Особенности формирования научной гипотезы

Рациональная канва выдвижения гипотезы – это движение от картины мира к аналоговой модели и от неё к гипотетической схеме исследуемой области. В обыденной жизни это предписывается психологии открытия и творческой интуиции, называемой гештальт – переключением, являющимся основой интеллектуальной интуиции. Результатом всего этого и является рождение гипотезы. Новая модель появляется с новыми элементами, идеальными объектами, с новым видением моделируемого объекта – события. В литературе часто это явление называется соединением анализа с «просветлением», которое и называется открытием. Такое описание процедур генерации гипотезы представляется исследователями по психологии открытия. Но этот процесс может быть описан в терминах логико-методологического анализа. Тогда и выявляются новые важные аспекты появления открытия:

- генерация гипотезы на основе идеалов и картины мира;

- истоки открытия, как правило, коллективно- исторические, не совсем индивидуальное творчество исследователя, а интегрирование в его деятельность предшествующего опыта.

Еще точнее, гипотеза – результат не метода проб и ошибок, а подведение итогов достигнутого в науке. Кроме того, гипотеза – не результат индивидуального творчества, а действие некоторых образцов взаимодействии различных школ в науке, складывающихся благодаря научным публикациям. По Куну, это аккумуляция предшествующих знаний в новое направление науки.

Парадигмальная установка не только усваивается при теоретическом моделировании, но и распространяется в последующем как образец научной деятельности как схема открытия мира.

Аналоговая модель – это подстановка новых абстрактных объектов в старые сложившиеся соотношения. И, наконец, ею формируется «сетка опытов отношений», способная указать путь в другой области в неизведанное. Такая программа действий, как показывает опыт, является универсальной.

3.8 Парадигмальные образцы решения задач

Взаимодействие операции выдвижения гипотезы и её конструктивного обоснования – ключ появления в составе теории парадигмальных образцов решения задачи. Куном обсуждалась проблема роли аналогий как основы решения задач, но правила формирования возникающих в этом процессе теоретических схем и обоснования их не рассматривались. Это обстоятельство не даёт возможности выяснить, какова роль правил происхождения и соответствия этих выбранных аналогий в формулировании парадигм. Кун считает, что эти правила не играют особой роли, предписываемой им методологами. Главное – отношения аналогий. В последующем методология найдёт эти правила. Этот шаг в его позиции не обязателен. Вопрос о необходимости конструктивного обоснования теоретических схем в его концепции вовсе не возникал. О том, что это надо делать обязательно, писал ещё Максвелл, потому что такая операция повышает надёжность полученных теоретических результатов и исключает возможность увода исследования в тупик. Он (Максвелл) проводил тщательные эмпирические изыскания, пока не создал конструктивного обоснования введённых теоретических схем. Если с этой точки зрения проследить становление классической теории электромагнитного поля, то можно обнаружить следующую последовательность (логику) формирования результатов исследования Максвелла. Обобщение экспериментальных материалов по этой тематике привело к определенной их группировке при теоретическом осмыслении (сначала законы электростатики; законы магнитостатики, потом их взаимодействие и появление электромагнитной индукции, силового и магнитного действия тока).

Используя аналоговые модели на базе описанных исследований, Максвелл получил обобщающее уравнение для некоторого отдельного блока знаний. Потом сформировал обобщённую (гипотетическую ) модель, способную воссоединить всё предыдущее. Из них в новой форме получил и все частные уравнения, в том числе и уравнение электростатики постоянного тока, электромагнитной индукции. Из них были получены отдельные уравнения Кулона, Ампера, Био – Савара, электростатической и электромагнитной индукции, ранее открытые Фарадеем. Это и есть «готовая теория». Все эти заключения становятся образцами операций, с помощью которых учёный может решать соответствующие теоретические задачи.

Таким образом, содержательные операции построения исходных схем как необходимый элемент обоснования теории приобретает новые функции. Он становится образцом решения теоретических задач.

