Индуктивно-эмпирическая и гипотетико-дедуктивная модели построения научного знания
Индуктивно-эмпирическая модель построения научного знания
В процессе мышления и познания часто используются две процедуры — индукция и дедукция. Они могут выступать в научном познании двояко – как методы и как логические выводы. В качестве методов, они выступают правилами научной деятельности. В форме логических выводов, они выражают себя как правила и нормы мышления.
Обычно выделяют два основных смысла понятия «индукция»: 1) индукция как обобщение, 2) индукция как вероятностный вывод. Они не исключают друг друга.
Чаще под индукцией имеется в виду перечислительная или энумеративная индукция. Она бывает полной и неполной. Неполная индукция встречается чаще. Класс всех объектов является бесчисленным множеством, а в перечислении в индукции входит лишь ограниченное, конечное число элементов. Перечислительная индукция, полная, включает все объекты исследуемого класса, это не вероятностный вывод.
Неполная индукция может быть разделена на популярную и научную индукцию.
1) популярная неполная перечислительная индукция, когда для обоснования индуктивного вывода не привлекается никаких дополнительных и серьезных аргументов. Обычно этот вид обобщения делается в рамках обыденной жизни человека (подобно выводу «Автобус № 3 никогда не подойдет»).
2) научная неполная перечислительная индукция. Это когда привлекаются те или иные дополнительные средства обоснования индуктивного вывода из определенной научной теории.
И индукция, и дедукция возникают в античности. У Аристотеля индуктивно-дедуктивный метод научного познания (так его называет, например, В.А. Светлов (История научного метода).
Аристотель. Научное познание делится на 2 взаимно дополняющие стадии – 1) открытие первых начал, первых принципов путем индукции, то есть восхождения от единичного к общему. Обобщение частных случаев, например. Открытие научного обобщения и его обоснование или коррекция. Эти общие причины и первоначала становятся общими посылками той или иной науки. 2) дедукция из них заключений для объяснения и предсказания наблюдаемых явлений. С помощью логики.
Индукция нужна для независимого познания первых объяснительных принципов науки. Дедукция нужна для вывода из установленных первых посылок заключений, которые объясняют и предсказывают единичные события.
Аристотель дает описание индукции как «восхождение от единичного к общему», заключение «от известного к неизвестному». Различает 2 вида индукции – обобщение частных случаев (перечислительная индукция) и интеллектуальное прозрение (интуиция ума, сообразительность).
Индуктивно-эмпирическая модель (ИЭМ) научного знания сложилась в философии с науки Нового времени.
Предшественником индуктивно-эмпирического метода считается Фрэнсис Бэкон (16-17 века) – английский философ. Именно он сделал опытное знание ядром своей теории познания. Считал, что научное знание строится и развивается путем сбора и анализа опытных данных и их индуктивного обобщения вплоть до открытия первых начал всех наук.В основе предложенного Бэконом эмпирического, или индуктивного, метода лежит индукция – способ рассуждения, при котором общий вывод делается на основе обобщения частных посылок.
Свой метод он назвал Новым Органоном. Включает критику идолов – то есть различных ошибок человеческого ума, глубочайших заблуждений (идолы рода, идолы пещеры, площади или рынка, и театра). Ум по своей природе не способен к мгновенному открытию сути, без опоры на тщательный анализ опыта.
Бэкон считает, что он предложил методологическую программу построения истинного знания. Своего рода циркуль, с помощью которого любой может нарисовать круг. Метод научного познания Бэкона включает 2 части: индукция (обобщение эмпирических данных), экспериментальное обоснование и отбрасывание ложных обобщений, из которых выбираются универсальные, которые могут быть первыми принципами науки.
Бэкон сформулировал свои известные правила исследования, которые он характеризует как «истинное наведение», противопоставляя его традиционной индукции через простое перечисление, т.к., по его мнению, она дает шаткие заключения и подвержена опасности быть опровергнутой противоречащим примером.
