Поняття гіпотези і її структура

Гіпотезою називається спосіб мислення, котрий полягає в побудові припущення про те, що таке досліджуване явище, та в доведенні цього припущення.

Термін «гіпотеза» уживається з подвійним значенням. Під гіпотезою розуміють і саме припущення, котре пояснює спостережуване явище, і спосіб мислення в цілому, який включає висування припущення, його розвиток і доведення. Гіпотеза є метод пізнання предметів і явищ навколишнього світу.

Гіпотеза створюється для того, щоб дати пояснення «ще не поясненим явищам, фактам, подіям. Пізнання будь-якого явища в дійсності, як відомо, розпочинають із збирання і нагромадження окремих фактів, що відносяться до цього явища. Фактів, наявних на початку пізнання явища, завжди недостатньо, щоб повністю й відразу пояснити це явище, дати достовірний висновок про те, що воно таке, які причини його виникнення, закони розвитку тощо. Тому пізнання явищ і подій зовнішнього світу відбувається у формі гіпотези: не очікуючи, доки накопичуються факти для кінцевого, достовірного висновку про характер і причину досліджуваного явища, роблять на початку здогадане пояснення спостережуваного явища, а потім цей здогад розвивають і доводять.

Гіпотеза — це форма розвитку наших знань. Мислення людини не знає інших способів логічного опрацювання емпіричного матеріалу і проникнення в сутність речей, окрім гіпотези. Побудова гіпотез у науці дає змогу переходити від окремих фактів, що стосуються явищ, до пізнання закону розвитку цього явища. Ф. Енгельс, даючи оцінку ролі гіпотези в пізнанні, зазначав: «Формою розвитку природознавства, оскільки воно мислить, є гіпотеза. Спостереження відкриває який-небудь новий факт, що робить неможливим старий спосіб пояснення фактів, належних до тієї самої групи. З цього моменту виникає потреба в нових способах пояснення, яка спирається спершу тільки на обмежену кількість фактів і спостережень. Подальший дослідний матеріал приводить до очищення цих гіпотез, усуває одні з них, виправляє другі, поки, нарешті, не буде встановлений у чистому вигляді закон. Коли б ми захотіли чекати, поки матеріал буде готовий у чистому вигляді для закону, то це означало б припинити доти мисляче дослідження, і вже через одне це ми ніколи не дістали б закону».

Побудова гіпотез — необхідний шлях до створення наукової теорії. Всяка наукова теорія висловлюється спочатку як гіпотеза. Науково доведена і підтверджена на практиці гіпотеза стає науковою теорією.

Логічна структура гіпотези складна. Гіпотеза не зводиться до якогось одного судження чи умовиводу. Вона — система суджень, понять і умовиводів. Якесь одне окремо взяте судження або умовивід ще не складає гіпотези.

Гіпотеза може складатися одночасно із різних видів умовиводів: індукції, аналогії і дедукції. Наприклад, судження-припущення може бути висловлене за аналогією чи індукцією, а потім розвинуте й доведене у формі дедукції. Але припущення в гіпотезі може бути висунуте не тільки у формі індукції чи аналогії, воно висловлюється часто дедуктивне, а доводиться потім у формі індукції або дедукції тощо.

Гіпотеза— процес розвитку думки. Процес мислення в гіпотезі має певні стадії. Розрізняють дві такі стадії побудови і доведення гіпотези:

1) висування гіпотези і 2) доведення гіпотези. Дехто виділяє в гіпотезі не дві, а три, чотири чи п'ять стадій: 1) вивчення обставин досліджуваного явища (збирання фактів), 2) формування гіпотези, 3) виведення із гіпотези наслідків (розвиток гіпотези), 4) перевірка цих наслідків на практиці і 5) висновок про істинність або хибність висунутої гіпотези.

