Гипотетико-дедуктивный метод

Гuпотетuко-дедуктuвный метод - это метод анализа и по­строения эмпирическuх теорий в форме иерархии гипотез, дедуктив­ные следствия которых уже сформулированы в виде обоснованных законов и фактов.

В основе этого метода лежит метод гипотез. Гипотеза как метод включает в себя два этапа: во-первых, выдвижение и обоснование ги­потезы; Bo-вторых, ее экспериментальная проверка и обобщение зна­ния в теоретическое положение.

Учет и совместное рассмотрение критериев обоснованности и соответствия эмпирическим данным позволяют выделить несколько уровней разработанности гипотез. В зависимости от наличия эмпири­ческого и теоретического обоснования выделяют: необоснованные гипотезы, эмпирически обоснованные гипотезы, теоретически обоснованные гипотезы и полно обоснованные гипотезы (Карпович В.Н. Проблема, гипотеза, закон. - Новосибирск, 1980. - С.100-101).

Необоснованные гипотезы (гипотезы-догадки) не связаны ни с предшествующим знанием, ни с опытом. Естественно, по сути, такая связь существует, поскольку сознание исследователя может опериро­вать только наличной информацией, предшествующим знанием. Од­нако здесь отсутствуют всякая рефлексия и сознательное обоснова­ние. Доминирование этого типа гипотез характерно для созерцатель­ного знания и для вновь формирующихся теоретических дисциплин.

Эмпирически обоснованные гипотезы связаны не с наличным знанием, а с эмпирическими данными. Методы обоснования приме­няются только к обработке эмпирических данных: из них или дедук­тивно выводится существование какого-либо объекта, или редуктивно (сведение к более простым исходным началам) подыскиваются объе­диняющие их предпосылки, или индуктивно формируется некоторая наблюдаемая в них общность, или делается заключение о характере будущего опыта по аналогии. Если в научной дисциплине доминиру­ют эмпирически обоснованные гипотезы, то по объекту исследования и по способам обоснования ее квалифицируют эмпирической наукой.

Теоретически обоснованные гипотезы противоположны эмпи­рически обоснованными в том смысле, что методы обоснования связы­вают не гипотезы и опытные данные, а гипотезы и ранее имевшееся знание. Теоретически обоснованная гипотеза - это предположение, не прошедшее эмпирической проверки, выделенное из наличного знания и направляющее будущие эксперименты.

Полно обоснованные гипотезы методически согласуются не только с наличным знанием, но и с данными опыта. Преобладание та­кого рода гипотез характерно для теоретического естествознания и является признаком того, что наука сформировалась. Среди этих ги­потез выделяются законы науки. Если эти законы-гипотезы носят признаки общности и системности, служат исходными допущениями для других утверждений, то их называют принципами.

Некоторая формирующаяся наука, которую часто называют опи­сательной, постепенно накапливает множество изолированных фак­тов, обобщений и гипотез. Однако в научном познании стремятся иметь дело не с изолированными гипотезами, а с определенной их системой. Поэтому пытаются вначале выделить важнейшие обобще­ния и факты, основные гипотезы, установить между ними дедуктив­ные отношения. Далее создается гипотетическая модель или абстрактно-теоретическая схема объекта исследования, которая разверты­вается в систему гипотез.

Система гипотез представляет собой иерархию гипотез, степень абстрактности и общности которых увеличивается по мере удаления от эмпирического базиса. На самом верху располагаются гипотезы, имеющие наиболее общий характер и поэтому обладающие наиболь­шей логической силой. Из этих гипотез как посылок выводятся гипо­тезы более низкого уровня вплоть до гипотез, которые можно сопос­тавить с данными опыта. Уровни гипотез подвергаются проверке, при необходимости дополняются новыми гипотезами и перестройками теоретической модели. Как правило, выдвигается несколько конкури­рующих гипотетико-теоретических схем, реализующих ту или иную исследовательскую программу. Предпочтение отдается той модели, которая максимум ассимилирует опытное знание и предсказывает неожиданные ранее явления.

Первую попытку использования гипотетико-дедуктивного мето­да приписывают Галилею в процессе установления им закона посто­янства ускорения свободно падающих тел вблизи земной поверхно­сти. «Реставрируя» ход мыслей Галилея в современных математиче­ских терминах, Г. И. Рузавин предполагает следующий ряд гипотез.

Исходной гипотезой, обладающей наибольшей степенью общно­сти, является предположение о постоянстве ускорения свободно па­

дающих тел:

Гипотеза 1

g = d²S/dt²;

g – ускорение свободного падения;

S – путь;

t – время.

Из нее логико-математическими методами может быть получена гипотеза более низкого, второго уровня - скорость падающего тела пропорциональна времени падения:

Гипотеза 2 v = dS/dt = gt.

При дальнейшем интегрировании получают гипотезу третьего уровня - путь, пройденный падающим телом, пропорционален квад­рату времени падения:

Гипотеза 3S = gt²/2 + S_0.

