Научная гипотеза как категория научного познания

Министерство  образования и науки РФ 
ГОУ ВПО «УрФУ им. первого Президента России Б. Н. Ельцина»

 

 

РЕФЕРАТ

на тему:

Научная гипотеза как категория  научного познания

 

 

Работу выполнил

 

Работу проверил

 

 

 

 

 

Екатеринбург

2012г.

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ           3

 

Глава 1. ОСНОВНЫЕ ПРИЗНАКИ ГИПОТЕЗЫ                                4

1.1 Общее понятие научной  гипотезы                                                    4

1.2 Требования                                                                                  4

1.3 Классификация                                                                                    5

1.4 Гипотезы ad hoc                                                                                  7

1.5 Роль гипотез в научном познании. Гипотезы как новации           8

1.6 Стадии работы над гипотезой                                                           9

1.7 инятие или опровержение гипотезы                                           11

 

Глава 2. Роль интуиции в создании гипотезы.                                      13

Глава 3. Примеры влияния  гипотез на ход открытий на разных этапах истории человечества. Научные  картины мира.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ         

 

ЛИТЕРАТУРА       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

В данном реферате раскрыто понятие гипотезы, ее роль в построении научных концепций, то как она зарождается и появляется. Это позволяет лучше понять ее значение как категории научного познания. Гипотеза имеет огромное значение в развитии науки в целом и естествознания в частности.

При обнаружении новых  фактов, возникает необходимость  в их объяснении. Появляется несколько  предположений, которые опираются  вначале на ограниченное количество фактов. Затем, по мере накопления опытного материала, лишние гипотезы отсеиваются, другие исправляются. Так продолжается до тех пор, пока не появляется закон  или теория.

По мнению К. А. Тимирязева, без гипотезы наука представляла бы собой «нагромождение чистых фактов». Эти факты не были бы никак между  собой связаны и не представляли бы собой основу для различных  научных исследований.

Таким образом, все научные  достижения, открытия и проекты являются результатом научных исследований, которые возможны только благодаря  гипотезе. И все то, что окружает сейчас современного человека, то без  чего он не представляет свою жизнь: электричество, газ, мобильная связь, водопровод, интернет; является результатом научной деятельности, в основе которой лежит гипотеза.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Основные признаки гипотезы

Общее понятие  научной гипотезы

Гипотеза - это научно обоснованное предположение о причинах или  закономерных связях каких-либо явлений  или событий природы, общества, мышления.

Гипотеза возникает как  реакция на какую-либо научную проблему и в хорошем случае становится основанием для теории. Дорошенко сравнивает гипотезу с гусеницей, из которой рождается бабочка-теория.

Она представляет собой идею, своеобразное предсказание, которое  представляет собой предположение  о возможном.

Требования

Гипотеза – это не просто предположение. Научная гипотеза должна удовлетворять различным требованиям. Дорошенко считает, что гипотеза должна  обладать достаточной общностью, быть проверяемой и быть логически и теоретически непротиворечивой. Ушаков предлагает более подробные требования и подразделяет их на три парные группы: логические, содержательно-теоретические и эвристические. Рассмотрим их поподробнее.

Логические требования:

Непротиворечивость. Это  значит, что логические следствия, вытекающие из гипотезы, не должны противоречить  друг другу и гипотезе в целом.

Независимость. Гипотеза не должна представлять следствие других гипотез быть полностью свободной  от них.

Содержательные требования:

Принципиальная проверяемость. Это не значит, что гипотеза должна быть сразу же проверена. Часто это е возможно. Но она должна быть принципиально проверяемой хотя бы в перспективе.

Содержательная связность. Гипотеза должна быть логически связанна и согласованна с хотя бы некоторыми ранними теориями.

Эвристические требования:

Общность применения. Гипотеза должна объяснять максимально широкий  класс явлений.

 Фундаментальность идеи. Гипотеза должна быть максимально  единой и полноценной.

Классификация

Исходя из выше сказанного, мы видим, что далеко не каждое предположение является гипотезой. И, не смотря не это, во всех областях научного знания существует их огромное количество. Что бы уметь ориентироваться во всем их многообразии, рассмотрим их классификацию.