Висування гіпотези. Гіпотеза будується не на голому місці. Щоб її висунути необхідно мати певну сукупність фактів, що відносяться до спостережуваного явища, котрі б обґрунтовували імовірність якогось припущення, пояснювали імовірність невідомого. Тому побудова гіпотези завжди пов'язана зі збиранням фактів, які мають відношення до того явища, котре ми пояснюємо. На підставі зібраних фактів висловлюється припущення про те, що таке досліджуване явище, тобто формулюється гіпотеза. Припущення в гіпотезі в логічному відношенні є судження (або система суджень). Його висловлюють унаслідок логічного опрацювання зібраних фактів.

Факти, на підставі яких висувається гіпотеза, можуть бути логічно осмислені у формі аналогії, індукції чи дедукції. В одних випадках гіпотезу висувають за аналогією, в інших — вони е висновком індуктивного чи дедуктивного умовиводу. Наприклад, гіпотеза про існування життя на Марсі висунута за аналогією. На підставі схожості Марса і Землі в одних ознаках, а саме в тому, що Марс і Земля є планетами сонячної системи, що обидві вони обертаються навколо сонця, мають атмосферу, воду, зміну пір року, дня й ночі і т. д., зроблено припущення про схожість цих планет і в інших ознаках, а саме, що на Марсі, як і на Землі, існує життя. Гіпотеза Лаверє про існування планети Нептун була висунута шляхом дедукції.

Висування припущення, тобто формулювання гіпотези, становить основний зміст гіпотези.

Припущення — головний елемент будь-якої гіпотези. Припущення є відповіддю на поставлене запитання про сутність, причину, зв'язки спостережуваного явища. Припущення містить те знання, до якого доходять унаслідок узагальнення фактів. Припущення — та серцевина гіпотези, навколо якої відбувається вся пізнавальна і практична діяльність. Припущення в гіпотезі — це, 3 одного боку, підсумок попереднього пізнання, те головне, до чого доходять унаслідок спостереження і узагальнення фактів; з другого боку — це відправний пункт подальшого вивчення явища, визначення напрямку, яким має відбуватися все дослідження. Гіпотеза дає змогу не тільки пояснити наявні факти, а й виявити нові факти, на котрі не була б звернута увага, коли не була б висунута ця гіпотеза.

Доведення гіпотези. Висунута гіпотеза має бути доведеною. Доказ гіпотези здійснюється так. Припускаючи висунуту гіпотезу істинною, із неї дедуктивним методом виводять ряд наслідків (фактів), котрі мають існувати, якщо існує гадана причина, а потім ці наслідки перевіряють на практиці. Якщо наслідки відповідають дійсності, підтверджуються практикою, то це свідчить про те, що ця гіпотеза є правильною. Якщо ж наслідки, логічно виведені з гіпотези, не відповідають дійсності, нашим дослідом не підтверджені, то це означає, що висунута гіпотеза хибна.

Логічний процес виведення наслідків із висунутого припущення і обгрунтування істинності або хибності гіпотези відбувається досить часто у формі умовно-категоричного силогізму. Із гаданої причини Л виводять наслідок В. Логічно це виражається в такому судженні;

«Якщо є Л, то є В». Потім наслідок В перевіряють на практиці, чи дійсно він існує. Якщо наслідок В насправді не існує й існувати не може, то за правилами умовно-категоричного силогізму від відсутності наслідку доходять висновку про те, що й гадана причина Л також не існує, тобто до імовірного висновку про хибність висунутої гіпотези.

Види гіпотез

Гіпотеза може пояснити або явище (подію) в цілому, або якийсь окремий бік явища, одну його властивість, один зв'язок. Тому розрізнюють гіпотези загальні й часткові.

Загальна гіпотеза — це припущення, котре пояснює причину явища або групи явищ у цілому.

Часткова гіпотеза — припущення, яке пояснює якийсь окремий бік чи окрему властивість явища чи події.

Так, гіпотеза про походження гір — це загальна гіпотеза, а гіпотеза про походження якоїсь однієї гори — часткова гіпотеза. У судовому дослідженні припущення про злочин у цілому є загальною гіпотезою, а припущення, що пояснює окремий бік злочину, наприклад, припущення про мотив злочину, про шлях проникнення злочинця до приміщення, про спосіб скоєння злочину тощо е частковою гіпотезою.

