Виды гипотез. Требования, предъявляемые к научным гипотезам.
Проблема различения науки и лженауки является весьма сложной. Сегодня существует множество лженаучных концепций, некоторые из которых пытаются представиться как научные. Особенно сложно отличить от научных теорий те, которые создаются самими учеными и являются либо заблуждением, либо намеренной фальсификацией. Требуется неĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ правило, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ позволило бы отличить научную концепцию от лженаучной уже в момент появления. При этом все попытки найти точный формальный критерий до сих пор остаются безуспешными. Правила, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ позволяло бы достоверно определить научность гипотез, не существует.
Философы – постпозитивисты К.Поппер и Т.Кун показали, что научные представления изменяются со временем. Те теории, которые когда-то признавались научными, позднее могли быть отвергнуты как ненаучные. И наоборот, чересчур смелая гипотеза, которая не признавалась сначала научным сообществом, могла быть классифицированная как научная, после того как была подтверждена экспериментально. Совокупность теорий, которые считаются научными, был в разное время разным. По этой причине нам представляется, что построить точный критерий для такого изменяющегося объекта вряд ли возможно в принципе.
Витгенштейн предложил использовать для характеристики понятий с нечеткими границами семейные сходства. В "Философских исследованиях" Витгенштейн пишет о языковых играх и замечает, что нет такого свойства, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ было бы присущим для всех игр.
Размещено на реф.рф
"Мы видим сложную сеть подобий, накладывающихся друг на друга и переплетающихся друг с другом, сходств в большом и малом" . Каким образом должен строиться критерий для понятия с нечеткими границами?
Рассмотрим сначала то, как формулируется критерий в том случае, в случае если считать понятие точно определенным. (Примером таких понятий могут служить математические понятия.) Стандартный критерий формулируется следующим образом:
"Объект x обладает свойством A тогда и только тогда, когда x находится в отношениях B1 с объектами x1, x2, ..., xn; в отношениях B2 с объектами y1, y2, ..., ym и т.д.".
Формально данный критерий должна быть записан:
A(x) Û B1(x; x1, x2,.. xn) Ù B1(x; y1, y2,.. ym) Ù B1(x; z1, z2,.. zl).
где x – имя определяемого объекта;
xi, yi, ..., zi – имена некоторых объектов;
A – одноместный предикат;
B1, B2, …, Bk – некоторые предикаты, которые показывают отношения объекта x с объектами.
В случае если понятие не имеет четких границ, то мы не можем требовать, чтобы x обладал перечисленными отношениями с крайне важно стью. Тогда в формулировке критерия для нечетких понятий конъюнкция отношений заменится на дизъюнкцию:
A(x) Û B1(x; x1, x2,.. xn) Ú B2(x; y1, y2,.. ym) Ú…Ú Bk (x; z1, z2,.. zl). (1) Чтобы x обладал свойством A крайне важно и достаточно, чтобы хотя бы одно условие выполнялось, то есть, чтобы хотя бы один предикат B1, B2, …, Bk был истинным.
При этом, это условие недостаточно жесткое для наших целей. Дело в том, что некоторые свойства могут оказаться присущими какой-нибудь из лженаучных теории. Мы предполагаем, что научная гипотеза характеризуется большим числом перечисленных свойств, чем ненаучная в связи с этим для того, чтобы построить рабочий критерий требуется ограничить снизу количество характеристик которые должны быть истинными
Обозначим через m минимальное количество свойств или отношений, которыми должен обладать объект x, для того, чтобы мы могли сказать: "x имеет свойство A". Учитывая, что P(x) = 1, в случае если P(x) – истинно и P(x) = 0, в случае если P(x) – ложно, запишем формально ограничение на количество отношений, в которых должен находиться объект x с объектами xi, yi, ..., zi.
B1 (x; x1, x 2,.. xn) + B2 (x; y1, y2,.. ym) +…+ Bk (x; z1, z2,.. zl) ³ m. (2) где 1 £ m £ k.
Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, условие (2) позволяет отбросить те объекты, которые имеют недостаточное количество требуемых характеристик. Теперь "x имеет свойство A" если и только если x обладает не менее чем m свойствами и отношениями.
Реально часто оказывается, что свойства не равноценны между собой. Наличие некоторых свойств может оказаться более существенным, чем наличие каких-нибудь других. Чтобы это пояснить рассмотрим пример.
Среди требований, которые предъявляются к научным теориям, фигурируют, в частности, требования логической непротиворечивости и эмпирической подтверждаемости. В случае если проверяемая теория является естественно-научной, то требование эмпирической подтверждаемости является более важным. Требование логической непротиворечивости в естественных науках не столь важно. Новая эмпирическая теория, как правило, в какой-то момент времени противоречит некоторым из сложившихся убеждений. При этом, в случае если речь идет о математической теории, то требование логической непротиворечивости является необходимым.
Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, нам требуется приписать веса нашим предикатам, которые мы обозначим bi. Эти веса позволяют отразить степень значимости того или иного признака для объектов данного вида.
b1 * B1(x; x1, x2,.. xn) + b2* B2(x; y1, y2,.. ym) +…+ bk* Bk (x; z1, z2,.. zl) ³ m. (2")
где bi такие, что 0 £ bi < 1; и b1 + b2 +…+ bk = 1.
Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, окончательный вид критерия для нечетких понятий, построенный по правилу семейных сходств, формально записывается формулами (1) и (2").
Чтобы продемонстрировать то, как можно использовать критерий, построенный с использованием правила семейных сходств для нечетких понятий, рассмотрим его приложение к оценке выдвигаемой гипотезы на научность. Оценка новых теорий на научность особенно затруднительна в момент их появления. По этой причине чтобы продемонстрировать, каким образом должна быть использован данный критерий, рассмотрим как строится данный критерий для определения научности гипотезы.
Переменная x обозначает проверяемую на научность гипотезу, одноместный предикат A(x) имеет значение "истина" если гипотеза x научна. Опираясь на исследование Л.Б.Баженова, перечислим признаки, которыми характеризуется научная гипотеза. "От простой догадки гипотеза отличается рядом весьма важных ограничений" . Этими ограничениями являются следующие требования:
· непротиворечивости известным фактам;
· непротиворечивости новой гипотезы установившимся теориям;
· эмпирической проверяемости;
· приложимость к возможно более широкому кругу явлений;
· предсказательная сила гипотезы;
· простота.
