Эвристические принципы отбора гипотез

Требования к научным гипотезам, о которых говорилось выше, дают возможность исключить из рассмотрения явно не­состоятельные и неправдоподобные гипотезы. Однако они не указывают никаких путей и способов поиска более правдопо­добных гипотез. Речь в данном случае не идет о каком-то без­ошибочном способе поиска, который непременно гарантирует успех, а скорей о выработанных, научным познанием эвристи­ческих приемах и методах, облегчающих поиск истины, де­лающих его более организованным, целенаправленным и си­стематическим.

Подобные поиски новых научных истин путем формирова­ния правдоподобных гипотез и предположений стали предпри­ниматься с возникновением экспериментальной науки, изу­чающей процессы и явления природы с помощью наблюдения и опыта. Как мы видели, именно на стадии накопления и си­стематизации первоначальной информации в такой науке про­исходило установление эмпирических обобщений, гипотез и за­конов, а в связи с этим значительное распространение получил индуктивный метод.

Эйнштейн А, ИнфепьдЛ. Эволюция физики. - М.: Молодая гаардая, 1948. - С. 198.

Фрэнсис Бэкон, много сделавший для возрождения и про­паганды этого метода, считал аристотелевскую логику совер­шенно непригодной для опытных наук: «Логика, которой те­перь пользуются, — писал он, — скорее служит укреплению и сохранению заблуждений, имеющих основание в общеприня­тых понятиях, чем отысканию истины»¹. Поэтому в противовес логике дедукции, содержащейся в «Органоне» Аристотеля, он создал «Новый Органон», который, по его замыслу, должен стать инструментом для открытия новых истин в опытных нау­ках. Именно таким инструментом должны стать построенные им каноны (правила) индукции. Поскольку такие ка­ноны, по его мнению, непосредственно приводят к открытию новых научных истин, и сам путь их открытия «немногое оставляет остроте и силе дарования, но почти уравнивает их»², постольку Бэкон явно недооценивал роль гипотез в научном исследовании. Между тем без них невозможно применение са­мих канонов индукции. Чтобы убедиться в этом, рассмотрим два из них, которые позднее Дж. С. Милль назвал методами

сходства и различия.

>- Метод сходства опирается на наблюдения и позволяет выделить сходный, или точнее, общий признак у исследуемых явлений. Наличие такого признака свидетельствует о том, что именно он вызывает или порождает другое явление, т.е. служит его причиной. Метод различия вообще и единственного различия в частности основывается на наблюдении по крайней мере двух явлений, которые отличаются наличием или отсутствием у них единственного признака. Существование такого признака вы­зывает или порождает определенный результат, отсутствие — исключает его.

>• Метод различия (в отличие от метода сходства) позволяет изменять условия проведения опыта и поэтому допускает экс­периментирование с явлениями³.

Простой опыт поясняет сказанное. Мышь помещают под колокол воздушного насоса. Пока там есть воздух, она остается живой, но как только его выкачают, мышь погибает.

Анализируя эти простейшие методы индуктивного исследо­вания, которые Бэкон называл канонами открытия новых ис­тин, а Д.С. Милль — методами установления причинных зави­симостей, нетрудно убедиться, что они предполагают обраще-

ние к гипотезам. Ведь, чтобы искать общий признак у явлений, надо предположить его наличие у сходных явлений. Аналогич­но этому, для обнаружения единственного различия между яв­лениями, необходимо найти среди различных признаков имен­но тот, от которого зависит возникновение следствия. В прин­ципе, например, жизнь мыши может зависеть от множества разных факторов, но чтобы провести описанный выше опыт, надо было предварительно выдвинуть гипотезу, что причиной ее гибели в данном случае является отсутствие воздуха, содер­жащего кислород,

Таким образом, гипотеза — выступает ли она в форме науч­ного предположения или даже простой догадки — всегда лежит в основе индуктивного метода. Сам этот метод обычно приме­няется в двух основных формах: индукции посредством перечис­ления (энумеративной индукции) и индукции посредством исклю- -чения (элиминативной индукции). Нам уже неоднократно при­ходилось отмечать, что индуктивные рассуждения, как и ос­тальные правдоподобные рассуждения, могут приводить лишь к вероятностным заключениям, Поэтому создать индуктивную логику открытия в эмпирических науках нельзя, так же как нельзя построить индуктивную машину, которая бы посред­ством анализа имеющихся фактов открывала новые законы

Возникает вопрос: какую же роль индукция играет в науч­ном исследовании? Из всего сказанного выше, следует, что она способствует лишь поиску истины, делает этот поиск более це­ленаправленным и упорядоченным. А это и означает, что она играет эвристическую роль. В самом деле, посредством пере­числения фактов, подтверждающих обобщение или гипотезу, т. е. энумеративной индукции, обычно аккумулируют эмпири­ческую информацию, которая служит основанием для выдви­жения гипотезы. Но надежность такой гипотезы зависит, во-первых, от общего числа подтверждающих фактов, во-вторых, от того, насколько разнообразны такие факты. Обычно она остается правдоподобной до тех пор, пока не наталкивается на Противоречащие факты. Естественно поэтому в индуктивной Логике чаще всего обращаются к элиминативной, или исклю­чающей, индукции.

