Виды гипотез. Требования, предъявляемые к научным гипотезам

Проблема различения науки и лженауки является весьма сложной. В настоящее время 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 некоторое правило, которое позволило бы отличить научную концепцию от лженаучной уже в момент появления. Однако все попытки найти точный формальный критерий до сих пор остаются безуспешными. Правила, которое 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, слишком 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. Поэтому 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, которое было бы присущим для всех игр. "Мы видим сложную сеть подобий, накладывающихся друг на друга и переплетающихся друг с другом, сходств в большом и малом" [1]. Каким образом должен строиться критерий для понятия с нечеткими границами?

Рассмотрим сначала то, как формулируется критерий в том 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 этот критерий может 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.

Если понятие не имеет четких границ, то мы не можем требовать, чтобы x обладал перечисленными отношениями с необходимостью. 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 необходимо и достаточно, чтобы хотя бы одно условие выполнялось, то есть, чтобы хотя бы один предикат B1, B2, …, Bk был истинным.

Однако, 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 поэтому 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, если P(x) – истинно и P(x) = 0, 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.

Таким образом, 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. 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. Однако, если речь идет о математической теории, то требование логической непротиворечивости является необходимым.

Таким образом, 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.

Таким образом, 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. Поэтому чтобы продемонстрировать, каким образом может быть использован этот критерий, рассмотрим как строится этот 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" [2]. 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. 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 некоторое утвердительное предложение. Однако это требование не может быть необходимым, так как бывают случаи, когда интерпретация фактов должны быть пересмотрены под влиянием гипотезы, и в результате факты получают новую интерпретацию.

Например, при разработке волновой гипотезы света гипотеза Френеля противоречила очевидному, казалось бы факту. 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, поэтому, она должна быть согласована с основными установившимися законами, теориями и т.п. 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 некоторое 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 могут быть 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.

Однако следует различать невозможность проверки гипотезы, которая обусловлена несовершенством экспериментальной техники, и принципиальную ненаблюдаемость, когда наблюдаемые следствия не могут быть 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 [T a A], 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. 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 может быть абсолютизировано, так как гипотезы могут выдвигаться и об уникальных явлениях. (Например, 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. Поэтому 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. Например, 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, поэтому соответствующему коэффициенту bi может 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. Кроме того, данный критерий позволяет количественную оценку.

Среди недостатков критерия можно указать следующие. В построении критерия слишком большую роль играет конвенция, что не исключает возможность спекуляций. Поэтому требуется тестирование критерия на некотором количестве примеров. Однако при такой проверке следует обращать внимание на то, что требования к научным теориям могут быть 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. Существует мнение, что если в ход развития науки не вмешиваются неспециалисты, то опасности возникновения лженаучных теорий просто не возникает. "Если научная ценность работы определяется не приказом администратора, а общественным мнением больших коллективов, вероятность ошибки минимальна" [3]. Однако, административные структуры руководствуются, как правило, не научной ценностью поддерживаемой или отвергаемой теории, а политическими интересами. 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. Однако, возможно, что критерий, построенный с использованием правила семейных сходств, позволит отличать ложные и ненаучные теории.