Ответ на вопрос
Гипотеза
Гипо́теза (др.-греч. ὑπόθεσις — «основание», «предположение») — предположение, положение или допущение, принимаемое для объяснения явления, построения рассуждения либо решения задачи и подлежащее дальнейшему обоснованию, проверке или доказательству в соответствии с правилами соответствующей области знания. В научном познании гипотеза представляет собой предположительное утверждение, истинностное значение которого не установлено, а также один из способов развития научного знания посредством выдвижения предположений, получения из них следствий и последующего сопоставления этих следствий с опытом[1][2].
Значение термина зависит от области применения. В эмпирических науках гипотезы оцениваются по их отношению к наблюдениям и экспериментам; в математике гипотезой обычно называют ещё не доказанное и не опровергнутое утверждение; в математической статистике — предположение о вероятностной модели или её параметрах; в логике — условно принимаемое положение; в праве — часть структуры правовой нормы, определяющую условия её действия[3][4][5].
История
Метод рассуждения из предположений возник задолго до формирования современной экспериментальной науки. Его раннее развитие связывают с древнегреческой математикой, где гипотезы использовались в построении доказательств и анализе возможных следствий исходных допущений[1]. В античной философии особое значение рассуждению из гипотез придавал Платон. В диалогах «Менон», «Федон» и «Парменид» принятие некоторого положения могло служить исходным пунктом дальнейшего рассуждения[1][6].
Аристотель различал предположения и строгое доказательное знание. В его теории доказательства научное знание связывалось с выводом из истинных и необходимых начал, тогда как гипотетически принимаемое положение не обладало тем же эпистемическим статусом[1][7].
В Новое время отношение к гипотезам изменилось вместе с развитием механики, астрономии и экспериментального естествознания. Гипотеза стала использоваться не только как условная посылка рассуждения, но и как средство объяснения наблюдаемых явлений и получения новых следствий. Вопрос о допустимости ненаблюдаемых сущностей и гипотетических объяснений при этом долго оставался предметом методологических дискуссий[1][8].
В XIX веке применение гипотез стало устойчивой частью практики естественных наук. Их методологический статус обсуждался в связи с развитием физики, химии, биологии и исторических наук. Анри Пуанкаре анализировал роль гипотез и условных предпосылок в построении физических теорий[9]. История метода гипотез в отечественной философии науки подробно исследовалась И. П. Меркуловым[10].
В XX веке проблема гипотезы заняла важное место в философии науки. В логическом эмпиризме исследовались отношения между теоретическими утверждениями и подтверждающими их данными; Карл Поппер придал особое значение возможности принципиального опровержения научных предположений; Томас Кун и Имре Лакатос рассматривали проверку отдельных положений в контексте более широких теоретических систем и исследовательских программ[11][12][13].
В современных учебных курсах философии науки гипотеза рассматривается в связи со структурой научного знания, методами исследования, отношением эмпирического и теоретического уровней и динамикой научных теорий[14][15].
Гипотеза в научном познании
Научная гипотеза выдвигается в связи с определённой исследовательской проблемой: для объяснения новых фактов, устранения расхождения между теорией и наблюдением, выявления предполагаемого механизма явления, построения частной модели либо получения новых предсказаний[16][17].
В учебной литературе по философии науки гипотезы рассматриваются как один из элементов движения от постановки проблемы и накопления эмпирического материала к теоретическому объяснению. При этом структура реального исследования не сводится к единой универсальной последовательности операций: формы выдвижения и проверки гипотез зависят от характера предметной области и используемых методов[2][14][18].
Не всякое исследование начинается с явно сформулированной гипотезы. Описательные, поисковые и классификационные исследования могут первоначально быть направлены на сбор и систематизацию материала. Гипотеза приобретает особенно важную роль там, где необходимо выбрать между конкурирующими объяснениями или получить проверяемые следствия из теоретических предпосылок[15][19].
Гипотезы выполняют объяснительную, предсказательную и эвристическую функции. Даже предположение, не получившее достаточной эмпирической поддержки, может сохранять познавательное значение: результаты его проверки способны уточнять область применимости моделей, выявлять новые данные и создавать основания для формулирования последующих гипотез[16][1].
