Фальсификация

Фальсификация (от лат. ложный и делаю) – процедура, устанавливающая ложность теории или гипотезы в результате эмпирической проверки.

Итак, новую модель взаимоотношения теории и опыта предложил К.Поппер. Основная функция эмпирического опыта в науке состоит, согласно Попперу, не в том, чтобы доказывать или подтверждать истинные гипотезы и теории, а в том, чтобы опровергать ложные научные гипотезы.

С логической точки зрения процесс фальсификации описывается схемой модус толленс. Посредством этой схемы от утверждения условного высказывания и отрицания его следствия осуществляется переход к отрицанию основания данного высказывания. Например:

-если гелий металл, он электропроводен;

-гелий неэлектропроводен;

-следовательно, гелий – не металл

Когда речь идет об изолированном предложении или гипотезе невысокого уровня общности и абстрактности, фальсифицирующий вывод часто оказывается полезным и помогает отсечь ложные предложения. Однако если мы рассматриваем сложную иерархически упорядоченную систему предложений – а именно, теорию, то дело обстоит иначе. Процедура фальсификации обнаруживает только столкновение теории с фактом, но не говорит нам, что является ложным, теория или факт? К тому же из одной теории обычно нельзя вывести эмпирического предложения. Для этого к теории нужно присоединить специальные правила, дающие эмпирическую интерпретацию терминам теории, и предложения, описывающие конкретные условия эмпирической проверки.

Если из эмпирической гипотезы вытекают следствия, которые оказываются ложными в ходе их сопоставления с данными наблюдения и эксперимента, то согласно правилу дедуктивной логики modus tollendo ponens мы с логической необходимостью должны заключить о ложности самих гипотез. (см. соответствующий раздел пособия)

Доказательство ложности научных гипотез с помощью эмпирического опыта получило название фальсификации, а потенциальная фальсифицируемость знания является, согласно Попперу, необходимым признаком его научности. Прогресс научного знания заключается в том, что более информативные гипотезы вытесняют менее информативные. Истина – это не реальное свойство научных систем знания, а только тот идеал (ценность), к которому они стремятся. Более подробно о фальсификации изложено в разделе, касающемся проблем динамики и роста научного знания.

Экстраполяция

Экстраполяция – экстенсивное приращение знания путем распространения следствий какой-либо гипотезы или теории с одной сферы описываемых явлений на другие сферы. В качестве примера приводят перенесение И.Ньютоном законов земной механики на небесную, а также тот факт, что закон теплового излучения М.Планка, согласно которому энергия излучения может передаваться только отдельными порциями – квантами, был экстраполирован А.Эйнштейном на объяснение природы фотоэффекта. Экстраполяция расширяет потенциал научных понятий и теорий, увеличивает их информационную емкость, усиливает предсказательные возможности теории в обнаружении новых фактов.

 

Метод дедукции и логическое исчисление

Индуктивный метод обработки эмпирических фактов дополняется дедукцией. Под дедукцией в научном исследовании понимают не только метод перехода от общих суждений к частным, но всякое необходимое следование по законам и правилам логики из одних высказываний, рассматриваемых в качестве посылок, других высказываний (следствий).

Итак, дедуктивный вывод представляет собой цепь утверждений, каждое из которых есть или посылка или утверждение, непосредственно следующее по законам и правилам логики из утверждений, уже имевших место в этой цепи.

Вот этот необходимый характер следования и делает получаемое знание не вероятным, как в случае с индукцией, а достоверным, что резко повышает его ценность для науки. В дедуктивном выводе различают два аспекта логического следования: содержательный, или семантический, и формальный, или синтаксический. В первом случае логическое следование зависит от смысла (и содержания) высказываний, входящих в дедуктивные рассуждения, и от смысла логических констант (и, или, если…то), используемых при этом. Во втором случае логическое следование определяется запасом средств, относящихся к некоторой логической системе, т.е. аксиомам, теоремам, дедуктивным правилам. Это так называемая формальная выводимость. В целом же лежащее в основе дедуктивного вывода отношение логического следования является единством этих двух аспектов.

Исчисление

Исчисление – основанный на четких правилах формальный аппарат оперирования со знаниями определенного вида, позволяющий дать точное описание некоторого класса задач, а для отдельных подклассов – и алгоритм решения.

Логическое исчисление строится на базе некоторого формализованного языка. Задается набор исходных символов, из которых с помощью четко определенных правил строятся формулы рассматриваемого исчисления. Некоторые из этих формул выбираются в качестве аксиом, из которых с помощью правил преобразования получают новые формулы, называемые теоремами. После того, как к исчислению добавляется интерпретация, придающая значение ее исходным символам и формула, исчисление превращается в язык, описывающий некоторую предметную область.

