Гипотеза и тоерия: что это и в чем отличия

Чем гипотеза отличается от теории? Понятия и трактовка

Перед тем как выдвинуть четкий факт, человек, как правило, строит гипотезу. или теорию. В чем разница между этими двумя понятиями? Действительно ли это слова-синонимы, или же их значение существенно разнится? Давайте попробуем наверняка узнать, чем гипотеза отличается от теории, а также что общего между этими двумя понятиями. Мы дадим четкую характеристику этим терминам и расшифровку, а после сопоставим их.

Определение гипотезы

Как в древние времена, так и в современном мире любое научное открытие, разработка или находка изначально существуют на так называемой эфемерной стадии. Иными словами, всему этому изначально предшествуют лишь слова, догадки, домыслы, в которые большинство, как правило, не верит. Их воспринимают как возможную версию, а не как догму, слушают, но не слышат. Подобная умственная деятельность, сопровождаемая бесконечными догадками и предположениями, постепенно формируется в гипотезу. Понятное дело, что это не просто набор мыслей, а четко сформированное умозаключение, которое можно грамотно предоставить публике. Итак, гипотеза — это некое предположение, которое подкреплено знаниями и косвенными фактами, но требует дальнейшей доработки. Стоит отметить, прежде чем мы объясним, чем теория отличается от гипотезы, что существует разница между последней и обычной догадкой. Всякого рода домыслы — это вещь сугубо субъективная, она часто встречается в быту, в повседневной жизни каждого человека. А вот гипотеза — это уже научная версия, подкрепленная более ранними наработками и доказательствами той или иной истины.

Характеристика теории

Сразу отметим, что понятия теории и гипотезы будто вытекают одно из другого, и сейчас вы в этом сами убедитесь. Как уже было сказано, гипотеза — это частично обоснованная догадка, которая требует дальнейших доказательств. Именно после того как эти доказательства находятся и становятся на свои места, иллюзорная версия превращается в четкую теорию. Иными словами, это гипотеза, подтвержденная на практике и имеющая ряд неоспоримых фактов, доказывающих ее правоту. Существует и иное понятие, которое звучит следующим образом: теория — это высшая степень научного мышления, которая, руководствуясь логикой, объясняет цепочку взаимодействующих фактов, доказывая таким образом природу некого предмета или явления. Уже становится очевидно, чем гипотеза отличается от теории, каким образом формируются эти два понятия и что в них общего. Но мы все равно подведем необходимый итог.

Отличия понятий

Разница теории и гипотезы заключается в том, что первая является лишь догадкой, основанной на неком отдаленном факте или явлении, которое может быть косвенно связано с ней. Вторая же — достоверный факт, обоснованный опытами, практикой, точными догмами и экспериментами. Также прогностическая сила — это то, чем гипотеза отличается от теории. С помощью последней можно предугадать события, явления и состояния предметов. Стоит отметить еще, что теория является куда более емким и развернутым понятием. Она точна, любое ее слово можно доказать, более того, ее практически невозможно опровергнуть. Гипотеза же — невероятно шаткая структура. Ее можно легко оспорить, найти опровержения или истины, противоречащие ее смыслу.

Сходства понятий

Мы разобрались с тем, чем гипотеза отличается от теории, и теперь давайте найдем нечто общее в этих двух почти философских понятиях. Очевидно, что каждое из них олицетворяет некую версию, которая опирается на иные знания и былые доказательства. Как теория, так и гипотеза не являются догмами, эти лишь версии, возможные варианты развития событий, более или менее точные. Если гипотеза — это начальная стадия некого научного открытия, то теория — промежуточная, которая предшествует дальнейшим фактическим доказательствам.

masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

Возможно, вы слышали, как кто-то пренебрежительно отзывается об эволюции — «ведь это всего лишь теория». С другой стороны, гравитация должна быть на 100% реальной — в конце концов, это «закон». Но эти общие впечатления не совсем правильные. Слова «факт», «гипотеза», «теория» и «закон» имеют очень специфические значения в мире науки, и они не совсем соответствуют тем, которые мы используем в повседневном языке.

Вот вам различия.

«Если вы уроните карандаш, он упадет на землю».

Этот довольно простой факт, но не все так просто. В науке факт — это наблюдение, которое было подтверждено так много раз, что ученые могут, во всех смыслах, принять его как «правдивое». Но ничто с научной точки зрения не является абсолютно «истинным». Вы можете сказать, что «все лебеди белые» — это факт, но всегда есть шанс, что вы увидите черного лебедя, и факт перестанет быть истинным.

Точно так же вы могли бы сказать, что по факту, каждый раз, когда вы роняете карандаш, он падает на пол, но наука оставляет место для бесконечно малой вероятности, что этого может и не произойти (например, в условиях невесомости).

«Карандаш падает, потому что сила гравитации тянет его вниз».

Гипотеза — это предварительное объяснение наблюдения, которое можно проверить. Это только отправная точка для дальнейшего расследования. Любое наблюдение обычно сопровождается множеством гипотез. Если вы заметили, что лебедь белый, ваша гипотеза может заключаться в том, что он окрашен, или его перья выцвели на солнце, или его перьям просто не хватает пигмента. Затем вы можете исследовать все эти гипотезы и найти ту, которая больше всего подтверждается доказательствами, если таковые имеются.