Рассмотрим эти требования подробнее.
Требование непротиворечивости известным фактам обозначает то, что научная гипотеза должна быть в согласии с известным фактическим материалом. В случае если обозначить через Ai предложение о фактах, то это условие запишется следующим образом:
x Ù (A1 Ù A2 Ù… Ù An) a B ÙØ B,
где B неĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ утвердительное предложение. При этом это требование не должна быть необходимым, так как бывают случаи, когда интерпретация фактов должны быть пересмотрены под влиянием гипотезы, и в результате факты получают новую интерпретацию.
К примеру, при разработке волновой гипотезы света гипотеза Френеля противоречила очевидному, казалось бы факту. В случае если между экраном и точечным источником света поместить непрозрачный диск, то на экран отбрасывается тень в форме круга. Из волновой гипотезы Френеля следовало, что в центре тени должно быть небольшое светлое пятно. Более тщательные эксперименты показали, что в центре тени действительно образуется светлое пятно, так что отброшенной оказалась не новая гипотеза, а казавшийся достоверным факт.
Для выдвигаемой гипотезы необходимым требованием является согласие с установившимися законами. Научная гипотеза является частью системы развивающегося научного знания, в связи с этим, она должна быть согласована с основными установившимися законами, теориями и т.п. В случае если множество сложившихся представлений обозначить как множество высказываний T, то можно требование непротиворечивости новой гипотезы x сложившимся представлениям записать в виде:
x È T a B Ù Ø B,
где B неĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ высказывание.
Это требование не является необходимым, так как вновь выдвигаемые гипотезы часто приходят в противоречие с ранее существовавшими научными положениями, что и обеспечивает прогресс науки.
Требование эмпирической проверяемости следствий очень важно для определения статуса гипотезы. Гипотеза содержит предположения о причинах явлений (объяснительная гипотеза) и о связях явлений между собой (описательная гипотеза), которые не бывают установлены непосредственно из опыта. Проверка гипотезы производится путем сопоставления выводимых из гипотезы следствий с фактами. Возможность вывести проверяемые следствия позволяет перейти от предположений к наблюдаемым явлениям. Гипотеза может оказаться эмпирически непроверяемой, но допускающей возможность косвенных проверок.
При этом следует различать невозможность проверки гипотезы, которая обусловлена несовершенством экспериментальной техники, и принципиальную ненаблюдаемость, когда наблюдаемые следствия не бывают выведены в принципе. Тем гипотезам, которые принципиально ненаблюдаемы, следует отказать в научности. Это требование защищает науку от введения в нее непроявляющихся сущностей, некоего рода "вещей в себе". Требование выводимости наблюдаемых следствий можно записать в виде [(x È T) a A] Ù , где A предложение наблюдения. Требование приложимости гипотезы к возможно более широкому кругу явлений ограничивает доступ в науку доступ гипотез ad hoc. Гипотеза, первоначально выдвинутая для объяснения некоторого явления, должна быть способна при некоторых коррективах описать более широкий класс явлений. В случае если гипотеза придумывается для объяснения только некоторого опытного факта и не ведет ни к каким другим следствиям, то она носит характер гипотезы ad hoc. Подлинно научная гипотеза выходят за пределы узкой области явлений, позволяет предсказывать новые явления, соотношения и законы. Это требование также не должна быть абсолютизировано, так как гипотезы могут выдвигаться и об уникальных явлениях. (К примеру, о движениях комет.)
Предсказательная сила гипотезы делает ее плодотворной для открытия новых явлений, фактов и соотношений.
Требование простоты гипотезы предписывает объяснять как можно большее число явлений через как можно меньшее число причин. Это требование отражает убеждение ученых в существовании некоторой единой объективной структуры мира. На предмет простоты можно сравнивать между собой только гипотезы, выдвинутые для объяснения сходных явлений.
Этот перечень свойств может оказаться несовершенным. Возможно, он нуждается в дополнении новыми требованиями, а возможно, что некоторые из приведенных выше свойств избыточны. Такой недостаток приведенного выше критерия научности гипотезы, построенному по правилу семейных сходств, легко исправляется изменением состава предикатов.
Возможно, что ни одна из проверяемых научных гипотез не будет обладать всеми перечисленными качествами одновременно. Также возможно, что существуют лженаучные теории, которые могут обладать некоторыми из перечисленных свойств. По этой причине потребуется задать какой-то допустимый минимум m количества свойств. Для определения этого числа требуется провести калибровку – рассмотреть ряд примеров научных и ненаучных гипотез и просчитать количество свойств, которые были присущи тем и другим. При этом следует учитывать, что с течением времени мог изменяться и состав и важность требований, которые предъявлялись к научным теориям. Определение значения этого числа является делом конвенции и зависит, в частности, от общего числа характеристик.
Чем ближе это число к общему числу характеристик, тем более жестким является критерий. Задание значений весов bi является также делом конвенции и зависит, в частности, от конкретной области применения. К примеру, в случае если критерий применяется для оценки исторических гипотез, то требование приложимости гипотезы к возможно более широкому кругу явлений является несущественным, так как историческая наука имеет дело с единичными явлениями, в связи с этим соответствующему коэффициенту bi должна быть приписан исчезающе малый вес.
Среди достоинств критерия, построенного по правилу семейных сходств, можно указать следующие. Он лучше отражает положение дел в случае нечетких понятий. Возможность изменять и перестраивать критерий в случае изменения состава требований и их значимости в данный момент времени и для данной сферы применения.
Данный критерий смещает проблему из области расплывчатых философских рассуждений в область проверок, которые доступны интерсубъективно. (Логический анализ, эмпирическая проверяемость.)
Работа с критерием предполагает активную роль научного сообщества в решении вопросов состава свойств, определении степени их значимости, количества свойств, которые должны выполняться. Вместе с тем, данный критерий позволяет количественную оценку.
