Построение гипотезы и этапы ее развития

Гипотезы строятся тогда, когда возникает потребность объяснить ряд новых фактов, которые не укладываются в рамки известных ранее научных теорий или других их объяснений. Вначале производится анализ каждого отдельного факта, затем анализ их совокупности. Факты необходимо рассматривать лишь в их совокупности. Чтобы подкрепить выдвигаемую гипотезу, проводят дополнительные научные эксперименты или эксперименты в ходе следственной практики.

Следующей задачей является синтез фактов и формулировка гипотезы. Гипотеза не должна противоречить ранее открытым и подтвержденным практикой научным законам и теориям. Могут быть выдвинуты конкурирующие гипотезы, по-разному объясняющие одно и то же явление, как это было, например, показано в случае объяснения происхождения вирусов; конкурирующими являются гипотезы об органическом и неорганическом происхождении нефти и др. При построении гипотезы надо учитывать и требование, чтобы гипотеза объясняла наибольшее количество фактов, которые подвергались анализу, а также была по возможности простой по форме их обоснования.

В процессе построения и подтверждения гипотеза проходит несколько этапов (разные авторы приводят 2, 3, 4 или 5 этапов). Эти этапы мы проиллюстрируем ходом построения одной из гипотез о Тунгусском метеорите.

1-й этап построения гипотезы: Выделение группы фактов, которые не укладываются в прежние теории или гипотезы и должны быть объяснены новой гипотезой.

В случае падения Тунгусского метеорита это были следующие факты: "Тайга в долине Подкаменной Тунгуски стояла в солнечном сиянии. Внезапно с неба упал в тайгу огромный шар. Люди, ехавшие в тот день, 30 июня 1908 года, по Транссибирской железной дороге, рассказывают об огненном столбе, который, как фонтан, взметнулся с,поверхности Земли. Края огненного столба светились голубым светом и достигали нижних слоев стратосферы. Взрыв сопровождался землетрясением, которое охватило всю Центральную Сибирь. Сейсмические волны были отмечены многими геофизическими станциями мира. Расчеты, сделанные уже теперь, показывают, что взрыв на Тунгуске был равносилен взрыву 20-мегатонной водородной бомбы. Воздушная волна, вызванная им, дважды обогнула весь земной шар... Обращает на себя внимание отсутствие в районе катастрофы какого-либо кратера и остатков метеоритной материи".

2-й этап построения гипотезы: Формулировка гипотезы (или гипотез), т, е. предположений, которые объясняют данные факты.

Существуют не одна, а, по крайней мере, полдюжины гипотез относительно падения Тунгусского метеорита. Приведем некоторые из них. Одна гипотеза предполагает, что в атмосферу попал целый рой блуждающих метеоритов, которые упали в виде огненного дождя. Другая гипотеза утверждает, что это было ядро кометы, состоявшее из льда и застывших газов. Проходя через плотные слои атмосферы Земли, оно нагрелось, газ, образовав­шийся при ударе о Землю космического льда, взметнулся вверх огненным фонтаном и стал причиной огромного пожара в тайге.

В 1973 г. была опубликована еще одна гипотеза толкования катастрофы 1908 г., выдвинутая двумя американскими астрофизиками: Землю по прямой пронизало космическое тело, так называемая черная дыра (сгусток материи, стянутый гравитацией в ничтожный объем и имеющий практически бесконечно высокую плотность). Хотя "черная дыра" имеет огромный вес, составляющий заметную часть земной массы, примерно миллион миллиардов тонн, ее поперечник едва ли больше, чем диаметр одного атома, поэтому, как утверждают авторы данной гипотезы, Земля и смогла пережить это столкновение.

3-й этап построения гипотезы: Выведение из данной гипотезы всех вытекающих из нее следствий.

Из гипотезы о "черной дыре" вытекают такие следствия: не будет гигантского кратера; на пути этого космического тела (фантастического сгустка материи) в воздушной оболочке Земли, окружая тонкий канал траектории, возникли мощные слои плазмы; за плазмой шел ударный фронт воздуха; голубые края огненного столба возникли в результате преобразования невиди­мых рентгеновских лучей в видимый свет.

4-й этап построения гипотезы: Сопоставление выведенных из гипотезы следствий с имеющимися наблюдениями, результатами экспериментов, с научными законами.

Наблюдения в районе падения показали, что кратера действительно не было; грохот ударной волны воздуха донесся вплоть до Монголии; люди наблюдали голубые края огненного столба.

