Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Гипотетико-дедуктивный метод в естествознании
Как свидетельствует история науки, первоначальное накопление эмпирической информации и ее систематизация занимают значи тельный период времени. Даже в математике первые сведения о свойствах чисел и геометрических фигур бьши установлены эмпи рическим путем еще в донаучную эпоху. В естествознании процесс накопления эмпирических фактов и их обобщения, а тем более теоретического их осмысления и уста новления логической связи между ними проходил значительно мед леннее и по сути дела начался только в XVII в. Поскольку наи большие результаты в XVII-XVIII вв. бьши достигнуты в изучении механического движения земных и небесных тел, то первые попыт ки использования гипотетико-дедуктивного метода бьши предпри няты в механике. Уже Галилей прибегал к этому методу при анали зе равноускоренного движения, частным случаем которого является свободное падение тел под действием силы тяготения 2. В своей за мечательной книге <<Беседы и математические доказательства...>> в форме живого диалога он излагает важнейшие идеи, относящиеся к механике1. Для нас особый интерес представляет день третий <<Бе сед>>, где рассматривается метод, с помощью которого ученый при шел к своему открытию. Речь идет об установлении закона постоян ства ускорения свободно падающих тел (вблизи земной поверхно сти). В современных математических терминах его можно записать в виде следующего дифференциального уравнения: g = d2Sj dt2, где g - ускорение свободного падения; S - путь; t - время. Интегрируя это уравнение, легко найти, что скорость падающе го тела пропорциональна времени падения: V= dSjdt = gt. Вначале Галилей, как и его предшественники - Леонардо да Винчи, Бенедетти и др., полагал, что скорость падения пропорцио-
1Гумилев Л.Н. Этногенез и биосфера Земли.- 2-е изд.- Л.: Изд-во ЛГУ, 1989. 2 Галилей Г. Избранные произведения: В 2 т. Т. 1.- М., 1964.- С. 241-242. нальна пройденному пути. Впоследствии он отказался от этой гипо тезы, так как она приводила к следствиям, которые не подтвержда ются опытом. И наоборот, гипотеза, что скорость пропорциональна времени падения, приводит к следствию, что путь, пройденный па дающим телом, пропорционален квадрату времени падения, под тверждается данными опыта. Чтобы представить себе ход рассужде ний, которые могли привести Галилея к его открытию, можно предположить, что он анализировал последовательный ряд гипотез.
Гипотеза 1: g = dlSjdt, из которой интегрированием получается ги потеза 2-го уровня о том, что скорость падающего тела пропорциональна времени падения. Гипотеза 2: v = dS/dt, из которой последовательным интегрирова нием вьлекает гипотеза 3-го уровня о том, что путь, прой денный падающим телом, пропорционален квадрату вре мени падения. Гипотеза 3: S = gt2j2 + S0, из который можно получить неограни ченное число частных случаев. Так, рассматривая путь (в м) за 1, 2, 3 с и т.д., можно получить следующие гипотезы: гипотеза 4: S1 = g • 2 = 4,9; гипотеза 5: S2 = g • 4/2 = 19,6; гипотеза 6: S3 = g· 9/2 = 44,1. Все перечисленные гипотезы имеют низший уровень абстракт ности, и поэтому их можно непосредственно проверить на опыте. Именно подтверждение таких гипотез заставило Галилея поверить в гипотезу наивысшего уровня абстрактности. Таким образом, здесь перед нами налицо все характерные особенности сравнительно про стой гипотетико-дедуктивной системы. Каждая из последовательно рассматриваемых гипотез (1, 2, 3) имеет более низкий уровень аб страктности, чем предыдущая. Поэтому каждая из последующих гипотез может быть выведена из предыдущей с помощью чисто ло гико-математических методов. Наконец, вся система гипотез стро ится с таким расчетом, чтобы обеспечить проверку гипотез самого низкого уровня непосредственно на опыте с помощью соответст вующих эмпирических измерений переменных величин, фигури рующих в гипотезе. В сочинениях Галилея можно встретить и другие простые при меры гипотетико-дедуктивных систем, состоящих из трех-четырех гипотез соответствующего уровня. Но такие системы характерны для этапа возникновения и становления науки, когда она еще только складывается как теоретическая система путем обобщения и систе матизации первоначально накопленной эмпирической информации. Значение гипотетико-дедуктивного метода возрастает при органи зации научного знания в сформировавшихся и особенно в развитых отраслях естествознания. Здесь речь идет не просто о группе дедуктив-