Ушаков классифицирует гипотезы по двум (на двух?) основаниям. По виду познавательного  действия и по месту в структуре  исследовательской работы.

По виду познавательного действия гипотезы бывают: интерпретационные, описательные, систематизирующие, объяснительные, экстраполяционные, методологические.

Рассмотрим их подробнее.

Интерпретационная гипотеза. Отвечает на вопрос «что это?» и дает исходную интерпретацию изучаемому объекту.

Описательная гипотеза. Отвечает на вопрос «каков этот объект?» и дает характеристику изучаемому объекту (чаще эмпирические исследования).

Систематизирующая гипотеза. Частный случай описательной. Вносит упорядоченность в структуру изучаемых данных: предлагает классификацию, типологию, различного рода эмпирические обобщения и т.п.

Объяснительная гипотеза. Отвечает на вопрос «почему это так?». Попытка дать объяснение тем или иным фактам, т.е. в зависимости от вида объяснения выдвинуть предположение о причинах, законах, генезисе и истории объекта, предложить логическую связь между объясняющим и объясняемым и т.п.

 Экстраполяционная гипотеза. Отвечает на вопрос «в какой степени это может иметь значение для другого объекта?». Осуществляет перенос информации из одной предметной области в другую, причем часто здесь предполагается сама возможность существования какого-то иного объекта или наличия у него каких-то характеристик, соотношений; центральную роль экстраполяционные гипотезы играют прежде всего в моделировании.

 Методологическая гипотеза. Отвечает на вопрос «как это лучше изучать?» В отличие от других гипотез, она направлена не на сам изучаемый объект, а на познавательные действия; она рефлексирует по поводу исследовательских процедур.

Но на практике гипотеза может иметь сразу несколько  полезных эффектов.

По месту в структуре  исследовательской работы гипотезы бывают: предварительные, промежуточные, окончательные; есть гипотезы основные и вспомогательные (которые, сопутствуя основной, могут быть уточняющими, детализирующими, побочными, иметь разного рода «технический характер» и т.п.); есть базисные и подчиненные (базисная вводится непосредственно актом полагания, имеет более общее содержание, подчиненные являются гипотезами 2-го, 3-го,..., n-го порядков и логически выводимы из.базисной).

Также стоит упомянуть  о математической гипотезе, которая  является специальной разновидностью научной гипотезы. Математическая гипотеза имеет экстраполяционные, описательные, систематизирующие и другие функции. Она широко применяется в современной теоретической физике, являясь ярким выражением преобладания в ней формально-математического стиля мышления. Суть ее состоит в том, что физик-теоретик, сталкиваясь с какой-то новой областью явлений, ищет подходящий для нее математический аппарат, более или менее адекватные формы уравнений, варьируя их, изменяя вид, граничные условия и т.п., в некотором смысле подобно тому как музыкант подбирает на слух мелодию.

 

 

 

Гипотезы ad hoc

Проблема гипотез ad hoc является давней темой философии и методологии науки. Как распознать методологически неудовлетворительную гипотезу? Конечно, в случаях явного нарушения перечисленных выше эвристических требований это легче. Исследователь должен насторожиться, если гипотеза объясняет не все известные факты, а лишь их часть (а для другой части приспособлена уже другая гипотеза), это явное нарушение принципа общности применения; или, скажем, когда имеется последовательность гипотез, которые усложняют друг друга и исходную область знаний, еще более запутывая ее с каждой новой гипотезой вместо кардинального прояснения (как, например, геоцентрическая система Птолемея требовала введения все новых и новых поправок, загромождая исходную теорию), это явное несоответствие принципу фундаментальности идеи. Но ведь есть и весьма неоднозначные, спорные случаи. Поэтому методологи неоднократно пытались сформулировать признаки гипотез ad hoc для отличения их от плодотворных гипотез. Приведем для иллюстрации ряд признаков, характерных для гипотез ad hoc, предложенный американским исследователем Дж. Леплином; сформулируем их в несколько упрощенном и модифицированном виде:

1) гипотеза создана для  устранения аномалии (т.е. для  объяснения фактов, оказавшихся несовместимыми с эмпирическими предсказаниями защищаемой теории);

2) гипотеза применима  только к этим аномальным фактам  и неприменима к первоначальной  области теории;

3) не существует иных  независимых оснований для установления  ее (гипотезы) истинности или ложности;

4) гипотеза защищает именно  существенные положения исходной  теории, без которых она теряет  свой смысл;

5) гипотеза предназначена  для решения проблем, претендующих на свержение исходной теории.