Среди недостатков критерия можно указать следующие. В построении критерия чересчур большую роль играет конвенция, что не исключает возможность спекуляций. По этой причине требуется тестирование критерия на некотором количестве примеров. При этом при такой проверке следует обращать внимание на то, что требования к научным теориям бывают различными в разное время, и желательно опробовать критерий на примерах тех гипотез, к которым предъявляются требования, аналогичные современным.
Решающая роль отводится научному коллективу, который представляет собой сложный субъект, и, следовательно, не застрахован от ошибок, проистекающих от субъективного видения.
Научные гипотезы при нормальном ходе развития науки проходят естественный отбор.
Размещено на реф.рф
Существует мнение, что если в ход развития науки не вмешиваются неспециалисты, то опасности возникновения лженаучных теорий просто не возникает. "В случае если научная ценность работы определяется не приказом администратора, а общественным мнением больших коллективов, вероятность ошибки минимальна" . При этом, административные структуры руководствуются, как правило, не научной ценностью поддерживаемой или отвергаемой теории, а политическими интересами. В случае если это так, то предлагаемый критерий является бесполезным.
Этот критерий не может дать представления о механизмах выбора альтернативных теорий. Наши предпочтения, которые обуславливают наш выбор, часто являются нерациональными. При этом, возможно, что критерий, построенный с использованием правила семейных сходств, позволит отличать ложные и ненаучные теории.
Виды гипотез. Требования, предъявляемые к научным гипотезам. - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Виды гипотез. Требования, предъявляемые к научным гипотезам." 2017, 2018.
Прежде чем гипотеза станет правдоподобным предположением, она обязана пройти стадию предварительной проверки и обоснования. Такое обоснование должно быть как теоретическим, так и эмпирическим, поскольку любая гипотеза в опытных науках опирается на все предшествующее знание и строится в соответствии с имеющимися фактами. Однако сами факты, или эмпирические данные, не определяют гипотезу: для объяснения одних и тех же фактов можно предложить множество различных гипотез. Чтобы отобрать из этого множества те гипотезы, которые ученый может подвергнуть дальнейшему анализу, необходимо наложить на них ряд требований, выполнение которых будет свидетельствовать о том, что они не являются чисто произвольными предположениями, а представляют научные гипотезы. Это, конечно, не означает, что такие гипотезы непременно окажутся истинными или даже очень вероятными. Окончательным критерием их истинности служит опыт, практика.
Но предварительная стадия обоснования необходима для того, чтобы отсеять заведомо неприемлемые, крайне маловероятные гипотезы.
Вопрос о критериях обоснования гипотез самым тесным образом связан с философской позицией ученых. Так, представители эмпиризма настаивают, чтобы всякая гипотеза опиралась на непосредственные данные опыта. Защитники рационализма склонны подчеркивать в первую очередь необходимость связи новой гипотезы с имеющимся теоретическим знанием (более ранние представители рационализма требовали согласия гипотезы с законами, или принципами, разума).
4.4.1. Эмпирическая проверяемость
Требование эмпирической проверяемости является одним из тех критериев, которые дают возможность исключать из опытных наук всякого рода спекулятивные предположения, незрелые обобщения, произвольные догадки. Но можно ли требовать непосредственной проверки любой гипотезы?
В науке редко бывает, чтобы любая гипотеза оказывалась непосредственно проверяемой данными опыта. От гипотезы до опытной проверки существует значительная дистанция: чем глубже по своему содержанию гипотеза, тем больше эта дистанция.
Гипотезы в науке, как правило, существуют не обособленно друг от друга, а объединены в определенную теоретическую систему. В такой системе встречаются гипотезы разного уровня общности и логической силы.
На примере гипотетико-дедуктивных систем классической механики мы убедились, что в них не каждая гипотеза допускает эмпирическую проверку. Так, в системе гипотез, законов и принципов классической механики принцип инерции (всякое тело остается в покое или движется прямолинейно с постоянной скоростью, если оно не подвержено действию внешних сил) нельзя проверить ни в каком реальном опыте, ибо фактически невозможно полностью абстрагироваться от действия всех внешних сил, таких, как силы трения, сопротивления воздуха и т.д. Так же обстоит дело со многими другими гипотезами, входящими в состав определенной научной теории.
Поэтому о правдоподобии таких гипотез мы можем судить лишь косвенно, через непосредственную проверку тех следствий, которые вытекают из этих гипотез. Кроме того, во всякой теории существуют промежуточные гипотезы, которые связывают эмпирически непроверямые гипотезы с проверяемыми. Такие гипотезы не нуждаются в проверке, ибо они играют в теории вспомогательную роль.
Сложность проблемы проверки гипотез проистекает также из того, что в реальном научном знании, в частности в теориях, одни гипотезы зависят от других, подтверждение одних гипотез служит косвенным свидетельством правдоподобия других, с которыми они связаны логическим отношением. Поэтому тот же принцип инерции механики подтверждается не только теми эмпирически проверяемыми следствиями, которые из него вытекают непосредственно, но также следствиями других гипотез и законов. Именно поэтому принципы опытных наук настолько хорошо подтверждаются наблюдениями и экспериментом, что их считают практически достоверными истинами, хотя они и не обладают характером той необходимости, которая присуща аналитическим истинам. В естествознании часто в качестве принципов выступают наиболее фундаментальные законы науки; например, в механике такими принципами служат основные законы движения, сформулированные Ньютоном. Наконец, нельзя не отметить, что проверка многих гипотез, сформулированных с помощью абстрактного языка современной математики, требует поисков соответствующей реальной интерпретации математического формализма, а это, как было показано на примере математических гипотез теоретической физики, оказывается весьма сложной задачей;
В связи с проблемой эмпирической проверяемости гипотез встает вопрос о тех критериях, которыми ученые должны руководствоваться при их оценке. Этот вопрос составляет часть более общего вопроса о критериях всех суждений науки вообще. Ранние позитивисты считали научными только те понятия, гипотезы и теории, которые сводятся непосредственно к данным чувственного опыта, причем сам чувственный опыт трактовался ими субъективно. Сторонники неопозитивизма, и прежде всего участники Венского кружка, в качестве такого критерия вначале выдвинули принцип верифицируемое, т.е. проверки утверждений, гипотез и теорий эмпирических наук на истинность. Однако на опыте мы можем верифицировать только единичные утверждения. Для науки же наиболее ценными и важными являются как раз утверждения общего характера, сформулированные в виде гипотез, обобщений, законов и принципов. Такого рода утверждения не могут быть окончательно верифицированы, поскольку большинство из них охватывает бесконечное множество частных случаев. Поэтому принцип верифицируемости, выдвинутый неопозитивистами, подвергся критике не только со стороны представителей конкретных наук, но и многих философов. С резкой критикой этого принципа выступил Карл Поппер, предложивший вместо него критерий опровержимости или фальсифицируемоети. «...Не верифицируемость, а фальсифицируемость системы должна быть взята, - писал он, - в качестве критерия демаркации научных гипотез и теорий от ненаучных».
