем (а не некоторым) реальным фактам, а во-вторых, следствия теории должны удовлетворять требованиям практики. Теория, по Попперу, есть инструмент, проверка которого осуществляется в ходе его применения и о пригодности которого судят по результатам такого применения. Теории опираются на специфический категориальный аппарат, систему принципов и законов. Развитая теория открыта для описания, интерпретации и объяснения новых фактов, а также готова включить в себя дополнительные метатеоретические построения. Задача ученого-теоретика создать теорию или сформулировать концепцию на основе «материи мысли», эмпирик же привязан к данным опыта и может позволить себе лишь обобщение и классификацию. Развитая теория представляет собой не просто совокупность связанных между собой положений, но содержит в себе механизм концептуального движения, внутреннего развертывания содержания, включает в себя программу построения знания. В этой связи говорят о целостности теории. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Теории могут быть получены разным путем: 1)      Формализации; Этот прием заключается в построении абстрактно-матем. моделей. При формализации рассуждения об объектах переносятся в плоскость оперирования со знаками (формулами). (Широко применяется в математике, логике, соврем. лингвистике). 2)      Аксиоматически построенные; Сначала задается набор исходных положений, не требующих доказательств. Потом – вывод из них. Совокупность исходных аксиом и выводов из них образует аксиоматически построенную теорию. Развитие аксиом. метода привело к построению формализованных аксиом. систем. С помощью его создается абстрактная знаковая модель, кот. интерпретируется на различных системах объектов. 1931г. К.Гедель доказал теорему о принципиальной неполноте достаточно развитых формальных систем. Нельзя всю математику представить как единую аксиом. систему, что, однако, не исключает аксиоматизацию ее отдельных ре (зарождение и проверка новых гипотез). Развитое теоретическое знание строится не «снизу» за счет индуктивных обобщений научных фактов, а развертывается как бы «сверху» по отношению к эмпирическим данным. Метод построения знания состоит в том, что сначала создается гипотетическая конструкция, кот. дедуктивно развертывается, образуя систему гипотез, затем система подвергается опытной проверке, в ходе кот. она уточняется и конкретизируется. В этом и заключается сущность гипотетико-дедуктивного развертывания теории. ФУНКЦИИ Выделяют следующие функции теории: 1) информативная функция. В результате эмпирического познания выявляются факты и их обобщения; в ходе дальнейшего исследования открываются соответствующие законы. С их помощью выводятся результаты наблюдений. Информация, находящаяся в законах и научных теориях, служит для предсказывания будущих событий или практического действия; 2) систематизирующая функция. Данная функция теории определяется синтетическим характером научного знания. Теория стремится так организовать и упорядочить эмпирический материал, чтобы его основная часть могла быть логически выведена из небольшого числа основных законов и принципов. Это является одним из важнейших результатов научного познания. Чем глубже развита наука, тем выше уровень систематизации.Теоретическая систематизация дает ряд преимуществ: установление связи между различными обобщениями, гипотезами в рамках теории помогает определению границ их применимости; с помощью этого процесса уточняются ранее установленные обобщения и законы и др,; 3) прогностическая функция теории. Для создания теории, служащей практике, нужно предвидеть ход будущих событий, постараться выявить их тенденции и закономерности. Именно поэтому данная функция является важной для любой подлинной научной теории; 4) объяснение как функция теории.     ГИПОТЕЗА В современной методологии термин "гипотеза" употребляется в двух основных значениях:  а) форма теоретического знания, характеризующаяся проблематичностью и недостоверностью; б) метод развития научного знания.     Гипотеза - форма теоретического знания, содержащая предположение, сформулированное на основе ряда фактов, истинное значение которого неопределенно и нуждается в доказательстве. Гипотетическое знание носит вероятный, а не достоверный характер и требует проверки, обоснования.  В ходе доказательства выдвинутых гипотез:  а) одни из них становятся истинной теорией,  б) другие видоизменяются, уточняются и конкретизируются,  в) третьи отбрасываются, превращаются в заблуждения, если проверка дает отрицательный результат.  Выдвижение новой гипотезы, как правило, опирается на результаты проверки старой, даже в том случае, если эти результаты были отрицательными. Так, например, стадию гипотезы прошли и открытый Д.И. Менделеевым периодический закон, и теория Дарвина, и др. Велика роль гипотез в современной астрофизике, геологии и других науках, которые окружены "лесом гипотез". Выдающиеся ученые хорошо понимали важную роль гипотезы для научного познания. Д.И. Менделеев считал, что в организации целеустремленного, планомерного изучения явлений ничто не может заменить построения гипотез. "Они, - писал великий русский химик, - науке и особенно ее изучению необходимы. Они дают стройность и простоту, каких без их допущения достичь трудно. Вся история наук это показывает. А потому можно смело сказать: лучше держаться такой гипотезы, которая может со временем стать верною, чем никакой"  Менделеев Д. И. Основы химии. Т. 1. М.; Л. 1947.  Согласно Менделееву, гипотеза является необходимым элементом естественнонаучного познания, которое обязательно включает в себя:  а) собирание, описание, систематизацию и изучение фактов; б) составление гипотезы или предположения о причинной связи явлений;  в) опытную проверку логических следствий из гипотез;  г) превращение гипотез в достоверные теории или отбрасывание ранее принятой гипотезы и выдвижение новой. КЛАССИФИКАЦИЯ ГИПОТЕЗ Говоря о гипотезах, нужно иметь в виду, что существуют различные их виды. Характер гипотез определяется во многом тем, по отношению к какому объекту они выдвигаются. Так, выделяют гипотезы общие, частные и рабочие. 