Сторонники индуктивно-эмпирической модели научного знания считали, что с помощью индуктивной логики они можно делать открытия в науке независимо от таланта, интуиции, подготовки и опыта исследователя.
Тему эмпиризма развивал английский философ Джон Локк (17 век). Локк полагал, что все наши знания мы черпаем из опыта, ощущений. Люди не рождаются с готовыми идеями. Голова новорожденного – чистая доска, на которой жизнь рисует свои узоры – знание. Локк считает, что есть 2 основных источники идей: ощущения и ум. 1й источник: наши чувства обращаются к отдельным предметам, которые чувственно воспринимаемы, и чувства приносят уму различные восприятия вещей. Так мы получаем идеи на основе ощущений. Локк верит, что подобные идеи отвечают действительной природе вещей и автоматически истинны. Они реальны и адекватны, так как разум здесь ничего не привносит. 2й источник – деятельность самого нашего ума, когда он имеет дело уже не с внешними вещами, а наблюдает за самим собой, за своими операциями, воспринимает их.
В работах Дж.С. Милля концепция индуктивизма получает свое развернутое выражение. Им были сформулированы известные «методы опытного исследования», так называемые, «методы научной индукции». Однако процессы перехода от эмпирического уровня науки к теоретическому, предполагающие идеализацию, моделирование, построение специальных теоретических объектов и конструкций, никоим образом не могут уложиться в рамки индуктивных методов исследования.
Недостатки ИЭ модели.
В то время, когда была предложена индуктивно-эмпирическая модель, философы указали на то, что в основном индукция неполная. Редко удается обобщить все факты, релевантные для исследуемого явления. Сколько их вообще нужно? То есть индукция не способна дать истинное знание.
Также в 19 веке, в связи с развитием теоретической физики, заметили, что иногда теории появляются раньше фактов. Существуют ситуации, когда вопреки фактам сохраняли новые теории. И сами факты теоретически нагружены. Факты – это не непосредственное отражение реальной природы вещей, а некая теоретическая конструкция.
В 19 в. индуктивизм вызывал значительную критику со стороны многих представителей философии и методологии науки. Решающим доводом против абсолютизации методов индукции является невозможность при помощи этих методов проанализировать процессы перехода от эмпирии к теории. Под влиянием этой критики индуктивизм постепенно уступает место концепции гипотетико-дедуктивного метода. Показательна позиция английского философа У. Уэвелла (середина 19 в.). С одной стороны, он рассматривает процесс движения мысли от эмпирии к теории как индуктивный процесс; с другой стороны — в само понятие индукции Уэвелл вкладывает принципиально иное содержание. Критикуя взгляды Аристотеля, Бэкона и Милля на индукцию, Уэвелл отмечает, что они не обратили должного внимания на процесс открытия. В понимании Уэвелла, содержание этого понятия нельзя никоим образом «вычитать» из имеющихся фактов, и их сравнения, сопоставления и проч.; оно привносится активностью познающего субъекта. Процесс введения нового понятия невозможно подчинить определенным правилам и что логическому контролю подвержены лишь проверки принимаемых гипотез. Формально оставаясь в рамках индуктивизма, Уэвелл отказывает этой модели в возможности построения на ее основе логики открытия.
В настоящее время признается, что нет никакого прямого логического пути от опыта к теории. Мы не знаем, как именно от наблюдения или других процедур за явления, в ходе опыта, мы формулируем свои предположения. Говорят об интуиции, внезапном прозрении, о том, что это область психологии, а не логики. Карл Поппер считает, что в естествознании за появление гипотез частично ответственная философия.