Поділ гіпотез на загальні й часткові має сенс, коли ми співвідносимо одну гіпотезу з другою. Цей поділ не є абсолютним, гіпотеза може бути частковою стосовно однієї і загальною стосовно інших гіпотез.

Окрім загальних і часткових гіпотез, існують гіпотези наукові й робочі.

Наукова гіпотеза—це гіпотеза, що пояснює закономірність розвитку явищ природи І суспільства. Таким» є, наприклад, гіпотеза про походження сонячної системи гіпотеза про походження життя, гіпотеза про походження людини, вулканів, нафти тощо.

Робоча гіпотеза— це тимчасове припущення або здогад, яким користуються, будуючи гіпотези. Робот гіпотеза є припущенням — пробою, тимчасовим варіантом, що допомагає побудувати ту чи іншу гіпотезу. Робоче гіпотеза дає змогу перевірити, чи можна це явище якось пояснити. Висунувши робочу гіпотезу і переконавшись що вона не може пояснити явище, котре нас цікавить, чи пояснює його неправильно, її відкидають, замінюють іншою робочою гіпотезою. Робоча гіпотеза створюється як тимчасовий здогад, тобто таке припущення, котре пояснює явище умовно. За допомогою таких робочих гіпотез тимчасово групують факти, а потім уже її формулюють. Робоча гіпотеза може стати в ході подальшого дослідження науковою гіпотезою.

ормації), а водночас — збагачення науки, розвитку теорії і практики.

Експеримент

Це метод емпіричного рівня наукового пізнання, спосіб чуттєво-предметної діяльності. Він використовується тоді, коли явища вивчають за допомогою доцільно обраних чи штучно створених умов, що забезпечують перебіг у чистому вигляді тих процесів, спостереження за якими необхідне для встановлення закономірних зв'язків між явищами. Це свідоме, активне втручання у досліджуваний процес (планомірний підбір приладів, пристроїв та регулювання умов тощо), багатократне повторення процесу відповідно до певних схем (матриць) заради досягнення (підтвердження чи спростування) певного результату. Проведення експерименту передбачає визначення цілей на основі наявних теоретичних концепцій з урахуванням потреб практики та розвитку науки; теоретичне обґрунтування умов експерименту; розробку основних принципів, створення технічних засобів для проведення експерименту; спостереження, вимірювання та фіксування виявлених під час експерименту властивостей, зв’язків, тенденцій розвитку досліджуваного об'єкта; статистичну обробку результатів експерименту й попередню класифікацію та порівняння статистичних даних.

Порівняно з іншими методами експеримент має певні переваги. Зокрема, дає можливість досліджувати об'єкти не лише в так званому чистому вигляді, айв екстремальних умовах, що сприяє глибшому проникненню в їхню сутність. І ще: важливою перевагою є його повторюваність. У процесі експерименту необхідні спостереження, порівняння, вимірювання можна проводити стільки разів, скільки необхідно для одержання достовірних даних. Завдяки цьому експериментальний метод у науковому пізнанні набуває виняткового значення й цінності.

Експеримент це не лише метод, а й вид діяльності, котрий здійснює суб'єкт (людина, дослідник чи колектив) з метою наукового пізнання, встановлення істинності. Під час експерименту суб'єкт впливає на об'єкт за допомогою спеціальних приладів, інструментів, що забезпечує йому можливість: а) ізолювати об'єкт пізнання від впливу побічних явищ, котрі перекручують, затьмарюють його сутність, і досліджувати його таким, яким він є насправді; б) у разі необхідності багаторазово відтворювати хід процесу в жорстко фіксованих умовах, котрі водночас зазнають контролю й урахування; в) планомірно змінювати, комбінувати, варіювати, "моделювати" різні умови з метою отримання максимально повного, а головне — об'єктивно-істинного результату.