Взаимосвязь дедукции и индукции

Объективной основой индукции и дедукции является взаимосвязь отдельного и общего. Как в объективной действительности отдельное существует в той связи, которая ведет к общему, так и в мышлении индуктивное движение знания от единичного (частного) к общему с самого начала взаимосвязано с противоположным процессом движения знания от общего к единичному (частному). Ведь то общее, из которого дедуцируется частное, само часто является продуктом индуктивного обобщения. Это проявляется в том, что единичные факты, на основе обобщения которых индукция строит общие утверждения, являются объясненными, когда они включены в некоторую стабильную систему понятий, из которой они могут быть получены дедуктивным путем.

Индуктивному обобщению подлежат не любые свойства, отношения предметов объективного мира, а только такие, которые так или иначе связаны между собой, и индуктивное обобщение будет тем верней, чем на более глубоких внутренних существенных связях оно базируется, а это предполагает дедуктивное знание, которое есть форма проявления сущности, развертывание необходимого знания. Процесс индукции необъясним вне дедуктивного знания. В формировании общих посылок дедуктивных умозаключений существенную роль играют обобщения наблюдений и экспериментов, связанные с индуктивными процессами. Каждое эмпирическое экспериментальное исследование является теоретически нагруженным, поскольку выполняется на основе тех или иных гипотез. Эти общие гипотезы часто позволяют на основе использования средств дедуктивного вывода предсказывать исход эксперимента. Дедукция связана с объяснением наблюдаемых явлений. Если объясняемое явление заранее дано, то его можно объяснить через общий закон: все металлы электропроводны, а данное вещество – металл, поэтому оно также электропроводно.

 

Таким образом, отпадает вопрос, что чему предшествует, как невозможно сказать предшествует ли общее единичному или единичное общему. Дедукция и индукция тесно связаны между собой, как синтез и анализ; надо каждую применять на своем месте, а это возможно, если не упускать наличие связей и взаимное дополнение ими друг друга.

 

Аналогия– (с греч. пропорция, затем – сходство, подобие) – сходство между предметами и явлениями. Умозаключение по аналогии (или просто аналогия) – это индуктивное умозаключение, когда на основе сходства двух объектов по каким-то одним параметрам делается вывод об их сходстве по другим параметрам. Например, планеты Марс и Земля во многом сходны: они расположены рядом в Солнечной системе, на обеих есть вода и атмосфера. И поскольку на Земле есть жизнь, делается предположение о наличии жизни на Марсе. Однако это заключение является только правдоподобным.

Аналогия– понятие, известное со времен античной науки. Уже тогда было замечено, что уподобляться друг другу, соответствовать и быть сходным по своим свойствам могут не только предметы, но и отношения между ними.

Выделяют аналогию свойств, а также аналогию отношений. Например, в известной планетарной модели атома его строение уподобляется строению Солнечной системы: вокруг массивного ядра на разных расстояниях от него движутся по замкнутым орбитам легкие электроны, подобно тому, как вокруг Солнца обращаются планеты. Атомное ядро не похоже на Солнце, а электроны – на планеты; но отношение между ядром и электронами во многом подобно отношению между Солнцем и планетами. Продолжая это сходство, можно предположить, что электроны, как и планеты, движутся не по круговым, а по эллиптическим орбитам.

Сходство сопряжено с различием и без различия не существует. Аналогия всегда является попыткой продолжить сходство несходного, причем продолжить его в новом, неизвестном направлении. Она не дает достоверного знания: если посылки рассуждения по аналогии истинны, это еще не означает, что и его заключение будет истинным. Аналогию, дающую высоко вероятное знание, называют строгой или точной. Научные аналогии обычно бывают строгими. Умозаключения по аналогии, нередкие в повседневной жизни, в отличие от научных, не особенно строги, даже поверхностны. Говоря о ненаучной аналогии, можно сформулировать следующее ее определение: это ассоциация мыслей о разных предметах.

Научная аналогия – это умозаключение, в ходе которого на основании обнаружения сходства или общности ряда существенных признаков у двух объектов или частичного тождества соотношений их элементов и учета различий между ними в других отношениях делается вывод о том, что одному из них присущи такие свойства, которые обнаружены при исследовании другого объекта (модели).

Особенность способа получения выводов по аналогии в логике получила название традукции – перенос отношений (свойств, функций) от одних предметов на другие. Традуктивный способ рассуждений используется при сопоставлении различных предметов по количеству, качеству, пространственному положению, временной характеристике, функциональным параметрам структуры.

Для повышения вероятности выводов по аналогии необходимо стремиться к тому, что было схвачено и выражено в действительности, а не кажущееся сходство сопоставимых объектов. Желательно, чтобы эти объекты были подобны в важных и существенных признаках, а не в случайных и второстепенных деталях. Полезно также, чтобы круг совпадающих признаков был как можно шире. Но наиболее важен для строгости аналогии характер связи сходных признаков предметов с переносимым признаком. Информация о сходстве должна быть того же типа, что и информация, распространяемая на другой предмет. Если исходное знание внутренне не связано с переносимым признаком, вероятность вывода заметно возрастает. При построении аналогии следует учитывать не только сходные черты сопоставимых объектов, но и их различия. Если последние внутренне связаны с признаком, который предполагается перенести с одного объекта на другой, аналогия окажется маловероятной.