Свою концепцию в рамках логики предложил Чарльз Пирс – американский философ, логик, математик (19 век – начало 20 века). Он выдвинул предположение, что существует особая стадия научного исследования – открытия гипотез. Он назвал ее абдукцией. На стадии абдукции ученый выдвигает гипотезу для объяснения заинтересовавшего его явления. Дальше стадия дедукции – из гипотезы выводятся следствия. Дальше эмпирическое испытание и возможная коррекция гипотезы. Пирс пытается понять, благодаря какому умственному процессу появляются в уме гипотезы? К ученому приходит абдуктивное предположение наподобие вспышки. Озарение дает идею, которая помогает связать неизвестное с уже известными фактами. Пирс даже говорит, что абдукция как способность изобретать новое знание возникла в процессе эволюции человека. Но термин «абдукция» в современном ГДМ не прижился.
Тем не менее, слабости индуктивно-эмпирической модели построения научного знания не означают отрицание возможностей использования индуктивно-эмпирической модели. Она может быть единственно применимой в том случае, когда ничего не известно об исследуемом явлении, когда отсутствуют теоретические наработки, позволяющие объяснить его существование, то есть в поисковых исследованиях.
В конце 19 века формулируется новая методологическая программа – гипотетико-дедуктивная. В современной философии науки она считается основной для естественных наук, более адекватной современным тенденциям научного поиска.
Кроме индуктивно-эмпирического, до возникновения гипотетико-дедуктивного метода, в науке был широко распространен и аксиоматико-дедуктивный метод. Но он использовался, по сути дела, лишь в математике. Он также может дополнять ГДМ, так как прежде всего организует знание.
Если сравнивать гипотетико-дедуктивный метод с индуктивно-эмпирическим, то можно заметить следующее. 1 из основных особенностей ИЭМ – позволяет начинать построение научного знания практически с нуля. Мы начинаем проводить эмпирические исследования не обладая какими-либо знаниями о предмете. В ходе получения экспериментальных данных мы эти знания и получаем. Теория здесь считается прямым обобщением опыта.
Иногда считается, ИЭ метод — это ранняя стадия развития науки, когда в ней еще практически нет теоретической базы, стадия неразвитой науки. А ГДМ на стадии развитой теоретической базы.
Гипотетико дедуктивная модель построения научного знания
Гипотетико-дедуктивный метод — это теоретический метод научного познания, основанный на дедуктивном выводе следствий из гипотезы (или системы гипотез) и их эмпирической (экспериментальной) проверке.
Поскольку дедукция полностью переносит значение истинности от посылок к заключению, то отрицательные результаты эмпирических проверок свидетельствуют о некорректности исходной гипотезы, либо о необходимости внесения соответствующих изменений в процедуры эмпирических проверок или в саму гипотезу. Подтверждение дедуктивных следствий не может служить достаточным условием истинности проверяемой гипотезы, а лишь условием её правдоподобия или вероятности. В целом, оценка исходной гипотезы на основе такого вывода носит сложный и многоступенчатый характер.
В конце 19 века формулируется новая методологическая программа – гипотетико-дедуктивная. В современной философии науки она считается основной для естественных наук, более адекватной современным тенденциям научного поиска.
Кроме индуктивно-эмпирического, до возникновения гипотетико-дедуктивного метода, в науке был широко распространен и аксиоматико-дедуктивный метод. Но он использовался, по сути дела, лишь в математике. Он также может дополнять ГДМ, так как прежде всего организует знание.
Если сравнивать гипотетико-дедуктивный метод с индуктивно-эмпирическим, то можно заметить следующее. 1 из основных особенностей ИЭМ – позволяет начинать построение научного знания практически с нуля. Мы начинаем проводить эмпирические исследования не обладая какими-либо знаниями о предмете. В ходе получения экспериментальных данных мы эти знания и получаем. Теория здесь считается прямым обобщением опыта.
Иногда считается, ИЭ метод — это ранняя стадия развития науки, когда в ней еще практически нет теоретической базы, стадия неразвитой науки. А ГДМ на стадии развитой теоретической базы.