Из гипотезы 3 можно получить неограниченное число частных случаев, рассматривая путь (в метрах) за одну, две, три и т.д. секун­ды, считая S₀= 0.

Гипотеза 4 S₁ = g/2 = 4,9.

Гипотеза 5 S₂ = g 4/2 = 19,6.

Гипотеза 6 S₃ = g 9/2 = 44,1.

Все перечисленные гипотезы имеют низший уровень абстракт­ности, и поэтому их можно непосредственно проверить на опыте. «Именно подтверждение таких гипотез заставило Галилея поверить в гипотезу наивысшего уровня абстрактности. Таким образом, здесь перед нами налицо все характерные особенности сравнительно про­стой гипотетико-дедуктивной системы. Каждая из последовательно рассматриваемых гипотез 1, 2, 3 имеет более низкий уровень абст­рактности, чем предыдущая. Поэтому каждая из последующих гипо­тез может быть выведена из предыдущей с помощью чисто логико­математических методов. Наконец, вся система гипотез строится с таким расчетом, чтобы обеспечить проверку гипотез самого низшего уровня непосредственно на опыте с помощью соответствующих эм­пирических изменений переменных величин, фигурирующих в гипо­тезе» (Рузавин Г.И. Методология научного исследования. - М., 1999. - С.106).

Другой пример реализации гипотетико-дедуктивного метода приводит В.Н. Карпович, анализируя открытие планеты Нептун, ко­гда частично обоснованная гипотеза была переведена в полно обос­нованную при объяснении «аномалии» в наблюдаемом поведении Урана. Аномалия заключалась в расхождении между опытными и теоретическими данными о местоположении этой планеты. Посколь­ку вычисленные координаты не соответствовали наблюдаемым, то должна была содержаться ошибка в тех допущениях, которые ис­пользовались для вычисления. Таких гипотез было четыре:

Гипотеза 1. Солнечная система представляет собой устойчивую систему из-за большой удаленности от остальных небесных тел.

Гипотеза 2. Уран является последней планетой Солнечной сис­темы, и, следовательно, его движение определяется только воздейст­вием Солнца и других планет.

Гипотеза 3. Верны законы механики Ньютона.

Гипотеза 4. Верен закон притяжения Ньютона.

Проблема объяснения обнаруженных аномалий в движении Урана заключалась в обнаружении ложного допущения среди четы­рех приведенных утверждений. Поскольку гипотезы 3 и 4 были под­тверждены независимыми проверками, подозрение падало па гипоте­зы 1 и 2. Из них первая тоже не могла подвергаться сомнению, по­скольку внешние возмущающие влияния сказывались бы не только на движении Урана, но и на движении других планет. Исходя из этих соображений, Ф. Бессель предположил, что ложной является гипотеза 2, т.е. Уран не представляет собой последней планеты Солнечной системы и что существует, по крайней мере, еще одна планета. Это предположение как раз и служит примером теоретически не полно обоснованной гипотезы.

Некоторое время спустя, Адамс (1843) и Лаверье (1846) незави­симо друг от друга и от Бесселя теоретически обосновали ту же са­мую гипотезу, но несколько более подробно, рассчитав эллиптиче­скую орбиту новой планеты, ее массу и скорость так, чтобы получен­ные параметры объясняли наблюдаемое поведение Урана. При этом проведенные вычисления имели и наблюдаемое следствие: точное указание, куда именно и в какое время следует направить телескоп, чтобы увидеть «вычисленную» планету. В ночь с 23 на 24 сентября 1846 года Галле действительно обнаружил в предсказанном месте но­вую планету и дал ей имя Нептун. Тем самым теоретически обосно­ванная гипотеза была проверена эмпирически и перешла на другой уровень, превратившись в полно обоснованную.

Рассматривая схему аргументации в приведенном примере, В. Н. Карпович пишет: «Каждое из допущений критически рассматривает­ся на предмет обнаружения наименее обоснованного, и, если таковое найдено, оно заменяется на новую, более обоснованную гипотезу. За­тем из всей суммы допущений, включая и новое, выводятся наблю­даемые следствия с помощью доступных логико-математических средств. Наконец, проводятся наблюдения для проверки этих следст­вий. Вся процедура точно укладывается в рамки гипотетико­-дедуктивного метода» (Карпович В.Н. Проблема, гипотеза, закон. ­Новосибирск, 1980. - С. 102-103).

Гипотетико-дедуктивный метод демонстрирует процесс станов­ления, развития формирующейся науки, где движение идет от фактов через иерархию гипотез к новым фактам с соответствующей коррек­тировкой некоторых гипотез и новых исследований. В развитых, стабилизированных дисциплинах, например, точного естествознания (механика, оптика, электродинамика, теория относительности, кос­мология и др.) преобладает аксиоматический способ построения теорий.