На протяжении всей истории было много гипотез о том, почему предметы падают, когда вы их роняете. Аристотель полагал, что это происходит потому, что материальные объекты имеют тенденцию падать по направлению к центру Вселенной, а центром Вселенной древние греки считали Землю. Ньютон рассуждал, что все связанные с Землей предметы должны притягиваться к Земле, но также все планеты должны притягиваться другими планетами, и так далее для каждого объекта во Вселенной. Его гипотеза состояла в том, что все это происходит благодаря силе притяжения, которую он назвал гравитацией.

«Каждая частица во Вселенной притягивает любую другую частицу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними».

В науке закон — это подробное описание какого-то явления естественного мира, обычно с участием математики. Закон всемирного тяготения Ньютона, приведенный выше, описывает с впечатляющей точностью, как материя ведет себя. Это позволяет легко предсказать, как поведет себя Луна, если она будет очень большой и близкой к своей планете, а не такой, какая она сейчас — очень маленькая и далекая. Закон все это описывает, но не объясняет почему.

«Масса и энергия вызывают искривление пространства-времени, сила гравитации возникает из-за искривления пространства-времени».

Теория — это объяснение каких-то явлений мира природы, которые подтверждены фактами, проверены гипотезами и законами. Выше приведенная цитата — упрощенный вариант общей теории относительности Эйнштейна. Ньютон сказал, что сила притяжения между двумя объектами зависит от их массы и расстояния между ними; Эйнштейн сказал, что притяжение происходит потому, что масса каждого объекта буквально искажает ткань Вселенной, и чем больше масса, тем больше искажение.

Теория — это дедушка всех научных утверждений, поэтому нет смысла говорить, что эволюция — это «просто теория».

Но, как уже было сказано, наука никогда не говорит ничего со 100-процентной уверенностью. Теория Эйнштейна не работает, когда вы применяете ее к квантовой механике, которая имеет дело с поведением крошечных субатомных частиц. В результате многие ученые выдвигают новые гипотезы о гравитации. Но это не значит, что Эйнштейн был неправ. Общая теория относительности объясняет подавляющее большинство наших наблюдений, и каждый раз, когда ученые пытались доказать, что она ошибочна, они терпели неудачу. В этом сила научной теории: она построена на достаточно прочном основании, так что, даже если вы обнаружите в ней несколько трещин, вы можете быть уверены, что структура в целом устоит.

ГИПОТЕЗА И ТЕОРИЯ

Говоря о гипотезе, следует четко отличать ее от обычного, рядового предположения, потому что всякая гипотеза, конечно же, есть предположение, но не всякое предположение можно назвать гипотезой. Гипотеза — частично обоснованное предположение о причинах, движущих силах, сущности (коренных свойствах, закономерностях развития) того или иного предмета (явления, процесса), которое временно принимается за истинное. Иными словами, гипотеза — эти то частично обоснована наличным знанием предположение, вероятность которого требует дальнейшего обоснования, проверки, подтверждения.

Предположение и догадка могут в определенной степени носить субъективный характер, опираться на интуитивное чутье, индивидуальное провидение; гипотеза же — в большей степени предположение обоснованное, использующее накопленное научное знание о той или иной предметной области и ее закономерностях, оно экстраполирует это знание, предполагает влияние известного на неизвестное, и наоборот. В этом, на наш взгляд, и заключается научность гипотезы.

Рассмотрение гипотезы только как предположения сводит ее лишь к модальному суждению типа «возможно, что. «. Гипотеза же более сложное, чем просто предположение, образование. Структурно гипотеза состоит из следующих элементов:

— базис, т.е. исходное, накопленное наукой знание, данные, полученные из наблюдения, экспериментально или другими способами, выступающее основанием для предположения;

— затруднение, несогласованность знания и некоторых полученных наукой фактов, осознаваемое, но не объясняемое базисом (наличным знанием), т.е. проблемная ситуация;

— предположение, выдвинутое (сформулированное) для объяснения этого факта, для разрешения затруднения;

— следствия, полученные из этого предположения и сопоставленные с реальностью;

— заключение об истинности или ложности предположения.

В гипотезе легко выделяются два этапа: выдвижение предположения и проверка его.

Гипотезы создаются для объяснения еще не совсем понятных фактов, явлений, событий и выступают всеобщей формой развития научного знания. Гипотеза появляется как неизбежная ступень, как результат накопления научного знания (материала). Любая наука рано или поздно приходит в своем развитии к необходимости формирования гипотезы. Ф. Энгельс не зря отмечал, что: «формой развития естествознания, поскольку оно мыслит, является гипотеза. Наблюдение открывает какой-нибудь новый факт, делающий невозможным прежний способ объяснения фактов, относящихся к той же самой группе. С этого момента возникает потребность в новых способах объяснения, опирающегося сперва только на ограниченное количество фактов и наблюдений. Дальнейший опытный материал приводит к очищению этих гипотез, устраняет одни из них, исправляет другие.» (Маркс К., Энгельс Ф. Соч. 2-е изд. Т. 20. С. 555). И так, вплоть до открытия закона. В научной практике гипотеза выступает как предпосылка, предшественница теории.