Этот список достаточно метко  характеризует гипотезы ad hoc, однако он все же лишь описывает их свойства, а не предлагает методику их распознавания.

Роль гипотез  в научном познании. Гипотезы как  новации

Роль гипотез определяется новацией, которую они привносят в научное исследование. С введением гипотезы должны открыться новые горизонты поиска, теоретические перспективы. Наиболее показательное проявление этого — способность гипотезы давать предсказания доселе неизвестных эффектов. Чаще всего предсказание сопряжено с другими познавательными действиями. Нередко предсказание оказывается логическим следствием какой-то базисной гипотезы, может быть дедуцировано из нее.

 Однако возможны и такие предсказания, которые не имеют под собой дедуктивно-логической основы, им присущ как бы свободный, интуитивный характер; здесь на первый план выводят не точный расчет, а именно смелую идею, догадку. Прекрасным примером подобной смелой идеи в истории науки может служить предположение Дж. Максвелла, который обнаружил формальное сходство уравнений в разных областях — между построенными им уравнениями электродинамики и уравнениями распространения волн в упругой среде; эта аналогия подсказала ему замечательную догадку о волновой природе электромагнитных возмущений (что было подтверждено в 1886 г, Г. Герцем, экспериментально получившим электромагнитные волны). Рассматривая этот случай, можно заметить, что гипотеза Дж. Максвелла носила «чисто предсказательный» характер, подпадая под тип экстраполяционной. Действительно, в той ситуации, когда экстраполяционная гипотеза переносит информацию на объект, который еще не обнаружен, она становится предсказательной по преимуществу.

Предсказание какого-либо факта — это новизна эмпирическая; помимо этого, гипотезы несут с собой новизну теоретическую и методологическую. Вообще новационный потенциал гипотезы тем больше, чем больший круг перспектив она открывает. Это означает, что гипотеза, претендующая на существенную новизну, должна не просто упорядочивать имеющийся эмпирический материал, но и воплощать действительно фундаментальную идею.

Научная гипотеза — это в конечном счете всегда прыжок в неизвестное. Новация, которую несет с собой гипотеза, может быть различного объема: от единичной догадки до целой теории. История науки знает содержательно богатые, полноценные теоретические системы, которые исходно были выстроены гипотетическим, чисто интуитивным путем. Ряд превосходных образцов научной интуиции дает нам квантовая физика. Так, примером подобной «высшей музыкальности» мысли (по известной характеристике А. Эйнштейна) служат работы Н. Бора по созданию планетарной модели атома, В. Паули по решению проблемы распределения электронов (принцип Паули), а также разгадка Э. Ферми явления бета-распада (В. Вайскопф назвал ее «фантастической работой, памятником интуиции ее автора».)

Стадии работы над гипотезой

Деятельность, связанная  с выдвижением и проверкой  гипотез, имеет на практике весьма непростой характер; однако в дидактических целях можно представить общие ориентиры этого процесса в виде линейной последовательности, помня о сугубо условном характере этой схемы.

Можно выделить следующие  стадии:

1) обнаружение проблемы  — уже на стадии предварительной постановки научной проблемы идет выдвижение и приблизительная оценка различных гипотез; здесь у исследователя возникают различные догадки относительно подхода к проблеме и производится первичная оценка этих идей;

2) выдвижение гипотезы  — здесь ученый в явном виде формулирует ту предварительную гипотезу, которая прошла первичный отбор и была оценена как заслуживающая внимания. Иногда предположение, принадлежащее этой стадии, называют рабочей (или поисковой, черновой) гипотезой;

3) разработка гипотезы  — ученый анализирует гипотезу, разворачивает скрытый в ней потенциал, т.е. изучает ее взаимосвязи с исходной теорией, выводит следствия из системы «исходная теория плюс новая гипотеза», разрабатывает исследовательский проект;

4) проверка гипотезы —  это сложный процесс эмпирической и теоретической проверки гипотезы, интерсубъективного обсуждения ее достоинств и недостатков, сравнения ее с альтернативными гипотезами, завершающийся в лучшем случае ее однозначным принятием либо отвержением.