Предметно-технологічна діяльність експериментатора опосередкована його теоретичним мисленням. По-перше, експеримент проводиться з метою вирішення певних пізнавальних завдань, що випливають зі стану наявної теорії. Він є необхідним засобом накопичення та вивчення фактів, що становлять емпіричну базу будь-якої теорії. І по-друге, експеримент проводиться задля того, щоб підтвердити чи спростувати ті чи інші теоретичні положення, гіпотези. В цьому плані він, як і вся практична діяльність, є критерієм істинності.

Експеримент — основна форма пізнання в природознавстві й технічних науках. Останнім часом він дедалі частіше застосовується у суспільних та гуманітарних науках. Проте варто пам'ятати, що соціальний експеримент обмежується моральними рамками й принципами гуманізму й можливий лише за чітко окреслених, визначених умов.

Алгоритм

Це логічна послідовність виконуваних дій що призводять до логічного завершення.

Багато повсякденних дій, які ми робимо, майже не задумуючись, автоматично, можна описати за допомогою алгоритмів.

Приклад 1.1. Розглянемо наші дії при переході міської вулиці. Якщо рух транспорту по вулиці дуже інтенсивний, ми направляємося в сторону найближчого переходу, що регулюється світлофором, чи в сторону підземного переходу. Якщо перехід підземний, ми, безумовно, спускаємося вниз, проходимо по ньому і піднімаємося нагору. Якщо перехід регулюється світлофором, ми чекаємо, коли спалахне зелене світло і спокійно переходимо вулицю. І, нарешті, останній варіант: якщо нам ніколи чи до найближчого переходу занадто далеко, ми з ризиком для життя переходимо (точніше, перебігаємо) вулицю в забороненому місці. Для цього ми дивимося ліворуч і чекаємо того моменту, коли потік машин, що наближаються, буде не дуже близько. Потім ми переходимо на центральну розділову смугу, зупиняємося і дивимося праворуч. Дочекавшись, коли потік машин, що наближаються, буде не дуже близько, ми переходимо частину вулиці, що залишилася.

Описаний процес переходу вулиці — приклад алгоритму. Таких алгоритмів у наших головах незліченна безліч!

Отже, алгоритм — це опис послідовності дій, що його дехто повинен зробити для вирішення деякої задачі. Цього “дехто” прийнято називати виконавцем. Виконавцем може бути людина, робот, комп'ютер. Вважатимемо, що виконавець може виконувати запропоновані йому прості розпорядження. Наприклад, скласти два числа, визначити, яке з двох чисел більше, і т.д. Виконання одного простого розпорядження виконавцем ми будемо називати одним кроком його роботи.

Отже, алгоритм являє собою послідовність розпоряджень виконавцю. Виконавець повинен неухильно виконувати ці розпорядження. Число таких розпоряджень не є обов'язковим: воно може складати кілька тисяч, мільйонів і навіть трильйонів, але воно не може бути нескінченним. І коли виконавець виконає всі розпорядження, задача, для якої був створений алгоритм, буде вирішена (якщо алгоритм складений правильно).

Складання алгоритму починається з розбиття описуваного процесу на послідовність окремих кроків. Властивість розбивки алгоритму на окремі кроки називається дискретністю алгоритму. Кожний крок алгоритму формулюється у вигляді інструкцій (команд), тобто визначених розпоряджень виконавцю.

Аналогія

Це такий умовивід, у якому рух думки відбувається від окремого до окремого, від часткового до часткового. Вихідним знанням в аналогії є знання про окремий предмет. За допомогою умовиводу за аналогією ознаки, що належать одному одиничному предмету, переносяться на інший одиничний предмет.

Аналогія, таким чином, є умовиводом від відомого до невідомого, її висновок є нове знання про окреме, здобуте шляхом опосередкування.

Аналогія, як і будь-яка логічна форма, є відображенням певних зв'язків і відношень предметів реальної дійсності. Можливість умовиводів за аналогією зумовлена необхідним, закономірним характером зв'язку ознак предметів. Якби між ознаками предмета не існувало якогось зв'язку і кожен предмет містив у собі сукупність випадкових властивостей і ознак, то від знання ознак одного предмета не можна було б перейти де знання ознак і іншого предмета. Але оскільки між ознаками предмета існує стійкий зв'язок і залежність, то від схожості двох предметів з одних ознаках природне припущення щодо схожості цих предметів і в інших ознаках. У багатовіковій практиці людина переконувалася, що якщо в одного предмета, котрий має ознаки аbс, існує й ознака d, то й інший предмет, з ознаками аbс, може мати ознаку d. Мільярди разів відображаючись, такий зв'язок предметів і їхніх ознак закріпився у нашій свідомості у формі умовиводу за аналогією.