ной связи гипотез, а о целой системе предположений, допущений, обобщений, эмпирических и теоретических законов и принципов. Поскольку все они в итоге опираются на твердо установленные, действительные факты, но в то же время выходят за их рамки, по стольку их можно, а с логической точки зрения и необходимо, рас сматривать как гипотезы. Правда, степень их подтверждения не одинакова: простые обобщения и даже эмпирические законы имеют меньшую степень правдоподобия, чем законы теоретические и тем более системы теоретических законов, составляющие ядро развитой научной теории. В принципе любые теоретические утверждения и системы в опытных и фактуальных науках, начиная от эмпирических утвержде ний и заканчивая теориями, представляют собой гипотезы. Посколь ку они рассматриваются не обособленно, а в логической взаимосвя зи друг с другом, то степень их правдаподобия бывает настолько вы сока, что приближается к практической достоверности. Именно поэтому, например, законы классической механики казались на протяжении двух столетий незыблемыми, абсолютными законами природы. Такой характер придала им гипотетико-дедуктивная сис тема, созданная для механики И. Ньютоном. В знаменитых <<Мате матических началах натуральной философии>> он начинает изложение своей системы с определения исходных понятий механики и трех основных законов движения. Важнейшим из них служит 2-й закон, устанавливающий, что <<изменение количества движения пропор цианальна приложенной движущей силе и происходит по направ лению той прямой, по которой эта сила действует>>!. Математически он выражается формулой F = d(тv)jdt, где F- сила; т - масса; v - скорость. Считая массу постоянной, можно получить формулу, связываю щую силу с ускорением:
где а - ускорение. F= т ·dvjdt= т ·а, Из этого и двух других основных законов механики можно вывес ти ранее открытый Галилеем закон свободного падения, а добавив к ним закон всемирного тяготения, - еще и закон Кеплера о движе нии планет. Роль Ньютона в разработке гипотетико-дедуктивного метода и построении на его основе классической механики трудно переоце нить. До возникновения теории относительности принципы, выдви нутые Ньютоном, считались непререкаемыми истинами. Обычно
1 Ньютон И. Математические начала натуральной философии. - М.: Наука, 1999. - С. 40. вклад Ньютона в развитие гипотетико-дедуктивного метода сравни вают с достижениями Евклида, который применил аксиоматиче ский метод для построения элементарной геометрии. Тем более сам Ньютон говорил, что в построении своей механики он следовал ан тичным традициям ясности и точности изложения. Современные исследователи творчества Ньютона рассматривают его метод как метод принципов, который он выразил следующим образом: <<Вывести два или три общих принципа движения из явле ний и после этого изложить, каким образом свойства и действия всех телесных вещей вытекают из этих явных принципов, бьшо бы очень важным шагом в философии, хотя бы причины этих принци пав и не бьши еще открыты>>!. Нахождение и правильная формулировка таких принципов со ставляют труднейший и важнейший этап создания научной теории,