Выдвижение гипотез
Источником гипотез могут быть обобщение наблюдений, аналогия, развитие уже существующей теории, обнаружение противоречия между теоретическим ожиданием и фактическими данными или поиск объяснения неожиданного результата[17][20]. Формирование объяснительных гипотез связывают также с абдукцией — переходом от наблюдаемого факта к предположению, которое могло бы его объяснить[21].
Форма эмпирической проверки зависит от дисциплины. Помимо контролируемого эксперимента применяются систематическое наблюдение, измерение, сравнительный анализ, исторические свидетельства, математическое и компьютерное моделирование[14][2]. Общим для научной гипотезы остаётся требование содержательной связи с исследуемой проблемой и возможность её пересмотра при появлении новых свидетельств.
Гипотетико-дедуктивная проверка
В гипотетико-дедуктивной модели из гипотезы вместе с дополнительными предпосылками и начальными условиями выводятся следствия, которые можно сопоставить с наблюдением или экспериментом[22][23].
Соответствие предсказаний данным повышает степень эмпирической поддержки гипотезы, но не является её логическим доказательством: одинаковое наблюдаемое следствие может быть совместимо с несколькими различными объяснениями[23][24].
Отрицательный результат также не всегда однозначно устанавливает, какое именно предположение должно быть изменено, поскольку эмпирическое предсказание обычно зависит от теории, вспомогательных допущений, моделей измерительных устройств и описания начальных условий[8][22]. Сходная проблема обсуждается в связи с тезисом Дюэма — Куайна о зависимости проверки отдельного утверждения от комплекса связанных с ним предпосылок.
Подтверждение, проверяемость и фальсифицируемость
Одним из основных требований к научной гипотезе считается принципиальная проверяемость. Для высокоабстрактных теоретических объектов проверка обычно осуществляется косвенно — посредством выводимых из предположения наблюдаемых эффектов и промежуточных теоретических моделей[16].
В различных направлениях философии науки по-разному интерпретировались подтверждение, верификация и возможность опровержения научных утверждений. В концепции критического рационализма Поппера особое значение получила фальсифицируемость: научное утверждение должно исключать некоторые возможные состояния дел и тем самым допускать потенциальное опровержение опытом[11].
При этом реальная оценка гипотезы не сводится к одной формальной операции. На интерпретацию экспериментального результата влияют фоновые знания, вспомогательные допущения и используемые модели[22][14].
Подтверждение также может иметь различную силу. Особенно существенны новые предсказания, которые не использовались при первоначальном построении гипотезы и были получены из неё до появления соответствующих данных[16]. Получившая эмпирическую поддержку гипотеза при этом не становится автоматически окончательно доказанной: степень её обоснованности зависит от доступных данных, конкурирующих объяснений и установленной области применимости[24][15].
Критерии оценки научных гипотез
Единого формального алгоритма, который во всех науках позволял бы автоматически выбирать между конкурирующими гипотезами, не существует. В философско-методологической литературе рассматривается совокупность критериев, используемых при их оценке[17][2][14]:
- релевантность — гипотеза должна быть содержательно связана с проблемой и данными, для объяснения которых она выдвинута[16];
- эмпирическая контролируемость — из гипотезы непосредственно или через вспомогательные предпосылки должны следовать утверждения, допускающие сопоставление с опытом[16];
- логическая непротиворечивость — предположение не должно содержать внутренних логических противоречий[20];
- объяснительная способность — гипотеза оценивается по тому, насколько она позволяет объединить и объяснить относящиеся к исследуемой проблеме факты[23];
- предсказательная способность — важным достоинством является возможность получения новых проверяемых следствий[16][2];
- экономность предположений — при сопоставимых объяснительных возможностях методологическое преимущество может иметь гипотеза, не требующая лишних специальных допущений[8].
Эти критерии представляют собой ориентиры исследовательской практики, а не независимые механические правила установления истинности. Их вес и способы применения зависят от состояния соответствующей науки, характера решаемой проблемы и доступных методов исследования[12][13][14].