ГД модель использует достижения как индуктивизма Бэкона, так и рационализма Декарта. В то же время основное ее допущение в том, что она не считает возникновение теории результатом прямого или постепенного обобщения опытных данных (как полагали индуктивисты). Теория – это и не результат интеллектуальной интуиции (как считали рационалисты). А результат свободного, ничем однозначно не определяемого открытия, изобретения и последующего испытания гипотез.
Для современного естествознания гипотетико-дедуктивная модель очень важна. Четкого автора она не имеет. Считается, что была развит, прежде всего, в работах Карла Гемпеля (дедуктивно-номологическая модель научного объяснения) и Карла Поппера.
ГД модель призвана в первую очередь расширять имеющееся наличное знание. Если наука только появляется и у нее нет теоретических принципов, то ИЭ модель. В ГД модели так:
1) Есть некое наличное теоретическое знание, которое признано если не истинным, то имеющим высокую степень вероятности. Нужно прирастить это наличное знание, то есть добавить еще один элемент.
2) 2 основных пути, как прирастить. 1й – ресурсами самой системы наличного знания, но это будет количественное изменение, так как новый элемент полностью согласован с имеющейся системой, то есть принципиально нового качественно другого знания мы здесь не получим, например, обобщим имеющиеся данные через индукцию, и получим этот элемент, новое высказывание, 2й – внесем в наличное знание внешний элемент – гипотезу. Но как ее туда включить? Своего рода это инъекция инородного тела в организм. Знание теперь расширяется, но гипотеза остается инородным элементом. Теперь нужно найти способ, как эта гипотеза соотносится с элементами старого знания, то есть установить возможные отношения между ними. Для этого из этого расширенного знания выводится ряд следствий, из них еще следствия и так до тех пор, пока мы не получим ряд проверяемых следствий.
3) Что будет с этими эмпирически проверяемые следствиями в результате проверки? 1й — Они могут показать полную согласованность со старым знанием. Но тогда опять же это количественный рост знания, гипотеза не оказывается таким уж принципиально качественно новым элементом. 2й — Эмпирически проверяемые следствия показывают невозможность согласования гипотезы со старым знанием. Тогда нужно признать, что гипотеза негодна и отбросить ее, либо скорректировать. Другой путь – предложить новую гипотезу, содержание которой должно серьезно отличаться от предыдущей. Это – самый распространенный вариант развития событий.
Но возможен и другой вариант. Мы не отбрасываем гипотезу, а сохраняем ее, считая более адекватной, чем старое наличное знание, и отбрасываем это старое знание. На основе этой новой гипотезы мы строим новую систему знания. Это крайне редко бывает. Это научная революция. Опять же речь здесь, скорее, идет не об отбрасывании всего наличного знания, а лишь его основного элемента, которое было для него основой (основной теории). Хотя и по этому поводу идут споры, что здесь отбрасывается.
Скорее, если речь не идет о научной революции, а о смене одной из теорий, более реалистичен и желателен 3й вариант того, что может показать проверка эмпирических следствий – они показывают, что приращения наличного знания возможно, если мы построим новую структуру с включение новой гипотезы. То есть наличное знание не полностью отброшено, а переструктурировано, его элементы должны быть подкорректированы. Для этого гипотезу также надо будет скорректировать.
Выделяют два основных плана или этапа существования гипотезы в науке – (1) выдвижение гипотезы, (2) ее развертывание и рефлексивное обоснование как элемента научного знания.
Одна из наиболее существенных проблем первого этапа заключается в том, что нам до сих пор немного известно о переходе от опытных данных к выдвижению гипотез, каким образом он осуществляется. Процедура индукции способна дать только предположительное, вероятностное знание. В рамках гипотетико-дедуктивного метода мы также получаем заключения, имеющие вероятностный характер, поскольку мы выводим их из гипотез и других посылок, истинное значение которых неизвестно. Как отмечает У. МакКомас, при внимательном рассмотрении оказывается, что в процессе решения проблемы крайне важную роль играют такие факторы, как воображение, творческое начало, а также предшествующее знание ученого и т. д. Как замечает К. Поппер, научное открытие содержит «иррациональный элемент», или «творческую интуицию». Но догадки, интуиция, воображение, а также опыт, квалификация и талант исследователя — эти факторы почти не поддаются строго логическому анализу.