Пусть имеется множество взаимоисключающих гипотез¹:

v... v Н„. Сопоставляя их следствия с эмпирическими

¹ Данными, последовательно исключают те гипотезы, следствия ко-

 

1 Бэкон Ф. С0Ч..Т.2. - М.: Мысль, 1972. - С. 13.

² Там же. — С. 27. .

3 Рузавин Г. И. Логика и аргументация. - C.2UU-zui.

1 * — знак исключающей дизъюнкции.

торьгх опровергаются этими данными, пока не приходят к од-| ной из возможных гипотез. Этот способ часто называют! «отрицательным подходом к истине». Такой же характер по су-! ществу имеет и критерий фальсификации К. Поппера. Во всем подобных случаях индукция используется не для открытия, а| для проверки и подтверждения гипотез. Во всем дальнейшем из-1 ложении, следуя классификации умозаключений выдающегося! американского логика и философа Ч.С. Пирса, мы будем именно! в таком смысле применять индукцию. Тем не менее мы не отка-зываемся от индукции проблематической, основанной на изуче-1 нии определенной группы явлений, для получения эмпириче-1 ских обобщений и законов. В связи с этим нам представляется] совершенно необоснованной позиция К. Поппера, который полностью отвергает индукцию как способ рассуждения, по4 скольку ее заключения не имеют окончательного, достоверного! характера. Действительно, заключения индукции,в отличие от| дедукции, только правдоподобны, но дедукция делает свои вы! воды в основном от общего к частному, но чтобы получить да-1 же простейшее обобщение или эмпирически закон, необходимся обратиться к правдоподобным рассуждениям, в частности к индукции. В свою очередь такие обобщения можно проверить с помощью дедукции. Поэтому в реальном процессе научного] исследования индукция и дедукция оказываются взаимосвязан-! ными и дополняющими друг друга аспектами исследования. ] В силу сказанного, позиция К. Поппера, предлагающего] превратить процесс научного исследования в непрерывный процесс «проб и исключения ошибок», представляется нам не! убедительной. Он советует «выдвигать смелые догадки на про-] бу, чтобы исключить их потом в результате противоречия с на! блюдениями»¹. Очевидно, что не только догадки, но особенна гипотезы в ходе исследования должны подвергаться обоснова] нию и проверке, причем не только экспериментальной, но и теоретической. Ведь прежде чем ученьде предложат гипотез! для экспериментальной проверки, они немало должны потру] диться над тем, чтобы она была согласована со всем имею] щимся теоретическим и эмпирическим знанием в данной об] ласти науки. Однако, кроме наличного знания, они стремятся опереться также на некоторые общие нормы рассуждений, ко] торые можно разделить во-первых, на эвристические принципы

Л, во-вторых, регулятивные правила. Соблюдение норм в таких правдоподобных рассуждениях, как индукция, аналогия и ста­тистика, делают научный поиск более систематическим, целе­направленным и организованным и тем самым коренным обра­зом отличают его от бесцельного и неэффективного способа непродуманных догадок и опровержений. Таким образом, со­блюдение эвристических принципов делает путь к правдопо­добной гипотезе менее трудным и более надежным, хотя и не­однозначно определенным.

Обсуждение этих вопросов начнем с рассмотрения тех норм, которые отличают применение индукции в науке от ее использования в обыденном познании. Обычно в последнем случае прибегают к отдельным, изолированным обобщениям не­которой группы фактов, а само обобщение относится к непо­средственно наблюдаемым свойствам предметов и явлений. Ра­зумеется, даже накопление некоторого числа фактов с по­мощью простейшей индукции через перечисление дает иссле­дователю определенную уверенность в том, что его обобщение или гипотеза не является случайной догадкой и произвольным допущением. Дальнейшие уточнения в рамках индуктивных ме­тодов рассуждения могут способствовать корректировке и мо­дификации гипотезы.