Безпосередньою або логічною основою висновків за аналогією є таке положення: якщо два предмети схожі в одних ознаках, то вони можуть бути схожими і в інших ознаках, виявлених в одному із порівнювальних предметів.

Аналогія дає висновки не достовірні, а тільки імовірні. Пояснюється це тим, що порівнювальні предмети, наскільки б вони схожими не були між собою, мають завжди ознаки і відмінності. І може так трапитись, що ознака d, притаманна предмету A, є саме такою ознакою, котрою предмет А відрізняється від предмета В і тому предмет В її не містить. У такому випадку висновок В має ознаку d буде хибним.

Ступінь імовірності висновків в умовиводах за аналогією залежить від ряду умов:

1. Від кількості порівнювальних предметів. Чим більше встановлено східних ознак у предметів, тим вищий ступінь імовірності висновку за аналогією. Але лише одна кількість ознак, що збігаються, не є вирішальними. Кількість ознак порівнювальних предметів може бути однозначною, але якщо ці ознаки другорядні, випадкові, то аналогія буде хибною.

2. Тому однією з важливих умов підвищення ступеню імовірності висновку в аналогії є характер зіставлюваних ознак. Чим більше схожих ознак і чим вони істотніші, тим імовірніший висновок. Висновок за аналогією тим цінніший, чим менше ознак, котрими відрізняються порівнювальні предмети, і чим менше вони істотніші.

3. Третьою важливою умовою логічної переконливості висновку в умовиводах за аналогією є зв'язок порівнювальних ознак. Імовірність висновку тим більша, чим тісніше зв'язані між собою схожі ознаки (аbс) і чим істотніший їхній зв'язок із ознакою (d), котра переноситься на досліджуваний предмет.

4. Ознака (а), що переноситься, має бути якомога одиотипнішою з ознаками (аbс), на основі котрих один предмет уподібнюється іншому.

5. Якщо предмет, стосовно якого ми робимо умовивід за аналогією, має ознаку, несумісну з тією ознакою, котра йому приписується, то аналогія неможлива.

Аналогія посідає важливе місце в науковому дослідженні. Особливо плідно використовується вона на початкових стадіях пізнання. Аналогія є одним із засобів логічного опрацювання фактичного матеріалу і висування гіпотез. Історії науки відомо чимало випадків, коли наукові висновки було здобуто за допомогою умовиводів за аналогією. Наприклад, за аналогією з хвилями на поверхні води було відкрито закони поширення звуку і світла; аналогія між поширенням теплоти і поширенням електрики дала змогу перенести порівняння, розроблені для явищ теплоти, на явища електрики; аналогія, проведена між рухом пружних шарів і рухом молекул газу, створила можливість вирахувати тиск газу, тощо.

Аналогія широко застосовується не тільки у природознавстві під час вивчення явищ природи, а й у суспільних науках під час вивчення явищ суспільного життя.

Дехто з логіків розрізняє аналогію предметів і аналогію відносин.

Під аналогією предметів розуміють такий умовивід, в якому вживаються два одиничних предмети, а переносною ознакою виступає властивість одного з цих пред-метів. Коли, наприклад, два порівнювальних предмета мають групову схожість ознак і нову ознаку, виявлену в одного з предметів, переносять на другий, предмет, то такий висновок буде мати аналогію предметів.

Аналогія відносин — це такий умовивід, у котрому уподібнюють один одному не два окремих предмети, а два відношення між предметами. Наприклад, Ф. Енгельс уподібнює відношення між формальною і діалектичною логікою відношенню між арифметикою і вищою математикою.