Вспомогательные гипотезы и ad hoc
Развитая теория применяется совместно с вспомогательными предположениями о начальных условиях, свойствах исследуемых объектов, работе измерительных средств и других обстоятельствах. Они обеспечивают связь между общими теоретическими положениями и конкретной экспериментальной ситуацией[22][14].
Гипотезой ad hoc называют дополнительное предположение, вводимое для устранения определённого затруднения теории и не вытекающее непосредственно из её основных положений[25]. В методологических дискуссиях особое внимание уделяется тем изменениям, которые приспосабливают теорию к уже известным данным, не увеличивая её независимое проверяемое содержание или предсказательные возможности[13].
Логическая структура и классификации
В логической структуре гипотезы обычно выделяют основание — совокупность посылок — и заключение, степень поддержки которого этими посылками остаётся изменяемой по мере развития знания[16]. В этом отношении структура гипотезы связана с различными формами правдоподобного рассуждения, включая индукцию, аналогию и статистический вывод[16][20].
В логической и методологической литературе гипотезы классифицируются по различным основаниям. По степени общности различают предположения об отдельных объектах или событиях и общие гипотезы о классе явлений; по познавательной функции — описательные и объяснительные; по способу формирования — возникающие посредством индуктивного обобщения, аналогии либо как следствия более общей теоретической конструкции[20][26].
Такие классификации пересекаются: одна гипотеза может одновременно быть общей по области действия, объяснительной по функции и теоретически выведенной из более общей системы. Поэтому они не образуют единой универсальной иерархии.
Гипотеза в формальной логике
В формальной логике гипотезой может называться временно принимаемое предположение, из которого исследуются логические следствия. Такое употребление шире понятия научной гипотезы: посылка может приниматься условно для анализа её следствий независимо от вопроса о её фактической истинности[20][26].
В англоязычной логической терминологии слово hypothesis используется также для обозначения антецедента условного высказывания вида «если , то ».
Гипотеза, теория и научный закон
Гипотеза, научная теория и научный закон не образуют обязательной последовательности «гипотеза → теория → закон». Они выполняют различные функции в структуре научного знания[14][2].
Гипотеза имеет предположительный характер и обычно выдвигается в связи с определённой проблемой. Теория представляет собой систему взаимосвязанных понятий, принципов, моделей, законов и утверждений, предназначенную для описания и объяснения некоторой предметной области. Научный закон выражает устойчивую связь между явлениями в определённых условиях[14][27][28].
Успешно проверяемая гипотеза может войти в состав теории, быть уточнена, ограничена определённой областью либо заменена другим предположением. Теория, в свою очередь, может содержать гипотетические компоненты и вспомогательные модели. Поэтому различие между гипотезой, теорией и законом связано не просто со степенью их подтверждения, а с их структурой и функциями в научном познании[14][15].
Гипотеза в математике
В математике гипотезой обычно называют точно сформулированное утверждение, для которого ещё не известно общепринятого доказательства или опровержения. В англоязычной математической литературе в таком значении широко используется термин conjecture. Истинность математической гипотезы устанавливается посредством доказательства в рамках соответствующей аксиоматической системы; проверка большого количества частных случаев сама по себе доказательством не является[29].
Известными примерами являются гипотеза Римана, гипотеза Гольдбаха и континуум-гипотеза[3][30]. Особое положение занимает континуум-гипотеза, относительная независимость которой от стандартной аксиоматики теории множеств ZFC была установлена в работах Курта Гёделя и Пола Коэна[31].
Статистическая гипотеза
В математической статистике статистической гипотезой называют предположение о вероятностном распределении наблюдаемых величин, его параметрах или других свойствах вероятностной модели. Проверка статистических гипотез представляет собой формализованную процедуру сопоставления такого предположения с выборочными данными[4][32].