В качестве иллюстрации обратимся к традиционному при­меру, приводимому обычно в учебниках логики для демонстра­ции недостоверного характера заключения индукции: «Все ле­беди белые». Ненадежность такого индуктивного обобщения станет ясной для всякого, кто обратит внимание на то, что в нем выбрано несущественное свойство, которое предполагается не зависящим от места обитания этих птиц, климата, характера питания и т. п. условий. Несмотря на недостоверный характер любого индуктивного обобщения, степень его правдоподоб­ности может быть увеличена за счет дополнительного исследо­вания тех конкретных условий и обстоятельств, с которым оно связано. В самом деле, в нашем примере для этого достаточно бьио выявить существенную связь цвета перьев с анатомо-Фйзиологической структурой лебедей, их зависимость от раз­личных условий окружающей среды и затем собрать факты, свидетельствующие об их окраске в разных местах обитания. Поэтому при использовании индукции в научном исследовании стремятся выявить не только сходные факты, но и факты не­сходные, отличающиеся от первых, но подтверждающие гипо-

 

1 Popper К. Conjectures and Refutations. - P. 46.

тезу. Но самое главное — свойства или отношения, которые обобщаются в индуктивном обобщении или гипотезе, должны отражать существенные, закономерные связи между исследуе­мыми свойствами предметов и явлений. В связи с этим небезынтересно рассмотреть вопрос, который в свое время за­давал Дж. С. Милль: почему иногда одного случая достаточно, чтобы убедиться в справедливости гипотезы универсального ха­рактера, тогда как бесчисленное множество сходных случаев не меняет веры в нее? Он также пытался найти такой способ рас­суждения, для которого исследования одного случая достаточ­но, чтобы убедиться в его правдоподобности, в то время как сотни сходных случаев ничего существенного не добавляют к его вероятности. Милль даже полагал, что тот, кто найдет ответ на этот вопрос, покажет, что он знает о философии логики больше, чем мудрейшие из древних, и разрешит проблему ин­дукции.

На самом деле найти ответ на миллевский вопрос сравни­тельно нетрудно, если проводить различие между разными ви­дами подтверждающих общую гипотезу случаев. Очевидно, что если рассматриваемый случай является репрезентативным для: соответствующего типа предметов или явлений, т. е. в нем внут­ренне связаны существенные их свойства, тогда отпадает необ­ходимость исследования других случаев, чтобы убедиться в| правдоподобности гипотезы. Например, из химии нам извест­но, что золото представляет собой благородный металл (атомный номер 79), желтого цвета, ковкий, химически весьма инертный, на воздухе не окисляется даже при нагревании. Все внешне наблюдаемые его свойства определяются внутренней структурой атомов. Поэтому любую металлическую вещь с та­ким свойствами мы безошибочно отнесем к золотым. Если же выбрать у разных предметов какое-либо несущественное общее свойство, то на его основании нельзя их классифицировать. Например, по зеленой окраске забора, книжного переплета, травы нельзя судить о самих носителях этого свойства, так как оно не связано с внутренней их структурой. Эти простые сооб­ражения дают возможность проводить различие между разными случаями верификации гипотез. ^ч

Если случай является репрезентативным образцом для под­тверждающих примеров обобщения или гипотезы, тогда все другие примеры будут подобны с ним и поэтому вероятность истинности обобщения будет высока. В другом случае она останется низкой.

Другая характерная особенность индуктивных обобщений в науке состоит в том, что в ней подтверждающие случаи одних гипотез подкрепляются аналогичными случаями других гипотез. Поэтому важно различать в нашем познании «общие утвержде­ния, являющиеся относительно изолированными друг от друга, от тех, которые взаимосвязаны в логическую систему и тем са­мым подкрепляют друг друга»¹. Если на ранних этапах развития науки используются преимущественно отдельные изолирован­ные обобщения и гипотезы, то в дальнейшем все больше начи­нают применяться логически взаимосвязанные и, следователь­но, подкрепляющие друг друга. Это означает, что факты, кото­рые подтверждают данную гипотезу, будут также подтверждать другие, логически связанные с ней гипотезы. Поэтому, напри­мер, наблюдения и эксперименты, подтверждающие гипотезу Галилея о постоянстве ускорения свободно падающих тел, од­новременно подтверждают гипотезу всемирного тяготения, вы­двинутую Ньютоном, поскольку первая гипотеза может быть логически выведена из второй.

В отличие от индукции и других форм правдоподобных умозаключений, которые используются во всех науках, регуля­тивные правила имеют более специальный и частный характер и поэтому применяются лишь в отдельных областях науки, в особенности достигших достаточной теоретической зрелости. Так, например, в физике при построении квантовой теории с успехом был использован принцип соответствия. Согласно этому принципу, основные понятия и исходные посылки двух родственных теорий, например, классической и квантовой ме­ханики определенным образом соответствуют друг другу, так что в предельном случае посылки квантовой теории переходят в посылки классической теории. В свою очередь, посылки классической механики можно было использовать в качестве эвристического средства для нахождения посылок квантовой механики. Впервые такую попытку «применения квантовой теории на такой точке зрения, которая дает надежду рассмат­ривать теорию квантов как рациональное расширение наших обычных представлений»² предпринял выдающийся датский физик Нильс Бор. В неявной форме принцип соответствия

¹ Cohen M., Nagel E. An introduction to Logic and Scientific Method-L., Routledge &
Paul, 1964.-. P. 281.