В целом процесс протекает  примерно следующим образом. Отталкиваясь от научной проблемы, исследователь вначале приходит к некоторым предварительным предположениям, которые обычно имеют форму просто догадки. При этом главным их достоинством является интуитивная эвристическая ценность — способность организовать дальнейшее продвижение, пусть даже та или иная догадка в дальнейшем окажется неправильной. Догадка, представленная в более или менее оформленном виде и вызвавшая интерес исследователя, становится рабочей гипотезой. Рабочая гипотеза содержит в себе некую идею, т.е. принцип возможного решения; она не претендует на оптимальность подхода (хотя и не исключает этого), а является лишь средством запустить процесс исследования, выступает ориентиром для научного поиска. Рабочая гипотеза может представлять собой и некоторую совокупность равноприемлемых альтернатив — версий. Далее начинается сложная деятельность по изучению рабочей гипотезы, ее оценке, обсуждению и проверке. В ходе этого первоначальная гипотеза может существенно трансформироваться или даже быть заменена другой гипотезой. Но в конечном итоге в процессе разработки данной научной темы формируется тот вариант гипотезы, который может быть назван окончательным. Он представляет собой, как правило, уже некоторую теоретическую систему (или подсистему в рамках базовой теории), более или менее развитую, имеющую какие-то свидетельства в свою пользу, относительно согласованную с другими теоретическими положениями исходной предметной области. Именно этот окончательный вариант может быть назван научной гипотезой в собственном смысле слова; он претендует на действительное решение проблемы, на существенную новизну и подлежит принятию или отвержению со стороны научного сообщества.

Мы переходим к трудному вопросу испытания научной гипотезы. Как осуществляется верификация  научного предположения? На каких основаниях научное сообщество принимает решение отвергнуть данную гипотезу или же принять как подтвержденную и заслуживающую доверия? Прежде всего необходимо различать понятия проверки и принятия гипотезы.

Проверка гипотезы — это  совокупность действий, направленных на то, чтобы оценить истинность выдвинутого предположения. В общем  случае, если результаты проверки не противоречат исходному предположению, его можно  считать подтвержденным. В противном случае говорят об опровержении гипотезы (по крайней мере, о наличии опровергающих данных).

Принятие или  опровержение гипотезы

Принятие гипотезы — это  окончательное решение о ее статусе. Гипотеза, подтвержденная в ходе проверок, еще не может автоматически считаться принятой. Ведь, например, сразу несколько гипотез могут неплохо согласовываться с эмпирическими данными, и вопрос о том, какую из них следует предпочесть, может стать темой для отдельного изучения. Поэтому проверка гипотезы — это одно дело, а ее окончательное принятие (или отвержение) — совсем другое. Итак, обратимся к процедуре верификации. Прежде всего не следует считать процесс проверки научной гипотезы простым сопоставлением того, что предполагается гипотезой, и того, что показывают результаты экспериментального испытания. Подобное представление несколько наивно. Процесс оценки гипотезы — сложный и часто весьма длительный процесс, ведь научную гипотезу нельзя понимать как некое изолированное утверждение, подлежащее однократной и однозначной верификации. На самом деле гипотеза является определенной системой утверждений и включена в более широкий теоретический контекст, в котором, в частности, одни предложения исходной концептуальной области непротиворечиво совместимы с гипотезой, а другие следуют из нее.

Теория, пополненная гипотезой, может предсказывать некоторые  факты, связывать воедино ранее  независимые положения и т.п. Иными  словами, вхождение гипотезы в теоретический  контекст сопряжено с появлением целого «поля» предпосылок и следствий  как эмпирического, так и внутри-теоретического характера. Если какое-либо отдельно взятое следствие данной гипотезы было подтверждено опытом (скажем, сбывшееся предсказание), то мы еще не имеем права говорить о доказанности гипотезы, т.к. это подтвержденное следствие в общем случае может оказаться совместимым и с какой-то другой гипотезой. Кроме того, у гипотезы ведь есть и иные следствия, которые тоже подлежат эмпирической проверке. Конечно, чем больше следствий проверено, тем обоснованнее выглядит их «родительская» гипотеза. Поэтому идеалом подтверждения гипотезы следовало бы считать согласие с опытом всего множества следствий данной гипотезы. Но с логической точки зрения число возможных следствий любого высказывания бесконечно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Роль интуиции в создании гипотезы