С точки зрения Поппера, только принципиальная возможность опровержения гипотез и теоретических систем делает их ценными для науки, тогда как любое число подтверждений не гарантирует их истинности. В самом деле, любой противоречащий гипотезе случай опровергает ее, в то время как всякое число подтверждений оставляет вопрос о гипотезе открытым. В этом проявляется асимметрия между подтверждением и опровержением, впервые ясно сформулированная еще Ф. Бэконом. Однако без некоторого числа подтверждений гипотезы у исследователя не может быть уверенности в ее правдоподобии.
Принципиальная возможность опровержимости гипотезы служит противоядием против догматизма, наталкивает мысль исследователя на поиски таких фактов и явлений, которые не подтверждают ту или иную гипотезу или теорию, тем самым устанавливает границы их применимости. В настоящее время большинство специалистов по методологии науки считает критерий подтверждения необходимым и достаточным, чтобы судить о научности гипотезы с точки зрения ее эмпирического обоснования.
4.4.2. Теоретическое обоснование гипотезы
Каждая гипотеза в науке возникает на основе имеющихся теоретических представлений и некоторых твердо установленных фактов. Сопоставление гипотезы с фактами составляет задачу ее эмпирического обоснования. Теоретическое обоснование связано с учетом и использованием всего накопленного предшествующего знания, которое имеет непосредственное отношение к гипотезе. В этом проявляется преемственность в развитии научного знания, его обогащение и расширение.
Прежде чем подвергнуть гипотезу эмпирической проверке, необходимо убедиться, что она является достаточно разумным предположением, а не скороспелой догадкой.
Одним из способов такой проверки служит теоретическое обоснование гипотезы. Наилучшим способом такого обоснования служит включение гипотезы в некоторую теоретическую систему. Если будет установлена логическая связь исследуемой гипотезы с гипотезами какой-либо теории, то тем самым будет продемонстрировано правдоподобие такой гипотезы. Как мы уже отмечали, в данном случае она будет подтверждаться не только непосредственно относящимися к ней эмпирическими данными, но и данными, подтверждающими другие гипотезы, логически связанные с исследуемой.
Однако во многих практических случаях приходится довольствоваться тем, чтобы гипотезы находились в соответствии с установленными принципами и законами той или иной области науки. Так, при разработке физических гипотез предполагается, что они не противоречат основным законам физики, таким, как закон сохранения энергии, заряда, момента количества движения и т.д. Поэтому физик вряд ли серьезно отнесется к гипотезе, в которой допускается возможность осуществления вечного движения. Однако слишком поспешное следование установившимся теоретическим представлениям чревато и опасностью: оно может задержать обсуждение и проверку новых, революционизирующих науку, гипотез и теорий. Наука знает немало таких примеров: долгое непризнание в математике неевклидовой геометрии, в физике - теории относительности А. Эйнштейна и т.д.
4.4.3. Логическое обоснование гипотезы
Требование логической состоятельности гипотезы сводится прежде всего к тому, чтобы гипотеза не была формально противоречивой, ибо в таком случае из нее следует как истинное, так и ложное утверждение и такую гипотезу невозможно подвергнуть эмпирической проверке. Для эмпирических наук не представляют какой-либо ценности и так называемые тавтологические высказывания, то есть высказывания, остающиеся истинными при любых значениях их компонентов. Эти высказывания хотя и играют существенную роль в современной формальной логике, но не расширяют нашего эмпирического знания и поэтому не могут выступать в роли гипотез в эмпирических науках.
Итак, гипотезы, выдвигаемые в опытных науках, должны избегать двух крайностей: во-первых, они не должны быть формально противоречивыми и, во-вторых, они обязаны расширять наше знание, и поэтому их скорее следует отнести к синтетическому, чем аналитическому знанию. Последнее требование нуждается, однако, в уточнении. Как уже отмечалось, наилучшее обоснование гипотезы состоит в том, чтобы она входила в рамки некоторой теоретической системы, т.е. могла бы быть логически выведена из совокупности некоторых других гипотез, законов и принципов теории, в состав которой ее пытаются включить. Однако это будет свидетельствовать скорее об аналитической природе рассматриваемой гипотезы, чем об ее синтетическом происхождении. Не возникает ли здесь логического противоречия? Скорее всего, не возникает, ибо требование синтетического характера гипотезы относится к эмпирическим данным, на которых она строится. Аналитический же характер гипотезы проявляется в ее отношении к предшествующему, известному, готовому знанию. Гипотеза должна максимально учитывать весь относящийся к ней теоретический материал, который по сути дела представляет собой обработанный и аккумулированный прошлый опыт. Поэтому требования аналитичности и синтетичности гипотезы отнюдь не исключают друг друга, поскольку в них выражается необходимость теоретического и эмпирического обоснования гипотезы.
4.4.4. Информативность гипотезы
Понятие информативности гипотезы характеризует ее способность объяснить соответствующий круг явлений действительности. Чем шире этот круг, тем большей информативностью она обладает. Вначале гипотеза создается для объяснения некоторых фактов, которые не укладываются в существующие теоретические представления. Впоследствии она помогает объяснить другие факты, которые без нее было бы трудно или даже невозможно обнаружить.