Особенности построения развитых, теорий (математизированных)

В современной науке

В связи со сказанным выше меняется стратегия теоретического поиска: это путь выдвижения гипотезы. Это четвёртый путь развития теоретического знания: сначала математический аппарат, затем адекватная ему математическая схема, интерпретирующая результат. В связи с этим возникает ряд специфических проблем.

Применение метода математической гипотезы. В классической физике основную роль играла картина мира. Следующим этапом было обоснование этой картины мира. По мере формирования теории она получала обоснование через взаимодействие с экспериментом, путём аккумуляции фактов теории. Физика при этом организовывала взаимодействие измеряемых объектов с приборами, устанавливала также, какими взаимодействиями можно было пренебречь.

Последователи Ньютона рассматривают природу как систему тел (материальных корпускул) в пространстве, где действия развиваются мгновенно от одного тела к другому:

1) каждое состояние строго детерминировано предшествующим (объект может быть выделен как себетождественное тело, координаты и импульсы которого можно строго определить в любой заданный момент времени, это идея детерминированного в лаплассовском смысле движения тел);

2) постулируется независимость пространства и времени от состояния движения тел.

В современной физике приняты более сложные измерения. Все они обосновываются анализом абстрактных форм, которые оправдывают операционное введение онтологических структур, а значит, и соответствующей картины мира.

Выдвижение этих принципов (относительности, дополнительности), фиксирующих особенности метода исследования объектов, обязательное условие изучения такой реальности. Значит, философская онтология классического исследования уступает место в квантово - релятивистской физике гносеологической проблематике. Регуляротивные признаки выдвижения гипотез уже другие. Это - положения теоретико - познавательного характера (принцип соответствия, принцип простоты).

Методом некоторой аналогии при этом вводится математический аппарат путём перестройки уже известных уравнений. Физические величины, входящие в эти уравнения, вносятся в этот аппарат, где получают новые связи, новые определения. Соответственно этому заимствуются из соответствующих областей знания абстрактные объекты. Они погружаются в новые отношения, благодаря чему наделяются и новыми признаками. Эти модели уже и создают гипотетическую модель, которая неявно вводится снова математическим аппаратом в качестве его интерпретации. Такая модель может содержать неконструктивные элементы. Они потом приводят к противоречиям теории. Модель вводится без интерпретации, что значительно усложняет процедуру эмпирической проверки выдвинутой гипотезы. Опытом необходима проверка не только уравнений самих по себе, а системы уравнений плюс интерпретации. Вместе с ненадёжной интерпретацией может быть выброшена и вся модель. В этом случае необходимо каждый раз обосновывать возможность использовать исходный математический формализм (скорректированный) для описания рассматриваемой системы и только после этого проверить следствия с опытными данными. Такая операция при развитой современной теории необходима, так как длинная серия гипотез порождает в теории накопление неконструктивных элементов (такая ситуация наблюдалась в физике при становлении квантовой механики).

При изучении напряженности в точке при локализации заряда оказалось, что в ней нельзя определить величину напряженности ввиду нарастающей неопределённости её положения. Такие вещи часто возникают при выдвижении гипотез, так как они на первом этапе математического моделирования допускают при недостаточной проработке материалов неадекватную интерпретацию математического аппарата. Связано это с тем, что при этом используются старые физические образы, которые встраиваются в новые уравнения, что может привести к рассогласованию теории с опытом. Поэтому уже на промежуточных этапах математического синтеза вводимые уравнения должны быть подкреплены анализом теоретических моделей и их конструктивным обоснованием. Такими проверочными работами «на конструктивность» по отношению рассматриваемой модели квантованного поля оказались работы Фока, Иордана и Ландау - Пайерлса. Обычно выявление неконструктивных элементов в предварительной теоретической модели обнаруживает её слабые звенья и создает необходимую базу для её перестройки. В истории развития квантовой электродинамики работы Ландау и Пайерлса подготовили вывод о неприменимости идеализации поля в точке в квантово – релятивистской области и тем самым указали пути перестройки теоретической модели квантованного электромагнитного поля.

