Методология научных исследований : нейрокогнитивный подход (стр. 15 )

М(хоу) = М(х) + М(у).

Второе правило указывает, что если две величины являются эквивалентными, то их численные значения будут равными. Вот почему это правило часто называют правилом равенства. Следует иметь в виду, что установление эквивалентности тех или иных величин происходит с помощью определенной эмпирической процедуры. Так, эквивалентность длин отрезков проверяется с помощью наложения одного отрезка на другой, равенство тел по тяжести устанавливается с помощью весов. Согласно второму правилу, качественная эквивалентность величин находит свое отображение в равенстве их значений, т. е. чисел.

Если М(х)~М(у), то М(х) = М(у),

где символ ~ обозначает отношение эквивалентности.

Наконец, третье правило характеризует единицу измерения и тем самым принятую шкалу для сравнения.

M(x)

---- = Р,

М(е)

где М(х) представляет измеряемую величину, М(е) — единицу измерения и Р — некоторое число, являющееся результатом измерения. В качестве единицы измерения обычно выбирается некоторое стандартное тело или процесс, с помощью которых могут быть выражены численные значения соответствующих величин. Так, в физике для измерения длины выбирается либо сантиметр (в системе CGS), либо метр (в системе MKS). В качестве единицы массы (веса) в первой системе берется грамм, во второй — килограмм.

Измерение интенсивных величин представляет более сложную процедуру, и поэтому здесь мы нуждаемся в дополнительных правилах. Прежде всего, мы должны иметь правила, с помощью которых можно было бы сравнивать различные интенсивности. Такое сравнение, как мы видели, достигается с помощью отношений эквивалентности и неравенства. Если две интенсивные величины являются эквивалентными, то им приписывают одинаковые численные значения. Поэтому первое правило для измерения интенсивных величин в принципе не будет отличаться от правила равенства для экстенсивных величин.

Если М(х) ~ М(у), то М (х) = М(у).

С помощью отношения неравенства достигается упорядочение величин по степени возрастания или убывания их интенсивности. Второе правило измерения устанавливает, что большей интенсивности величины соответствуёт и большее число. Наоборот, меньшей интенсивности приписывается меньшее число. Таким образом, с помощью этого правила отношение порядка между интенсивностями можно отобразить в отношении порядка между соответствующими им численными значениями.

Если М (х) ≠ М (у), то М (х) > М (у) или М (х) < М (у).

Хотя в формулировках первых двух правил мы использовали понятие числа, теоретически вполне допустимо сравнение различных экстенсивных величин и без чисел.

Но такое сравнение не будет столь эффективным, как в случае, когда оно осуществляется с помощью чисел.

Чтобы построить шкалу значений интенсивной величины и установить единицу для измерения, необходимо определить две крайние точки шкалы. Эти точки обычно соответствуют началу отсчета, или нулевой точке, и концу отсчета. Так, например, в метрической шкале Цельсия за нулевую температуру принимается температура замерзания воды, в качестве второго значения выбирается температура кипящей воды. Эти заранее выбранные точки шкалы устанавливаются с помощью специальных двух правил. Помещая теперь ртутный термометр сначала в замерзающую воду, а затем в кипяток, мы можем отметить уровни ртути в трубке термометра. Пользуясь термометром, мы можем точнее сравнить температуры двух тел, чем это можно сделать с помощью субъективных ощущений тепла. Такое сравнение по-прежнему можно осуществить с помощью понятий «больше», «меньше» или «равно».

Для перехода к количественным (метрическим) понятиям необходимо иметь проградуированную шкалу температур. В качестве шкал обычно используются изменения тех или иных физических свойств тел. В частности, в термометрах с ртутью или со спиртом наблюдения основываются на расширении их объема при нагревании и сжатии при охлаждении. Чтобы получить простую шкалу для измерения температур, следует принять такое важное правило: если разность между двумя любыми объемами столбика ртути равна разности между двумя соответствующими объемами, тогда шкала будет показывать одинаковую разность температур.

Если V(x1)-V(x2) = V(у1)-V(y2), то T(x1)-T(x2)=T(y1)-Т(у2).

Разделив шкалу на 100 равных частей, мы получим единицу измерения — градус. Аналогично определяются единицы измерения других интенсивных величии.

Измерение способствует формированию количественных понятий, хотя сами эти понятия непосредственно не возникают из процесса измерения. В противоположность этому сторонники операционализма утверждают, что каждое количественное понятие определяется с помощью тех эмпирических процедур, которые служат для измерения соответствующих величин. Однако в таком случае пришлось бы вместо одного понятия длины, температуры, силы тока и других количественных понятий ввести столько различных понятий, сколько существует эмпирических процедур для измерения этих величин.

4. Гипотеза и индуктивные методы исследования

Решение любой научной проблемы включает выдвижение некоторых догадок, предположений, а чаще всего более или менее обоснованных гипотез, с помощью которых исследователь пытается объяснить факты, которые не укладываются в старые теории.