Замечательным примером такой гипотезы является предположение о существовании квантов энергии, выдвинутое в начале XX века М.Планком. Первоначально эта гипотеза преследовала довольно ограниченную цель - объяснить особенности излучения абсолютно черного тела. Как уже отмечалось, вначале Планк вынужден был ввести ее в качестве рабочего предположения, так как не хотел порывать со старыми, классическими представлениями о непрерывности физических процессов.
Через пять лет А. Эйнштейн использовал эту гипотезу для объяснения закономерностей фотоэффекта, а позднее Н. Бор с ее помощью построил теорию атома водорода.
В настоящее время квантовая гипотеза стала теорией, которая лежит в фундаменте современной физики.
Этот пример весьма поучителен: он показывает, насколько подлинно научная гипотеза выходит за пределы той информации, которую ученый получает непосредственно из анализа эксперимента. Если бы гипотеза выражала простую сумму эмпирической информации, она в лучшем случае годилась бы для объяснения каких-то конкретных явлений. Возможность предсказания новых явлений свидетельствует о том, что гипотеза содержит дополнительное количество информации, ценность которой раскрывается в процессе разработки гипотезы, в ходе превращения вероятного знания в достоверное.
Информативность гипотезы тесно связана с ее логической силой: из двух гипотез логически сильнее та, из которой дедуктивно следует другая. Например, из исходных принципов классической механики с помощью дополнительной информации можно логически вывести все остальные гипотезы, которые первоначально могли быть установлены независимо от них. Исходные принципы, аксиомы, основные законы любой научной дисциплины будут логически сильнее всех остальных ее гипотез, законов и утверждении, поскольку они служат посылками логического вывода в рамках соответствующей теоретической системы. Вот почему поиски таких принципов и гипотез составляют труднейшую часть научного исследования, которая не поддается логической формализации.
4.4.5. Предсказательная сила гипотезы
Предсказания новых фактов и явлений, которые вытекают из гипотезы, играют существенную роль в ее обосновании. Все сколько-нибудь важные гипотезы в науке ставят своей целью не только объяснить факты известные, но и предсказать новые факты. Галилей с помощью своей гипотезы смог не только объяснить особенности движения тел вблизи земной поверхности, но и предсказать, какова будет траектория тела, брошенного под некоторым углом к горизонту.
Во всех случаях, когда гипотеза позволяет объяснить и предсказать неизвестные, а порой и совершенно неожиданные явления, наше доверие к ней заметно возрастает.
Нередко для объяснения одних и тех же эмпирических фактов можно предложить несколько различных гипотез. Поскольку все эти гипотезы должны согласовываться с имеющимися данными, то возникает настоятельная необходимость выведения из них эмпирически проверяемых следствий. Такие следствия представляют не что иное, как предсказания, на основе которых обычно и элиминируют гипотезы, которым недостает необходимой общности. На самом деле, всякий случай предсказания, который противоречит действительности, служит опровержением гипотезы. С другой стороны, всякое новое подтверждение гипотезы увеличивает ее вероятность.
При этом, чем больше предсказанный случай отличается от случаев уже известных, тем больше возрастает правдоподобие гипотезы.
Предсказательная сила гипотезы в существенной степени зависит от ее логической силы: чем больше следствий можно вывести из гипотезы, тем большими возможностями предсказания она обладает. При этом предполагается, что такие следствия будут эмпирически проверяемыми. В противном случае мы лишаемся возможности судить о предсказаниях гипотезы. Поэтому обычно и вводят специальное требование, характеризующее предсказательную силу гипотезы, а не ограничиваются только ее информативностью.
Перечисленные требования являются основными, с которыми так или иначе должен считаться исследователь в процессе построения и формулирования гипотез.
Разумеется, эти требования могут и должны дополняться рядом других специальных требований, в которых обобщается опыт построения гипотез в тех или иных конкретных областях научного исследования. На примере математической гипотезы было показано, какое значение для теоретической физики имеют, например, принципы соответствия и ковариантности. Однако такого рода принципы и соображения играют скорее эвристическую, чем детерминирующую роль. То же самое следует сказать о принципе простоты, который нередко фигурирует как одно из обязательных требований при выдвижении гипотезы.
Например, Л.Б.Баженов в статье «Современная научная гипотеза» в качестве одного из условий состоятельности гипотезы выдвигает «требование ее принципиальной (логической) простоты». Требование простоты существенно отличается от других рассматриваемых им требований, таких, как эмпирическая проверяемость, предсказуемость, возможность выведения следствий и т.д. Возникает два вопроса: (1) Когда исследователь обращается к критерию простоты при выдвижении гипотез? (2) О какой простоте гипотез может идти речь при их выдвижении?
Пользоваться критерием простоты можно лишь, в том случае, когда исследователь уже располагает некоторым количеством гипотез. В противном случае бессмысленно говорить об отборе. Кроме того, исследователь должен провести предварительную работу по обоснованию имеющихся в его распоряжении гипотез, то есть оценить их с точки зрения тех требований, которые мы уже рассмотрели.
А это означает, что критерий простоты является скорее эвристическим, чем строго обязательным требованием. Во всяком случае, обоснование гипотез никогда не начинается с их простоты. Правда, при прочих равных условиях исследователь предпочитает выбрать гипотезу, которая проще других по своей форме. Однако такой выбор делается уже после довольно сложной и кропотливой работы по предварительному обоснованию гипотезы.
Что же следует понимать под простотой гипотезы? Нередко простота теоретического знания отождествляется с привычностью его представления, возможностью использования наглядных образов. С этой точки зрения геоцентрическая гипотеза Птолемея будет проще гелиоцентрической гипотезы Коперника, так как она находится ближе к нашим повседневным представлениям: нам кажется, что движется Солнце, а не Земля. В действительности гипотеза Птолемея ложная. Для объяснения попятных движений планет Птолемей вынужден был настолько усложнить свою гипотезу, что впечатление об ее искусственности становилось все более очевидным.