Помимо этого, важным фактором является существенная роль предпосылочного, предварительного, а также неявного знания в выдвижении гипотез. В научных текстах как обязательные, дополнительные к явному знанию функционируют многообразные неявные основания и предпосылки, в том числе философские, общенаучные, этические, эстетические и другие. В качестве неявных форм в научном знании присутствуют также традиции, обычаи повседневности и здравого смысла, а также предрассудки.
Роль гипотезы
В принципе она уже осознается как имеющая место в индуктивно-эмпирической модели, но статус ее там невысок. Выделяют две формы научного познания – факт и теорию. Как самостоятельному элементу ей там места нет. Гипотеза как индуктивное обобщение фактов.
Часто цитируют высказывание И. Ньютона «Гипотез не измышляю». На самом деле, он не вообще от них отказывается, а лишь от спекулятивных гипотез, которые нельзя вывести из опыта.
Позже гипотеза признается как неразвитая форма теории. Наконец, в 19 веке ее статус повышается. Энгельс подвергает сомнению строгое разделение истинности и ложности теории. Гипотеза признается как «форма развития естествознания». Ленин, который рассматривал истину как процесс перехода от одних относительных истин к другим, признавал, что всегда будут существовать явления за пределами известной области, и именно гипотеза является первым приближением к действительности.
Развитие теоретического естествознания, где теория иногда формулируется раньше фактов, чего не допускала эмпирическая программа – это способствует усилению роли гипотезы.
В первой половине 20 века вообще некоторые ученые признают истину относительной. Концепция конвенционализма, Анри Пуанкаре: основные принципы любой научной теории – лишь условные соглашения между учеными, где единственное абсолютное условие – непротиворечивость. Эти принципы не отражают объективную реальность, а являются результатом согласия, конвенции.
Позже, во многом благодаря работам Карла Поппера (середина и 2ая половина 20 века), любое теоретическое знание в науке признается гипотетичным, потенциально опровергаемым. Соответственно, статус гипотезы очень высок.
В настоящее время цикл научного познания видится в общем так: 1) появляется проблемная ситуация; 3) формулируется проблема; 4) предлагается идея, которая затем уточняется; чтобы стать научной гипотезой, 5) выдвигается эта гипотеза или комплекс взаимосвязанных гипотез для решения проблемы; 6) если гипотеза или этот комплекс подтверждается путем сложной долгой процедуры, формируется научная теория. Но и теория не должна по идее считаться на века установленной. Она может корректироваться и даже однажды быть отброшенной.
При этом ГД модель все-таки считается работающей по преимуществу в естественных науках. Но не все так полагают. На самом деле, в соц-гум исследователи также выдвигают гипотезы, но формулируют не так, как в естественных и обоснование отличается. В тех отраслях соц-гум знания, где возможен эксперимент, наблюдение и др. эмпирические методы, или некие материальные свидетельства, как в археологии, гипотезы также подвергаются эмпирической проверке. Но соц-гум эксперимент, явно, отличен, от ест. Где не возможна проверка в виде эксперимента, там абсолютным условием логическая непротиворечивость, аргументация, то есть теоретическое обоснование. В том же литературоведении при интерпретации произведения выдвигается гипотеза. Как она проверяется? Н материале исследуемого текста (найти подтверждающие или опровергающие примеры в самом произведении), также какими-то биографическими фактами писателя. Но это неразвитая область исследования, здесь мало работ, где пытаются осмыслить роль ГД модели и, вообще, гипотезы, в соц-гум знании.