Такая перестройка была осуществлена Бором в процессе изучения напряженности по конечным пространственно – временным областям. Это предложение возникло на основании активных философско - методологических размышлений Бора о принципиальной макроскопичности приборов, с помощью которых наблюдатель как макроскопическое существо получает информацию о микрообъектах, поэтому пробный точечный заряд был заменён другой абстракцией, «заряженным пробным телом». Это был принципиально новый объект. Ранее созданный математический аппарат был интерпретирован. Такой ход согласования математической модели с аппаратом свидетельствовал о продуктивности его, но ещё не выводил теоретическую конструкцию из ранга гипотезы. Таким образом, эволюция физики сохраняет на современном этапе основные операции построения теории, присущие её прошлому формализму (классической физики ). Но наука развивает эти операции, частично видоизменяя в новых условиях некоторые черты построения аппарата и самой теоретической модели, свойственные классической физике. На каждом новом этапе новая ситуация не просто устраняет ранее сложившиеся приёмы и операции формирования теории, а включают их в более сложную систему приёмов и методов.

4 Научные революции и смена типов научной рациональности

4.1 Феномен научных революций

Этапы перестройки исследовательских стратегий, задаваемых реновациями в науке, называются научными революциями. Что же такое научная революция? Основания науки обеспечивают рост знания изучаемых объектов до определённого объекта, пока существующие методы исследования соответствуют картине мира. Новые объекты, неизвестные прежде, требуют нового видения реальности по сравнению с тем, которое предполагает сложившаяся картина мира. Только перестройка метода познавательной деятельности (идеалов и норм исследования) способна осуществить пересмотр оснований науки в виде революций. Научные революции бывают двух типов:

1) революции, трансформирующие специальную картину мира без существенных изменений идеалов и норм исследования;

2) революции картины мира вместе с изменением идеалов и норм науки.

Любая перестройка связана не только «с наведением порядка» в системе взглядов, но и появлением в связи с этим процессом всяких «невязок», которые должны быть устранены в процессе революционного преобразования методов исследования и подходов к постижению сущности рассматриваемых процессов.

В истории развития естествознания можно обнаружить образцы обеих ситуаций интенсивного развития знаний. Примером первой из них может служить переход от механической к электродинамической картине мира (последняя четверть 19 столетия). Начало его связано с историей открытия Планком дискретного излучения абсолютно чёрного тела. На основании этого закона оказалось, что абсолютно чёрное тело должно излучать и поглощать электромагнитную энергию порциями, квантами. Дискретность такой передачи противоречила тогдашней картине мира: излучение – это непрерывный процесс в мировом эфире. Этот принцип лежал в основе электродинамики Максвелла и был обоснован огромным количеством опытов. Парадокс этот обнажил новую теоретическую проблему перед научным сообществом. Планк не смог её разрешить, он обошёл эту проблему искусственным путём, введением новой гипотезы. Но ведь этим можно было заполонить такими гипотезами весь фактический материал и разрушить картину мира! Разрешил этот парадокс А. Эйнштейн с помощью использования идей корпускулярно – волнового дуализма природы излучения. Вот вам и пересмотр картины мира! Это уже философское перестроение теории. Одна сторона этого философского переосмысления – разрушительная, другая – конструктивная, вырабатывающая новые основания науки. Новый эмпирический материал помогает разрушать старое видение реальности, но схем не указывает прямо, как нужно перестроить это видение. В первую очередь решать вопрос возможного теоретического обоснования таких парадоксов науки удаётся междисциплинарным воздействием на теоретическую мысль, философским осмыслением и обоснованием идей, принципов и методов лидирующей дисциплины в других науках. Однако такой ход истории науки может сыграть положительную роль и в обратном действии. Этими процессами нужно как - то управлять.