Наоборот, гипотеза Коперника хотя и противоречила житейским представлениям о движении небесных тел, логически проще объясняла эти движения, исходя из центрального положения Солнца в нашей планетной системе. В результате искусственные построения и произвольные допущения, которые выдвигались Птолемеем и его последователями, были отброшены. Этот пример из истории науки ясно показывает, что логическая простота гипотезы или теории неразрывно связана с их истинностью.
Чем глубже по содержанию и шире по объему гипотеза или теория, тем логически проще оказываются их исходные положения. Причем под простотой здесь опять таки имеется в виду необходимость, общность и естественность исходных допущений, отсутствие в них произвола, искусственности. Исходные допущения теории относительности логически проще допущений классической механики Ньютона с его представлениями об абсолютном пространстве и движении, хотя овладеть теорией относительности значительно труднее, чем классической механикой, ибо теория относительности опирается на более тонкие методы рассуждений и гораздо более сложный и абстрактный математический аппарат. То же самое можно сказать о квантовой механике. Во всех этих случаях понятия "«простоты» и «сложности» рассматриваются скорее в психологическом и, быть может, социально-культурном аспектах.
В методологии науки простоту гипотезы рассматривают в логическом аспекте. Это означает, во-первых, общность, немногочисленность, естественность исходных допущений гипотезы; во-вторых, возможность выведения из них следствий наиболее простым путем, не прибегая для этого к гипотезам типа ad hoc; в-третьих, использование более простых средств для ее проверки. (Гипотеза ad hoc, ад хок (от лат. ad hoc - специально, применимо только для этой цели), - гипотеза, предназначенная для объяснения отдельных, специальных явлений, которые невозможно объяснить в рамках данной теории. Для объяснения этого явления данная теория предполагает существование дополнительных не открытых условий, с помощью которых объясняется исследуемое явление. Таким образом, гипотеза ad hoc делает предсказание в отношении тех явлений, которые необходимо открыть. Эти предсказания могут сбыться, а могут и не сбыться. Если гипотеза ad hoc подтверждается, тогда она перестает быть гипотезой ad hoc и органично включается в соответствующую теорию. Учёные более скептично относятся к тем теориям, где гипотезы ad hoc существуют в больших количествах. Но с другой стороны без ad hoc гипотез не может обойтись ни одна теория, так как в любой теории всегда найдутся аномалии).
Первое условие иллюстрировалось путем сравнения исходных допущений классической механики и теории относительности. Оно применимо к любой гипотезе и теории. Второе условие характеризует простоту скорее гипотетических теоретических систем, чем отдельных гипотез. Из двух таких систем предпочитается та, в которой все известные результаты определенной области исследования могут быть получены логически из основных принципов и гипотез системы, чем с помощью специально придуманных для этого гипотез ad hoc. Обычно обращение к гипотезам ad hoc делается на первых этапах научного исследования, когда еще не выявлены логические связи между различными фактами, их обобщениями и объясняющими гипотезами. Третье условие связано не только с чисто логическими, но и с прагматическими соображениями.
В действительной же практике научного исследования логические, методологические, прагматические и даже психологические требования выступают в единстве.
Все рассмотренные нами требования к обоснованию и построению гипотез взаимосвязаны и обусловливают друг друга; обособленное их рассмотрение делается ради лучшего уяснения сути проблемы. Например, информативность и предсказательная сила гипотезы существенным образом влияют на ее проверяемость. Нечетко определенные, малоинформативные гипотезы весьма трудно, а порой просто невозможно подвергнуть эмпирической проверке. К. Поппер даже утверждает, что чем логически сильнее гипотеза, тем она лучше проверяема. С таким утверждением нельзя полностью согласиться хотя бы потому, что проверяемость гипотезы зависит не только от ее содержания, но также и от уровня экспериментальной техники, зрелости соответствующих теоретических представлений, словом, имеет такой же относительный характер, как и все остальные принципы науки.
Гипотезы прежде всего различаются по степени общности предположений как гипотезы-основания и гипотезы-следствия .
Гипотезы-следствия логически выводятся из гипотез-оснований, причем так, что с их помощью раскрывается содержание терминов и связей гипотез-оснований. Сами по себе понятия, в которых сформулирована исходная гипотеза, могут не иметь прямых эмпирических признаков, но понятия выводных гипотез непременно должны быть соотнесены с эмпирическими индикаторами. Подтверждаемость или опровержение гипотез-следствий - путь доказательства обоснованности гипотез-оснований.
С точки зрения задач исследования гипотезы подразделяются на основные и неосновные . В отличие от гипотез-оснований и гипотез-следствий, которые логически взаимосвязаны, эти гипотезы относятся к разным задачам и как бы сосуществуют друг с другом. Естественно, что главное внимание при выдвижении гипотез уделяется основным предположениям, относящимся к центральному вопросу исследования.
По степени разработанности и обоснованности различают первичные и вторичные гипотезы. Вторичные выдвигаются взамен первых, если те опровергаются эмпирическими данными. Иногда первичные гипотезы называют «рабочими» в том смысле, что они используются как строительные леса для возведения более обоснованных гипотез. Хорошее исследование опирается обычно на целую серию альтернативных гипотез. Тогда проверка позволяет получить более высокие основания для принятия тех предположений, которые остались после отбрасывания других альтернатив.
По содержанию предположений о предметной области проблемы можно выделить описательные и объяснительные гипотезы. Описательные - это предположения о существенных свойствах объектов (классификационные), о характере связей между отдельными элементами изучаемого объекта (структурные). Объяснительные гипотезы относятся к предположениям о степени тесноты связей взаимодействия (функциональные) и причинно-следственных зависимостях в изучаемых социальных процессах и явлениях. Это наиболее сильные гипотезы, требующие экспериментальной проверки.
Сформулируем некоторые общие требования, которым должна удовлетворять удачная гипотеза, подлежащая прямой эмпирической проверке.
(а) Гипотеза не должна содержать понятий, которые не получили эмпирической интерпретации, иначе она непроверяема.
(б) Она не должна противоречить ранее установленным научным фактам. Иными словами, гипотеза объясняет все известные факты, не допуская исключений из общего предположения.
(в) Из предыдущего правила вытекает требование простоты гипотезы. Она не должна обрастать целым лесом возможных допущений и ограничений, лучше исходить из максимально простого и общего основания.