в котором наряду с теоретическим анализом и синтезом весьма су щественную роль играют воображение и интуиция, не говоря уже о таланте и опыте ученого. Разумеется, такой поиск принципов пред полагает широкое использование гипотез самого различного харак тера: от индуктивных обобщений отдельных случаев и до универ сальных гипотез типа принципов Ньютона. Иногда в литературе по истории и методологии науки можно встретить утверждения, что Ньютон бьш противником использования гипотез в науке, в доказа тельство чего приводят его известное заявление: <<Hypotheses поп fiпgo» (<<Гипотез не измышляю>>). В действительности же он выступал про тив измышления чисто умозрительных, натурфилософских и произ вольных гипотез, которые были в большом ходу в его время. Он также боролся против приписывания предметам и явлениям так на зываемых скрытых качеств, с помощью которых натурфилософы пытались объяснить реальные явления природы. Ньютон считал, что такие объяснения ничего нового не дают, а лишь затемняют процесс познания явлений. Поэтому он рассматривает исходные принципы науки не как утверждения о <<скрытых качествах>>, а как <<общие законы природы, согласно которым образованы все вещи>>. На первоначальном этапе исследования, как указывал Ньютон, не следует принимать возражений против заключений, кроме полу ченных из опыта и других достоверных истин: <<Ибо гипотезы не должны рассматриваться в экспериментальной философии. И хотя аргументация на основании опытов не является доказательством общих заключений, однако это лучший путь аргументации, допус каемый прирадой вещей, и может считаться тем более сильным, чем общее индукция... Путем такого анализа мы можем переходить от соединений к их ингредиентам, от движений - к силам, их производящим, от част-
1 Вавилов С.И. Собр. соч.- М., 1956.- Т. 3.- С. 209. ных причин к общим, пока аргумент не закончится наиболее общей причиной>>!. Метод принципов Ньютона оказал громадное воздействие на все дальнейшее развитие теоретической физики и фактически бьш доми нирующим в XVIII-XIX вв. Значение этого метода возрастает по мере того, как увеличивается расстояние между основными принципами науки и теми ее следствиями, которые допускают опытную проверку. Эйнштейн отмечал, что раньше многие ученые склонялись к мысли о возможности получения основнь понятий и принципов физики из опьлов логическим путем с помощью процесса абстрагирования: <<Ясное понимание неправильности такого представления, - пишет он, - дала лишь общая теория относительности; она показала, что, опи раясь на фундамент, значительно отличающийся от ньютоновского, можно объяснить соответствующий круг экспериментальных дан ных более удовлетворительным образом, чем, опираясь на фунда мент, взятый Ньютоном>> 2.
По мнению Эйнштейна, именно факт существования различных теоретических принципов свидетельствует об умозрительном харак тере самих принципов. <<Результаты опыта - чувственные воспри ятия - заданы нам, теория же, которая интерпретирует и объясняет их, создается человеком. Эта теория, - продолжает Эйнштейн, - является результатом исключительно трудоемкого процесса приспо собления: гипотетического, никогда окончательно не законченного, постоянно подверженного спорам и сомнениям>> 3. Ценность любой теоретической системы опытного знания со стоит прежде всего в том, как много логических следствий, доступ ных опытной проверке, она позволяет получить. Отсюда становится ясно, что в опытных науках, которые раньше считались исключи тельной сферой приложения индуктивного метода, дедукция служит средством не только объединения и систематизации результатов эмпирического исследования, но также поиска и обоснования наи более общих и глубоких теоретических законов. По отношению к такой развитой и теоретически зрелой науке, как физика, эта роль бьша подчеркнута в известной речи А Эйнштейна <<0 методе теоретической физики>>: <<Законченная система теорети ческой физики состоит из понятий, основных принципов, относя щихся к этим понятиям, и следствий, выведенных из них путем ло гической дедукции. Именно эти следствия должны соответствовать нашим опытам; их логический вывод занимает в теоретическом труде почти все страницы>> 4
1 Ньютон И Оптика или трактат об отражениях, преломлениях и изгибаниях све та. - М., 1927. - С. 306. 2 Эйнштейн А. Физика и реальность.- М., 1965.- С. 63. з Там же. С. 67. 4 Там же. С. 62.
|
||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-09-20; просмотров: 490; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.129.22.135 (0.021 с.) |