Розрізняють також точну аналогію і просту (неточну) аналогію.

Точною аналогією називають аналогію, у якій висновок робиться на основі знання того, що переношувана ознака (d) перебуває в залежності від ознаки схожості (аbс).

Проста аналогія — це така аналогія, коли невідомо, чи знаходиться переношувана ознака (d) в залежності від ознак схожості (аbс) чи ні.

Точна аналогія дає висновки вищого ступеню імовірності, що наближуються до достовірних, ніж проста аналогія, висновки котрої можуть бути найменшої імовірності.

Аналогія є логічною основою висновків, здобутих за допомогою методу моделювання.

Метод моделювання полягає в тому, що при пізнанні певного об'єкта використовують другий об'єкт, що заміняє перший.

Об'єкт, що безпосередньо цікавить дослідника і заміняється другим об'єктом, називають оригіналом. А об'єкт, котрим заміняють оригінал, називають моделлю. Метод моделювання дає змогу вивчити предмет не безпосередньо, а опосередковано, через інший предмет (модель). Під час моделювання, як і в аналогії, знання одного предмета (моделі) переноситься на другий предмет (оригінал). Логічною формою такого висновку є умовивід за аналогією. На основі належності моделі S ознак abcd і належності оригіналу S1 властивостей аbс роблять висновок про те, що виявлена в моделі S властивість d теж належить оригіналу. Моделювання- це вивчення об'єкта на основі його копії (моделі), що замінює оригінал і є предметом наукового інтересу. Це опосередкований метод наукового пізнання. Застосовуючи абстрагування, узагальнення, ідеалізацію, можна виокремити, а потім відтворити й досліджувати саме ті параметри, характеристики чи властивості змодельованих об'єктів, які не піддаються безпосередньому пізнанню.

Під моделлю розуміють реально існуючу або мислено уявну систему, котра замінює в пізнавальному процесі систему-оригінал і перебуває з нею у відношенні подібності чи тотожності (однаковості). Образно кажучи, модель — це система-копія з оригіналу. Виділяють дві групи моделей: матеріальні та ідеальні. Матеріальні — це фізичні (механічні, електричні, електромеханічні, радіоелектричні) та інші природні чи суспільні об'єкти. Ідеальні — фіксуються у відповідній знаковій формі і зрештою є відображенням матеріального.

Моделі є результатом матеріально-предметної діяльності чи мисленого конструювання, їх діяльність і функціонування здійснюється як за об'єктивними законами природної і соціальної дійсності, так і за законами розвитку мислительної діяльності.

Однією з найважливіших особливостей будь-якої моделі є її подібність з оригіналом у строго зафіксованих і обґрунтованих відношеннях. Подібність може бути за фізичною схожістю, просторовими, структурними та функціональними характеристиками, але обов'язково сформульованими у вигляді критеріїв подібності. Завдяки наявній подібності стає можливо отримані результати переносити на оригінал, але не механічно, а за відповідними правилами, процедурами, згідно з теоретичними схе-мами-матрицями.

Процес створення, функціонування, використання мисли-тельних моделей досить близько нагадує процедуру мисли-тельного ("мисленого") експерименту. І мислительнамодель, і мислений експеримент є продуктом духовної, теоретичної діяльності. Вони є наслідком глибоких роздумів і здійснюються в голові вченого, науковця ("в розумі"). Це своєрідні форми мислення на теоретичному рівні наукового пізнання.

Метод моделювання широко застосовується у різних науках. Зокрема у технічних та фізиці, хімії, біології, фізіології, економіці, соціології тощо. Він дає змогу зрозуміти й пояснити механізми функціонування, природу і сутність досліджуваного об'єкта. Досить широко застосовується метод моделювання у кібернетиці. На основі кібернетичних пристроїв та приладів моделюються процеси чуттєвого сприйняття, пам'яті й логічного мислення, що значно поліпшує процес розумової праці людини, розширює можливості ефективного управління складними явищами й системами. Моделювання мозку, його психічних функцій сприяє поглибленому розумінню механізмів пізнавальної, мислительної діяльності тощо.