(г) Это тем более важно иметь в виду, если учесть другое требование. Хорошая гипотеза приложима к более широкому кругу явлений, нежели та область, которая непосредственно наблюдается в исследовании.
(д) Гипотеза должна быть принципиально проверяема при данном уровне теоретических знаний, методической оснащенности и практических возможностях исследования. Хотя это требование также очевидно, оно нередко нарушается.
(е) Наконец, рабочая гипотеза должна быть специфизирована в том смысле, что в самой формулировке следует указать и способ ее проверки в конкретном социальном исследовании. Это требование подводит итог всем предыдущим. Оно предполагает, что в формулировке гипотезы нет неясных терминов, четко обозначена ожидаемая связь событий, проверка предположения не вызывает трудностей со стороны методов и организационных возможностей. Специфическими являются выводные гипотезы, т.е. те частные следствия, которые мы проверяем путем прямого сопоставления с фактами.
Перечисленные выше формальные требования делают гипотезу «хорошей» лишь при условии, что содержание ее не тривиально и не сводится к суждениям здравого смысла. .
Виды переменных
Все особенности предмета исследования являются переменными. Переменная – признак исследуемого объекта, который может принимать различные значения (пол, возраст, доход, профессия, статус и т.д.). Различают переменные зависимые (те, которые следует объяснить с помощью эксперимента или иным способом) и независимые – вызывающие реальные изменения или объясняющие их. Например, если исследование посвящено разнице в доходах мужчин и женщин, то независимой переменной будет пол, а зависимой – доход. Если исследование посвящено разнице в успеваемости студентов, живущих с родителями, и студентов, живущих в общежитии, то место проживания студента будет независимой переменной, а успеваемость – зависимой.
Социологи стремятся определить степень взаимосвязи, существующей между независимой и зависимой переменной. Если переменные имеют каузальные связи, они должны коррелировать между собой. Корреляция имеет место, если изменение одной переменной связано с изменением другой переменной. Например, уровень детской смертности уменьшается по мере повышения социально-экономического уровня жизни, поэтому данные переменные считаются коррелированными.
Переменные могут быть как явными , так и скрытыми, или латентными .
Явные переменные могут быть определены через свои признаки, которые являются основанием для измерения. Например – возраст, материальное положение, пол.
Латентные переменные не доступны непосредственному наблюдению, не осознаются в качестве мотивов и целей социального действия. Например, убеждения, ценности, уровень развития. Их можно распознать через признаки, однако латентная переменная не сводима к одному признаку, а только к их совокупности.
Шкалирование
В зависимости от типа переменной, она может быть измерена определенной шкалой.
Шкала – это основной инструмент измерения, средство фиксации той или иной совокупности интересующих исследователя значений.
С помощью шкал качественно разнородные данные приводятся к сопоставимым количественным показателям. Шкала представляет собой совокупность значений, задающих критерии классификации объектов. Выделяют различные виды шкал по критерию того, насколько широк круг допустимых для обработки данных и получения содержательных математических операций. Рассмотрим их.
Номинальная шкала, или шкала наименований измеряет переменные, которые в принципе не могут качественно отличаться друг от друга; каждое значение представляет определенную категорию, являясь ее именем\ярлыком; например, номинальные шкалы используют для определения пола или национальности. Полученные таким образом данные используют в виде простого частотного распределения.
Дихотомическая шкала предполагает выбор только одного из двух вариантов ответа на вопрос. Например: «Выезжали ли Вы за пределы РФ?» или «Имеете ли Вы судимость?». Таким образом все опрошенные распределяются на две группы в зависимости от наличия или отсутствия выбранного признака.
В упорядоченной шкале градации располагаются в определенном порядке относительно возрастания или убывания интенсивности свойства (оценочные шкалы, шкалы установок и предпочтений). Порядковый уровень измерения представлен двумя видами шкал:
1) ранговая шкала предполагает размещение категорий наблюдения по порядку от наибольшего значения признака к наименьшему или наоборот; ранг – это цифра, указывающая позицию индивида\явления\события в некоторой иерархии. Например: «Насколько Вы удовлетворены своими жилищными условиями?» Варианты ответа: 1 – Совершенно удовлетворен; 2 – Скорее удовлетворен; 3 – Скорее не удовлетворен; 4 – Совершенно не удовлетворен.
2) Балльные шкалы оперируют не местами, а не зависящими друг от друга значениями, поэтому можно проделывать с ними математические операции. Пример: «Оцените по пятибалльной шкале качество еды в школьной столовой, где 1 – самая низкая оценка, 5 – самая высокая». Варианты ответов: 1, 2, 3, 4, 5.
2. упорядоченная (ординальная) – качество объекта, которое мы измеряем, выражено в большей или в меньшей степени, но мы не знаем, насколько порядки отстоят друг от друга, какое между ними соотношение.
В интервальной шкале значения переменных изменяются непрерывно и представляют собой численные величины, а не категории. Интервальные шкалы основаны на процедурах, обеспечивающих равные или примерно равные расстояния между градациями переменной, то есть сравниваются расстояния между значениями. Если на шкале ноль условный, то это интервальная шкала, если естественный, то это шкала отношений (возраст, заработная плата и т.д.). Метрические шкалы помимо задач, решаемых с помощью номинальных и порядковых шкал, позволяют ответить на вопрос: на сколько или во сколько раз интенсивность выраженности одного признака больше или меньше другого.
Само расположение шкал в следующем порядке: номинальная, порядковая, интервальная является хорошим примером порядковой шкалы – по степени количества математических операций, которые мы можем проделать с полученными данными. Интервальные переменные позволяют не только упорядочивать объекты измерения, но и численно выразить и сравнить различия между ними.
Например, температура, измеренная в градусах Фаренгейта или Цельсия, образует интервальную шкалу. Вы можете не только сказать, что температура 40 градусов выше, чем температура 30 градусов, но и что увеличение температуры с 20 до 40 градусов вдвое больше увеличения температуры от 30 до 40 градусов.
Метрическая (относительная) шкала имеет точку нуля, так что мы можем определить отношения между объектами: во сколько раз это качество выражено больше\меньше.