• Первые - это обоснованные предположения о закономерностях различного рода связей между явлениями. Общие гипотезы - фундамент построения основ научного знания.

• Вторые - это тоже обоснованные предположения о происхождении и свойствах единичных фактов, конкретных событий и отдельных явлений.

• Третьи - это предположение, выдвигаемое, как правило, на первых этапах исследования и служащее его направляющим ориентиром, отправным пунктом дальнейшего движения исследовательской мысли.

Существуют и так называемые "ad hoc-гипотезы" (от лат. ad hoc - к этому, для данного случая). Каждая из них – это предположение, выдвинутое с целью решения стоящих перед испытываемой теорией задач и оказавшееся в конечном итоге ошибочным вариантом ее развития. Обычно такие гипотезы являются нарушением общепризнанных критериев научности. Однако ученые иногда сознательно идут на нарушение этих критериев, прибегая к помощи ad hoc-гипотез "во имя спасения" испытываемой теории, которая сталкивается с конкретными трудностями (невозможность предсказания новых фактов, адаптации к новым экспериментальным данным и др.).  Наука нередко вынуждена принимать две или более конкурирующие рабочие гипотезы, каждая из которых имеет свои достоинства и недостатки. Поскольку такие гипотезы несовместимы, то, наука стремится примирить их путем создания новой гипотезы с более широкой сферой применения. При этом выдвинутая новая гипотеза должна быть подвергнута критике с ее же собственной точки зрения. Таким образом, гипотеза может существовать лишь до тех пор, пока не противоречит достоверным фактам опыта, в противном случае она становится просто фикцией. Она проверяется (верифицируется) соответствующими опытными фактами (в особенности экспериментом), получая характер истины. Гипотеза является плодотворной, если может привести к новым знаниям и новым методам познания, к объяснению широкого круга явлений. Говоря об отношении гипотез к опыту, можно выделить три их типа:  а) гипотезы, возникающие непосредственно для объяснения опыта;  б) гипотезы, в формировании которых опыт играет определенную, но не исключительную роль;  в) гипотезы, которые возникают на основе обобщения только предшествующих концептуальных построений. ОСОБЕННОСТЬ НАУЧНОЙ ГИПОТЕЗЫ Как форма теоретического знания гипотеза должна отвечать некоторым общим условиям, которые необходимы для ее возникновения и обоснования и которые нужно соблюдать при построении любой научной гипотезы вне зависимости от отрасли научного знания.  Такими непременными условиями являются следующие: 1. Выделяемая гипотеза должна соответствовать установленным в науке законам. Например, ни одна гипотеза не может быть плодотворной, если она противоречит закону сохранения и превращения энергии. 2.   Гипотеза должна быть согласована с фактическим материалом, на базе которого и для объяснения которого она выдвинута. Иначе говоря, она должна объяснить все имеющиеся достоверные факты. Но если какой-либо факт не объясняется данной гипотезой, последнюю не следует сразу отбрасывать, а нужно более внимательно изучить прежде всего сам факт, искать новые - более лучшие и достоверные факты. 3.   Гипотеза не должна содержать в себе противоречий, которые запрещаются законами формальной логики. Но противоречия, являющиеся отражением объективных противоречий, не только допустимы, но и необходимы в гипотезе (такой, например, была гипотеза Луи де Бройля о наличии у микрообъектов противоположных - корпускулярных и волновых - свойств, которая затем стала теорией). 4.   Гипотеза должна быть простой, не содержать ничего лишнего, чисто субъективистского, никаких произвольных допущений, не вытекающих из необходимости познания объекта таким, каков он в действительности. Но это условие не отменяет активности субъекта в выдвижении гипотез. 5. Гипотеза должна быть приложимой к более широкому классу исследуемых родственных объектов, а не только к тем, для объяснения которых она специально была выдвинута. 6. Гипотеза должна допускать возможность ее подтверждения или опровержения: либо прямо - непосредственное наблюдение тех явлений, существование которых предполагается данной гипотезой (например, предположение Леверье о существовании планеты Нептун); либо косвенно - путем выведения следствий из гипотезы и их последующей опытной проверки (т.е. сопоставления следствий с фактами). Однако второй способ сам по себе не позволяет установить истинность гипотезы в целом, он только повышает ее вероятность. Развитие научной гипотезы может происходить в трех основных направлениях. 