При рождении гипотез большое  значение имеет интуитивная подсказка. Интуиция-скачок от исходных данных к конечному результату, минуя логический анализ. Все дело в подсознание, которое постоянно работает (даже во сне) и ищет решение, которое предстает перед нами готовым результатом – озарением. Интуиция делает научное творение сродни художественному.

Часто интуитивные озарению являются интуитивно-логическими. Т. е. которые основываются на знаниях и опыте исследователя, его наблюдательности и свежести мышления. Новая проблема требует нового метода решения. Но любая интуитивная гипотеза требует проверки.

Антонио Дзикики считает, что бы получить оригинальный результат необходимо иметь воображение, при этом сохраняя рационализм и сконцентрированность на идее. Обдумать все последствия идеи, преодолеть противоречия. Понимать все до мельчайших подробностей. И иметь большое терпение, потому что процесс построения гипотезы очень трудный процесс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 3. Примеры  влияния гипотез на ход открытий на разных этапах истории человечества. Научные картины мира.

Гипотезы имеют огромно  значение на ход открытий и вообще восприятия мира в целом. Это явление  отражает разнообразие научных картин мира. Рассмотрим несколько таких картин, фундаментальные гипотезы  которых, стали основой многих открытий, которые в совокупности  и с составляют эту картину.

1. Механическая картина мира. Сложилась в 17-18 веке. Теоретический фундамент - классическая динамика Галилея-Ньютона.

Особенности механической картины мира

Основные понятия, представления  и модели	Базисные постулаты и  принципы	Описание движения
Материя – вещество состоящие  из атомов(корпускул) Движение – механическое передвижение частиц и тел Пространство – абсолютное, пустое Время – абсолютное, неизменное Масса – мера инертности, тяготения Поле – механический эфир Взаимодействие – дальнодействие	Инерционность, существование  ИСО Законы сохранения массы, импульса и энергии Относительность движения в  ИСО Закон всемирного тяготения	Скалярный метод Векторный метод

2. Электромагнитная картина мира. Открытие законов электромагнетизма и невозможность дать им механическое объяснение привели к созданию электромагнитной теории физических процессов. Дополненная затем постулатами теории относительности в конечном итоге привела к формированию Электромагнитной картины мира.

Основные понятия, представления  и модели	Базисные постулаты и  принципы	Описание движения
Электромагнитное поле - переносчик взаимодействия зараженных тел (зарядов) Напряженность  тока –  энергетическая характеристика поля Электромагнитная индукция – связь электрического и магнитого полей Электромагнитное излучение  – распространяющиеся эл/магнитное поле Электроемкость -  накопление заряда на поверхности тел Индуктивность – мера инверционнасти в электросетях Электрический ток -перемещение зарядов по проводнику	Два вида зарядов Дискретность эл.зарядов Закон сохранения эл.заряда Закон Кулона Закон Ома Закон Эми Постоянство скорости и света  и вакууме Обобщенный принцип относительности	Скалярный метод Векторный метод Преобразования Лоренса

 

3. Квантово-релятивистская картина мира. Сформировалась в конце 19 века. Квантовая электродинамика – физическая теория, устанавливающая закономерности движения микрообъект

Основные понятия, представления  и модели	Базисные постулаты и  принципы	Описание движения
Корпускулярно-волновой дуализм  всех элементарных частиц материи Квантование энергии Поле – совокупность квантов Нуклонная модель ядра Радиоактивность – распад  ядер Ядерные реакции  Термоядерный синтез Сильные и слабые взаимодействия Кварковая модель элементарных частиц	Принцип дополнительности Соотношение неопределенностей Вероятностный детерминизм Квантовые принципы периодичности элементов Закон сохранения атомного и зарядного чисел Закон радиоактивного распада	Волновое уравнение для  электронов с дискретными решениями Матричный метод