К гипотезе предъявляют следующие требования:
Она не должна включать в себя слишком много положений: как правило, одно основное, редко большее;
В нее нельзя включать понятия и категории, не являющиеся однозначными, не уясненные самим исследователем;
При формулировке гипотезы следует избегать ценностных суждений, гипотеза должна соответствовать фактам, быть проверяемой и приложимой к широкому кругу явлений;
Требуется безупречное стилистическое оформление, логическая простота, соблюдение преемственности.
Гипотеза должна соответствовать теме, поставленным задачам и не выходить за рамки предмета исследования. Нередко встречаются интересные гипотезы, которые оказываются лишь искусственно привязанными к проблеме.
Гипотеза должна нацеливать на решение проблемы, а не уводить от нее. Нельзя давать воображению уводить себя в дебри проблем. Лучше по мере накопления новых фактов углубить и расширить гипотезу, чем вначале строить слишком много предположений, для проверки которых иной раз мало многолетней работы целого научного коллектива или которые даже нет смысла проверять ввиду их абстрактности, оторванности от науки и практики, схоластичности.
Гипотеза должна соответствовать хорошо проверенным фактам, объяснять их, предсказывать новые. Из гипотез, которые должны объяснять целую серию фактов, предпочтение отдается той, которая единообразно объясняет наибольшее количество фактов.
Гипотеза, объясняющая явления определенной области, не должна противоречить другим теориям в той же области, истинность которых уже была доказана. Если же новая гипотеза вступает в противоречие с уже известными, но при этом охватывает более широкий круг явлений, чем в предшествующих теориях, то последние становятся частным случаем новой, более общей, теории.
Гипотеза должна быть доступна проверке. Предположения остаются таковыми, если их нельзя проверить и доказать; они за редким исключением не могут входить в фонд науки как теоретическая ценность, как научный фонд знаний. Поступок исследователя будет справедливым, если он вслед за научными выводами раскроет гипотетические положения своего научного поиска, которые не удалось проверить.
Научная гипотеза должна содержать в себе проект решения проблемы в теории и на практике. Тогда она станет органической частью исследования.
Чтобы реализовать эти требования, при разработке гипотезы рекомендуется последовательно продумать и дать ответ на следующие вопросы:
1. Что наиболее существенно в предмете исследования (процесс формирования качества, связь между педагогическими явлениями, характеристика педагогического явления, процесса, формирование отношений между субъектами учебной, спортивной деятельности и т. д.)?
2. Что представляют собой составные элементы объекта исследования, из которых складываются изучаемое качество, виды отношений, группы свойств, признаки педагогических явлений и др., так как для гипотезы необходима их структура.
3. Каковы модель изучаемого процесса, свойства личности, качества? Как можно схематически изобразить составные элементы и связи между ними? Какие данные есть для такой модели? Какие предположения можно сделать по косвенным данным, по интуиции?
4. Как предположительно протекают процесс, явление, что происходит с элементами при развитии явления? Как изменяется их связь от изменения внешних условий, педагогических влияний? Какова диалектика связи внешних условий и внутренних факторов при нормальном, ускоренном и неправильном протекании процесса, явления?
Гипотезы - обоснованные предположения о структуре исследуемых объектов, характере связей между изучаемыми явлениями и возможных подходах к решению проблем
Требования к гипотезам:
1. Гипотеза не должна содержать понятий, которые не получили эмпирической интерпретации, иначе она не проверяема.
2. Она не должна противоречить ранее установленным научным фактам.
3. Она должна быть простой (меньше возможных допущений).
4. Хорошая гипотеза приложима к более широкому кругу явлений.
5. Гипотеза должна быть принципиально проверяема при данном уровне знаний.
6. В формулировке гипотезы не должно быть неясных терминов, четко обозначена ожидаемая связь событий.
Гипотеза – предположение, ответ исследователя на основной вопрос научного исследования. Поскольку гипотеза - это всего лишь предположение, то оно нуждается в проверке (доказательстве или опровержении).
Бывают: теоретическая, эмпирическая, основная, дополнительная, альтернативная.
Теоретические гипотезы выдвигаются для устранения внутренних противоречий в теории или для преодоления рассогласований теории и экспериментальных результатов и являются инструментом совершенствования теоретического знания. Гипотезы – эмпирические предположения выдвигаются для решения проблемы методом экспериментального исследования. Поэтому их еще называют экспериментальными гипотезами.
Существует три уровня экспериментальных гипотез по их происхождению.
1. Теоретически обоснованные гипотезы – основываются на теориях или моделях реальности и представляют собой прогнозы, следствия данных теорий или моделей. Гипотезы этого уровня служат для проверки следствий конкретной теории или модели.
2. Научные экспериментальные гипотезы – выдвигаются для подтверждения или опровержения тех или иных теорий, законов, ранее обнаруженных закономерностей или причинных связей между явлениями. Отличие их от гипотез первого уровня в том, что они не основаны на существующих теориях.
3. Эмпирические гипотезы – выдвигаются безотносительно какой-либо теории, модели, т. е. формулируются для данного случая. После экспериментальной проверки такая гипотеза превращается в факт.
Признаками продуктивной гипотезы являются адекватность, правдивость и возможность проверки. Адекватность гипотезы заключается в соответствии теории исследования его целям и задачам, а также в соотнесенности с изучаемой реальностью. Правдивость гипотезы состоит в том, что она базируется на реальных и научно обоснованных фактах и содержит логику здравого смысла. Возможность проверки гипотезы выступает в двух принципах: фальсифицируемости и верифицируемости. Принцип фальсифицируемости заключается в том, что в ходе эксперимента гипотеза может быть опровергнута. Этот принцип абсолютен, так как опровержение теории всегда окончательно. Принцип верифицируемости состоит в том, что в ходе эксперимента гипотеза подтверждается. Этот принцип относителен, так как всегда есть вероятность опровержения гипотезы в следующем исследовании.
Тема 2.4 Интерпретация и представление результатов психологического исследования. /2 лек./
Вопросы:
1. Обработка данных психологического исследования.
Загрузка...