² Бор Н. Избранные научные труды. T.I. — M.: Наука, 1970. — С. 334.

Рузавин Г.И.

применялся уже при концептуальной проверке специальной и общей теории относительности¹.

Другими широко известными эвристическими средствами научного поиска являются мысленный эксперимент и построение различных видов моделей изучаемых процессов. Мысленный эксперимент дает возможность отвлечься от целого ряда огра­ничений реальных процессов, идеализировать их и тем самым рассматривать в предельных условиях и состояниях. Так, на­пример, к закону инерции основоположники механики Галилей и Ньютон пришли в результате идеализированного экспери­мента, ибо никакой реальный эксперимент не дает возмож­ности освободиться от воздействия на тело внешних сил. Не­редко обращался к мысленному эксперименту и создатель тео­рии относительности А. Эйнштейн. Как вспоминал М. Борн, мысленный эксперимент со свободно падающим лифтом по­служил для него «путеводной нитью в создании общей теории относительности»².

Построение моделей, причем не только наглядных, но так­же концептуальных и математических, сопровождает процесс научного поиска от его начала до конца, давая возможность охватить в единой системе наглядных или абстрактных образов основные особенности исследуемых процессов. В последние годы с появлением быстродействующих компьютеров стало возможным строить более сложные математические модели. Сравнивая различные варианты компьютерных моделей, можно выбирать наиболее оптимальные значения величин сложных реальных процессов и таким способом осуществлять компью^ терный, или вычислительный, эксперимент.

Возвращаясь к вопросу о роли эвристических методов и средств научного поиска, в частности индукции и других прав­доподобных рассуждений, следует особо подчеркнуть, что они осуществляют скорей нормативную, чем прескриптивную функцию. Так, уже правила дедукции устанавливают нормы, соблюдение ко­торых обеспечивает логическую обоснованность доказательства, но они не содержат предписания, с помощью которых можно бы­ло бы выводить теоремы из аксиом. Для индукции вообще не су­ществует каких-либо точных правил, и поэтому ее нормы пред-

¹ Буше М. Философия физики. — М.: Прогресс, 1975. — С. 289.

² Борн М. Физика и теория относительности//Эйнпггейн и развитие физико-
математической мысли. — М.: Изд-во АН СССР, 1962. — С. 81.

ставляют собой скорей рекомендации для целенаправленного и си­стематического поиска, чем строгие правила или алгоритмы.

Критическое отношение к классической теории индукции ясно выявилось в середине прошлого века и обычно связывает­ся с именами таких ученых, как У. Узвелл, Д. Гершель, Ю. Либих и др. Наиболее четко это отношение было сформу­лировано У. Уэвеллом, который подчеркивал, что научное от­крытие представляет собой «счастливую догадку», а не индук­тивное заключение из опыта. По его мнению, роль индукции состоит скорее в экстраполяции, или распространении такой догадки на новые случаи. Поскольку процесс открытия новых истин не поддается логическому контролю, то такому контролю должна быть подвергнута проверка выдвигаемых гипотез с по­мощью дедукции из них следствий. «Частные факты, которые служат основой индуктивного вывода, — писал Уэвелл, — яв­ляются заключением в логической цепи дедукций. И таким об­разом дедукция устанавливает индукцию»¹. Отсюда становится ясным, что процесс научного открытия начинается со «счастливой догадки», которая затем с помощью индукции рас­пространяется на другие случаи и обобщается. Наконец, из этого обобщения посредством дедукции выводятся логические следствия, которые подвергаются эмпирической проверке. Та­ким образом, подход Уэвелла можно рассматривать скорее как индуктивно-дедуктивный, чем гипотетико-дедуктивный. По­следнее название он приобрел уже в нашем столетии под влия­нием критики индукции и ограничения задач логики и методо­логии научного познания контекстом обоснования новых идей и гипотез.

Основная литература

Баженов Л.Б. Основные вопросы теории гипотезы. — М.:

Высшая школа, 1961.

Копнин П.В. Гипотеза и познание действительности. —

Киев.: Наукова думка, 1962.

Поппер К. Логика и рост научного знания — М.: Прогресс, 1983.

Рузавин Т.Н. Методы научного исследования — М.> Мысль,

1974.

Whewell W. Nowum Organon Renovatum. — London, 1958. — P. 114.

Дополнительная литература

Введенский А.И. Логика как часть теории познания. — Пет­роград, 1917.

Пойа Д. Математика и правдоподобные рассуждения. — М.: Изд-во иностр. лит., 1957. Пуанкаре А. О науке. — М.: Наука 1983.