Обычно формулируются нулевая гипотеза и одна или несколько альтернативных гипотез. Статистический критерий задаёт правило, по которому наблюдаемые данные приводят к отклонению либо неотклонению . При этом различают ошибку первого рода — отклонение верной нулевой гипотезы — и ошибку второго рода — её неотклонение при рассматриваемой альтернативе[4][33].
Широко используемое p-value не является вероятностью истинности нулевой гипотезы и само по себе не определяет размер или практическую значимость наблюдаемого эффекта.[34] В последующих рекомендациях подчёркивалась необходимость учитывать дизайн исследования, величину эффекта, качество данных и совокупность свидетельств, а не сводить научный вывод к одному пороговому значению[35].
Гипотеза в психологии
В психологии понятие гипотезы употребляется как минимум в двух близких значениях. В исследованиях мышления гипотеза может представлять предполагаемый способ решения проблемной ситуации и направлять последующий поиск и проверку возможных вариантов[36][37].
В экспериментальной психологии исследовательская гипотеза формулируется как проверяемое предположение о свойствах психических процессов или связях между переменными. Для её эмпирического исследования теоретические понятия связываются с наблюдаемыми показателями посредством операционализации[38].
Гипотеза в праве
В теории права гипотеза — элемент логической структуры правовой нормы, определяющий обстоятельства, при которых наступают предусмотренные нормой правовые последствия[39]. В распространённой трёхэлементной модели структуры правовой нормы наряду с гипотезой выделяются диспозиция и санкция[5].
Юридическое значение термина непосредственно не связано с эмпирической проверкой предположений: здесь гипотеза обозначает условную часть нормативной конструкции[40].
Примеры из истории науки
Одним из известных примеров является небулярная гипотеза, связывавшая происхождение Солнечной системы с первоначальным газообразным или газопылевым веществом. Её ранние варианты были сформулированы И. Кантом и П.-С. Лапласом, тогда как последующее развитие космогонии существенно изменило предполагаемые механизмы образования планет[41].
Другим примером служит гипотеза Альфреда Вегенера о дрейфе материков. В начале XX века она исходила из предположения о крупных горизонтальных перемещениях континентальных масс; позднее данные об океаническом дне, палеомагнетизме и сейсмичности стали частью эмпирической основы современной теории тектоники плит, включившей горизонтальное перемещение литосферы в иной геодинамический контекст[42].
Примечания
Литература
- Асмус В. Ф. Логика. — 3-е. — М.: Либроком, 2010. — 386 с. — ISBN 978-5-397-01448-9.
- Лебедев С. А. Философия науки: общие проблемы. — М.: Издательство Московского университета, 2012. — 336 с. — ISBN 978-5-211-06305-1.
- Лебедев С. А., Рубочкин В. А. История и философия науки. — М.: Издательство Московского университета, 2010. — 196 с. — ISBN 978-5-211-05575-9.
- Меркулов И. П. Метод гипотез в истории научного познания. — М.: Наука, 1984. — 188 с.
- Рузавин Г. И. Методология научного исследования. — М.: ЮНИТИ, 1999. — 316 с. — ISBN 5-238-00085-5.
- Стёпин В. С. Философия науки. Общие проблемы. — М.: Гардарики, 2006. — 384 с. — ISBN 5-8297-0148-0.
- Стёпин В. С. История и философия науки. — 2-е. — М.: Академический проект; Трикста, 2012. — 423 с. — ISBN 978-5-8291-1401-5.
- Стёпин В. С., Горохов В. Г., Розов М. А. Философия науки и техники. — М.: Контакт-Альфа, 1995. — 377 с. — ISBN 5-86421-007-2.
- Поппер К. Р. Логика научного исследования. — М.: Республика, 2004. — 446 с. — ISBN 5-250-01805-X.
- Hempel C. G. Philosophy of Natural Science. — Prentice-Hall, 1966. — ISBN 0-13-663823-6.
- Duhem P. The Aim and Structure of Physical Theory. — Princeton University Press, 1982. — ISBN 978-0-691-02524-7.
- Lakatos I. The Methodology of Scientific Research Programmes. — Cambridge University Press, 1978. — doi:10.1017/CBO9780511621123.