Обращение к аналогии может диктоваться разными задачами. Она может привлекаться для получения нового знания, для того, чтобы менее понятное сделать более понятным, представить абстрактное в доступной форме, конкретизировать отвлеченные идеи. По аналогии можно рассуждать о том, что недоступно прямому наблюдению. Аналогия может служить средством выдвижения новых гипотез, она является своеобразным методом решения задач путем сведения их к ранее решенным.

Рассуждение по аналогии дало науке много блестящих результатов. В 17 веке движение крови в организме сравнивали с морскими приливами и отливами. Аналогия с насосом привела к идее непрерывной циркуляции крови. А Д.Менделеев, построив таблицу химических элементов, нашел, что три места в ней остались незаполненными. На основе известных элементов, занимающих аналогичные места в таблице, он указал на количественные и качественные характеристики трех недостающих элементов, и вскоре они были открыты. Аналогия между живыми организмами и техническими устройствами лежит в основе бионики, использующей открытые закономерности структуры и жизнедеятельности организмов при решении инженерных задач и построении технических систем.

Аналогия является мощным генератором новых идей и гипотез. Аналоговые переносы представляют собой достаточно твердую почву для контролируемого риска. С их помощью мобилизуются решения, уже доказавшие свою работоспособность, устанавливаются связи между новыми идеями и тем, что уже считается достоверным знанием.

Вместе с тем аналогии, и в особенности аналогии отношений, могут быть чисто внешними, надуманными, подменяющими действительные взаимосвязи вещей. Подобного рода употребления были обычны в средневековом мышлении, на них опираются магия, гадания, прорицания.

Следует помнить, что умозаключение по аналогии— вид недедуктивного (т.е. нестрогого, правдоподобного) вывода, при котором предполагается заключение о наличии более широкого множества сходных свойств.Если предметы А и В сходны в таких-то отношениях, значит, они сходны также и в других отношениях. Тем самым аналогия дает не достоверное, а вероятное знание. При выводе по аналогии знание, полученное из рассмотрения какого-либо объекта (или модели), переносится на другой объект, менее изученный и менее доступный для исследования.

Рассуждения по аналогии применяются в науке весьма часто. Плодотворной была аналогия между звуковыми и световыми явлениями. Сравнение явлений звука и света показало, что они обладают рядом сходных свойств: прямолинейностью распространения, отражением, преломляемостью, интерференцией. Кроме того, было известно, что звук вызывается периодическими движениями. На основании сходства прежних свойств, было сделано предположение, что и свет вызывается подобными же движениями. Это привело к открытию световой волны. Или, например, сходство между явлениями в электрической машине и молнией привели Б.Франклина к изобретению громоотвода. Тысячи веществ создали химики по аналогии с их природными соединениями. Показательна роль аналогии в творчестве Ч.Дарвина.

Аналогии необходимы тогда, когда изучаемый оригинал, не будучи конкретно выраженным, не дает уму познавательных представлений. Аналогия является средством конкретизации мысли. Роль научных абстракций велика. В сравнении с чувственно-наглядными образами они отражают действительность глубже, избавляют науку от частного и одностороннего. Но сами по себе они не являются целью познания. Целью познания является конкретный анализ явлений действительности. В этой связи мыслить абстрактно – значит ставить и решать вопросы в самом общем плане. Кто мыслит абстрактно, спрашивал Гегель в одноименной работе, и отвечал – необразованный человек, а вовсе не просвещенный. Будучи средством, наводящим на путь открытий, аналогия непригодна для доказательства и опровержения суждений. Поэтому незнакомые с логикой часто попадают в заблуждение, выдавая вероятные умозаключения по аналогии за доказательства своих утверждений. Аналогия – это вспомогательный прием, один из методов познания, прием объяснения и конкретизации знания.

Однако выводы по аналогии могут давать достоверные результаты, если между сравниваемыми системами имеет место отношение изоморфизма или гомоморфизма. Системы называются изоморфными тогда и только тогда, когда каждому элементу, свойству или отношению одной системы соответствует единственный элемент, свойство или отношение другой системы, и наоборот. Отсутствие обратного отношения между элементами делает системы гомоморфными. Отношение изоморфизма рефлексивно, симметрично и транзитивно; отношение гомоморфизма рефлексивно, транзитивно, но не симметрично. При изучении и использовании изоморфных систем разрешается взаимный перенос результатов с одной системы на другую. В отличие от изоморфизма гомоморфизма позволяет перенести знания с одной, более простой системы, на другую, но не наоборот: любые сведения, извлекаемые из верной географической карты, мы переносим на местность, но не все, что имеется на местности, фиксируется географической картой.