5-й этап построения гипотезы: Превращение гипотезы в достоверное знание или в научную теорию, если подтверждаются все выведенные из гипо­тезы следствия и не возникает противоречия с ранее известными законами науки.

Ни одна из перечисленных и других более поздних гипотез пока не доказана.

2.4. Подтверждение гипотез

1. Самый действенный способ подтверждения гипотезы — обнаружение предполагаемого объекта, явления или свойства, которое служит причиной рассматриваемого явления.

Примерами могут служить открытие планеты Нептун, обнаружение ряда островов в Северном Ледовитом океане, открытие явления искусственной радиоактивности, открытие алмазов в Сибири геологом М. Попугаевой и др.

2. Основной способ подтверждения гипотез — выведение следствий и их верификация.

Те, кто объяснял падение Тунгусского метеорита столкновением Земли с "черной дырой", предложили такой способ проверки их гипотезы: если тело вошло в земной шар со скоростью 30 км/с под углом 30° к горизонту в районе

Подкаменной Тунгуски и пронизало его по хорде, то оно должно снова выйти на поверхность планеты где-то между Ньюфаундлендом и Азорскими островами, где и должны были произойти явления, сходные с теми, которые наблюдались при катастрофе в Сибири. Поэтому американские физики изучали метеорологические архивы этого района Атлантического океана (в день 30 июня 1908 г.).

В процессе верификации большая роль принадлежит различным экспериментам: в космосе, полевым опытам в сельском хозяйстве, поиску новых материалов, лекарств, реактивов, способов лечения болезней у людей, животных и растений, педагогическим экспериментам и другим их видам. Эксперимент учитывает чаще всего влияние не одного фактора, а многих, поэтому надо планировать эксперимент так, чтобы результат был получен за более короткое время, более эффективно и по возможности недорого. Так, например, планируется ход эксперимента в медицине при оценке последствий приема лекарств для выбора оптимальной тактики лечения.

Коллективом ученых под руководством академика Е. И. Чазова были созданы ферментные лекарственные препараты, стабильность которых в сотни, тысячи и миллионы раз выше, чем у исходных ферментов. Полученные образцы проверялись в самых жестких для белка условиях, например при нагревании. В результате экспериментов было выявлено, что фермент, существующий в естественном состоянии при температуре в 50° лишь несколько секунд, в новом виде сохраняет биологическую активность часами при температуре 80'С. Итак, получены стабильные ферментные препараты.

Затем надо было от физико-химических экспериментов перейти к биологическим. Избрали стрептокиназу — фермент, способный разрушать тромбы. Создан препарат стрептодеказа, которым успешно лечат острый инфаркт миокарда, применяют в предынфарктном состоянии. Стрептодеказа быстро рассасывает сгустки крови в глазу и возвращает зрение.

Большая роль принадлежит эксперименту в судебной практике. Здесь эксперимент проводится с целью подтверждения выдвинутых версий, объясняющих то или иное преступление.

Заключение в умозаключении от утверждения следствия к утверждению основания является вероятным, и формула ((а—^Ь) /\Ь) —>а не является законом логики. Но подтверждение гипотезы на основании верификации ее следствий осуществляется именно этим способом, поэтому надо брать всю совокупность взаимосвязанных следствий, и тогда гипотеза однозначно будет вызываться только данной совокупностью следствий, а поэтому заключение будет не вероятным, а достоверным, протекающим по формуле Н— >(С-| дС2лСзл аС_п), где Н - гипотеза; Су, С2, С^, ■■-, С_п, — следствия, вытекающие из нее;" —>" —' импликация от гипотезы к совокупности следствий. Например, Н — предполагаемое заболевание (диагноз врача), а С;, С2, С3—симптомы, присущие этому заболеванию, и только ему. Тогда гипотеза будет подтверждена, т. е. диагноз поставлен правильно.

Указанные два способа являются прямыми способами превращения гипотезы в достоверное знание.

3. Одним из косвенных способов подтверждения гипотезы является умозаключение по разделительно-категорическому силлогизму (отрицающе-утверждающему модусу). Структура его та же, что и при косвенном доказательстве.

Явление А могло быть вызвано либо В, либо С, либо О. Явление А не вызвано ни В. ни С.

Явление А вызвано О.

Необходимо выполнить два условия: во-первых, перечислить все возможные гипотезы, причем дизъюнкция может быть как строгой, так и нестрогой; во-вторых, следует опровергнуть все ложные гипотезы. Косвенный метод подтверждения гипотез может использоваться в следственной практике, давая достоверный вывод.