Многие научные открытия возникают в результате стремления устранить противоречия между существующими теориями и реальными фактами, а не ставят непосредственной целью обнаружение новых явлений и управляющих 'ими закономерностей. Замечательным примером такого открытия является предсказание о существовании новых планет в Солнечной системе. Так, к гипотезе о существовании неизвестной в свое время планеты Нептун астрономы пришли в надежде устранить противоречие между теоретически вычисленными положениями Урана и фактическими результатами наблюдений. Перебрав различные другие предположения, Адаме и Леверье выдвинули и разработали гипотезу, согласно которой возмущения в движении Урана объяснялись действием более отдаленной планеты. Эта планета впоследствии была открыта Галле и названа Нептуном. Аналогичным путем была открыта планета Плутон.

Из более современных гипотез в качестве иллюстрации можно привести знаменитую гипотезу М. Планка о квантовом характере излучения. По признанию самого Планка, он с большим трудом порвал со старыми классическими представлениями и вынужден был это сделать под влиянием неумолимых фактов науки.

В разрешении противоречия между новыми фактами и старыми теоретическими представлениями важнейшая роль принадлежит гипотезе. Прежде чем будет построена новая теория, гипотеза должна объяснить факты, противоречащие старой теории, пока не будет заменена другой гипотезой или не станет законом.

Естественно, опираясь на ограниченное количество фактов, гипотеза не может всякий раз приводить к истинным результатам. Именно поэтому в истории философии и методологии науки было немало попыток отрицания роли и значения гипотез в научном исследовании. Сторонники эмпиризма, например, считают вполне надежными только те предположения науки, которые опираются на непосредственные данные наших чувственных восприятий или их простейшие обобщения. Поэтому они весьма подозрительно относятся к гипотезам, видя в них в лучшем случае временное, вспомогательное средство исследования. В конце прошлого века с резкой критикой использования гипотез, особенно о ненаблюдаемых объектах, таких как атомы и молекулы, выступили представители эмпириокритицизма во главе с австрийским физиком и философом Э. Махом.

Однако результаты эмпирического исследования и простейшие их обобщения составляют лишь начало научного познания. Эти результаты нуждаются в интерпретации и объяснении, что невозможно сделать без гипотез.

Важнейшая функция гипотез в опытных науках состоит в расширении и обобщении известного эмпирического материала. Результаты наблюдений и экспериментов всегда относятся к сравнительно небольшому числу явлений и событий, между тем как утверждения науки претендуют если не на универсальность, то на весьма большую общность. С помощью гипотезы мы стремимся расширить наше знание, экстраполируя найденную в результате непосредственного исследования конечного числа случаев закономерность на все число возможных случаев. В сравнительно простых ситуациях такое расширение знания достигается с помощью индукции.

Поэтому первоначальный этап исследования в опытных науках часто связывается с индуктивными методами построения гипотез.

На более зрелой стадии исследования и в наиболее развитых науках гипотезы представляют весьма сложный и длительный результат исследования, включающий в качестве важнейшего момента интуицию и исследовательский опыт ученого. Как правило, гипотезы здесь используются в качестве посылок дальнейших умозаключений.

Именно по проверяемым следствиям таких умозаключений делают вывод о правдоподобности самой гипотезы. Что касается поисков и даже выбора гипотезы, то тут нельзя указать никакой логической схемы или процедуры, с помощью которой можно было бы найти наиболее правильную или даже наивероятнейшую гипотезу.

Это, однако, не исключает необходимости предварительного обоснования гипотезы как с теоретической, так и с эмпирической или фактической стороны.

B этой главе анализируются две основные функции гипотезы:

(1) роль гипотезы в обобщении и расширении опытного знания;

(2) использование гипотезы в качестве посылки дедукции.

Во втором случае мы вступаем в область гипотетико-дедуктивного метода, который широко применяется в теоретическом естествознании. Предварительно рассмотрим сущность самой гипотезы, ее логическую структуру, разные тины гипотез, используемых в современной науке.

4.1. Гипотеза как форма научного познания

В самом широком смысле слова под гипотезой понимают всякое предположение, догадку или предсказание, основывающиеся либо на предшествующем знании, либо на новых фактах, но чаще всего — на том и другом одновременно.

В опытных науках гипотеза обязательно должна опираться на новые факты, на всё предшествующее теоретическое знание, в котором аккумулируется прежний эмпирический опыт. Гипотеза не просто регистрирует и суммирует известные старые и новые факты, а пытается дать им объяснение, в силу чего се содержание значительно богаче тех данных, на которые она опирается.

Иногда гипотезой называют «любую попытку описать действительность в словах», причем отдельная гипотеза рассматривается в этом случае как «наименьшая из единиц описания». С такой точкой зрения вряд ли можно согласиться. Не говоря уже о неопределенности «описания действительности в словах», она не делает различий не только между гипотезой, законом и теорией, но даже между фактами, на которых строится сама гипотеза.