• Во-первых, уточнение, конкретизация гипотезы в ее собственных рамках.

• Во-вторых, самоотрицание гипотезы, выдвижение и обоснование новой гипотезы. В этом случае происходит не усовершенствование старой системы знаний, а ее качественное изменение.

• В-третьих, превращение гипотезы как системы вероятного знания - подтвержденной опытом - в достоверную систему знания, т.е. в научную теорию.

Гипотеза как метод развития научно-теоретического знания в своем применении проходит следующие основные этапы: 1.       Попытка объяснить изучаемое явление на основе известных фактов и уже имеющихся в науке законов и теорий. Если такая попытка не удается, то делается дальнейший шаг. 2.       Выдвигается догадка, предположение о причинах и закономерностях данного явления, его свойств, связей и отношений, о его возникновении и развитии и т.п. На этом этапе познания выдвинутое положение представляет собой вероятное знание, еще не доказанное логически и не настолько подтвержденное опытом, чтобы считаться достоверным. Чаще всего выдвигается несколько предположений для объяснения одного и того же явления. 3.       Оценка основательности, эффективности выдвинутых предположений и отбор из множества наиболее вероятного на основе указанных выше условий обоснованности гипотезы. 4.       Развертывание выдвинутого предположения в целостную систему знания и дедуктивное выведение из него следствий с целью их последующей эмпирической проверки. 5.       Опытная, экспериментальная проверка выдвинутых из гипотезы следствий. В результате этой проверки гипотеза либо "переходит в ранг" научной теории, или опровергается, "сходит в научной сцены".     Однако следует иметь в виду, что эмпирическое подтверждение следствий из гипотезы не гарантирует в полной мере ее истинности, а опровержение одного из следствий не свидетельствует однозначно о ее ложности в целом. Эта ситуация особенно характерна для научных революций, когда происходит коренная ломка фундаментальных концепций и методов и возникают принципиально новые (и зачастую "сумасшедшие", по словам Н. Бора) идеи. Таким образом, решающей проверкой истинности гипотезы является в конечном счете практика во всех своих формах, но определенную (вспомогательную) роль в доказательстве или опровержении гипотетического знания играет и логический (теоретический) критерий истины. Проверенная и доказанная гипотеза переходит в разряд достоверных истин, становится научной теорией. Благодаря выдвижению гипотезы намечаются только общие контуры концептуальной структуры теории, обоснование же гипотезы в основных чертах завершает формирование этой структуры. Следует иметь в виду, что, во-первых, сам поиск гипотезы не может быть сведен только к методу проб и ошибок, как полагал К. Поппер. В формировании гипотезы существенную роль играют принятые исследователем идеалы познания, картина мира, его ценностные и иные установки, которые целенаправленно направляют творческий поиск. Во-вторых, операции формирования гипотезы не могут быть перемещены целиком в сферу индивидуального творчества ученого. Эти операции становятся достоянием индивида постольку, поскольку его мышление, воображение, фантазия и другие познавательные способности всегда формируются в контексте культуры, в которой транслируются образцы научных знаний и образцы деятельности по их производству [1]