Сообразно научным потребностям могут формироваться разного вида гипотезы. Выделяют общую и частную (рабочую) гипотезы. Последняя, в свою очередь, может подразделяться на версии (особенно в следственной практике), т.е. на более частные гипотезы, «отрабатывающие» те пли иные отдельные фрагменты общей гипотезы, те или иные отдельные моменты разделительного предположения.

Частные гипотезы могут быть проверены, подтверждены или опровергнуты. Структурно проверка их напоминает доказательство от противного, потому что и здесь из предположения выводится ряд следствий, которые сопоставляются с реальностью. Из соответствия следствия реальности следует заключение о верности предположения; из несоответствия — вывод, что от данного предположения необходимо отказаться и выдвинуть новое. Вполне возможно, что новое предположение будет более правдоподобным, но возможны случаи, когда и второе и дальнейшие предположения не будут подтверждены и их придется отвергать до тех пор, пока не будет сформулировано такое предположение, следствия которого будут согласовываться с реальностью.

Что касается общих гипотез, то здесь есть некоторое разночтение. Общими называют гипотезы относительно чего-то в целом, в отличие от предположения о части этого целого, но общими называют и гипотезы, выдвигаемые применительно к тем предметам и процессам, которые принципиально не могут иметь практической или иной проверки. Так, гипотезы о теплороде, о происхождении солнечной системы, о возникновении разумной жизни на нашей планете, о геологическом прошлом Земли и др. являются общими гипотезами, хотя ясно, что провести их практическую проверку нельзя, в силу принципиальной невозможности реконструирования этого прошлого (повернуть время вспять).

Теория есть высшая форма научного мышления, логически безупречно для своего времени обосновывающая и отражающая систему взаимосвязанных фактов (предметов, явлений и пр.) действительности в их необходимых, закономерных, общих и существенных свойствах. Более короткое определение теории — это система взаимосвязанных идей (понятий, суждений), доказательств (теорем, определений), законов и гипотез.

Теория имеет наиболее сложную логическую структуру, что и понятно: она отражает сложные системы и поэтому элементами теории выступают все уже известные, ранее рассмотренные формы мысли, в том числе и гипотезы. Можно выделить в качестве составных элементов теории совокупность принципов (аксиом, постулатов), законов, определений (теорем), категорий, направленных на отражение той или иной предметной области. систему фактов, которые адекватно или относительно адекватно отражаются элементами теории, теорией в целом; внутрисистемные, внутритеоретические правила и пр.

Поскольку теория как форма научного мышления еще не вошла общепринятой составной частью в содержание учебников и учебных пособий по традиционной логике, поскольку она еще не получила достаточного логического обоснования на этот счет, поскольку она еще обсуждается, то обойдемся лишь указанием на теорию, без ее детального рассмотрения.

Теории в основном подразделяются на общие и частные (специальные), дедуктивные (математизированные, аксиоматические) и описательные (индуктивные). Подразделение их почти аналогично подразделению гипотез. Теория, как и гипотеза, также проходит в своем формировании разные этапы, периоды, ступени, порой значительно более продолжительные, чем в гипотезе. В сформировавшемся же виде теории склонна к стабильности, замкнутости, консерватизму.

Новое в блогах

Сообщество «Наука будущего»

Теория и гипотеза в современной науке

Во времена Ньютона и ближайшие к ним разница между теорией и гипотезой казалось настоль самоочевидной, что никто не позаботился четко сформулировать эту разницу, дать однозначные определения теории и гипотезы, из которых бы эта разница следовала. Т. е. были , конечно, определения типа: теория – это доказанная гипотеза, но что значит «доказанная» оставалось в тумане. Философы, правда, ломали над этим головы и копья в спорах между собой, но поскольку философия, как теперь модно говорить в ее же среде, ничего не решает, а только обсуждает, то ни к какому результату они, конечно, не пришли. А ученые сочли, что это их мало заботит, не мешает им решать конкретные проблемы. И действительно, до относительно не давних пор отсутствие четкого формального различения между теорией и гипотезой практически не мешало науке делать свое дело и не вредило обществу в целом. Ученые и без такого определения практически единогласно провозглашали конкретные исследования теориями, а другие – гипотезами и это всех устраивало. Никто, например, не сомневался, что механика Ньютона – это теория, а волновая и корпускулярная теории света – это гипотезы. Хотя, как видим, две последние назывались все-таки «теориями», что лишний раз свидетельствует о существовании амбивалентности в этом вопросе и тогда (хотя тогда это никому не мешало).

Но со временем ситуация изменилась. Со времен появления теории относительности и квантовой механики, а тем более сегодня, когда речь идет о кварках, теории струн, торсионных полях, теории Большого Взрыва и т. п., различие между теорией и гипотезой перестало быть самоочевидным и для физиков. Настолько, что приходится слышать и от физиков, а не от посторонних, что никакой разницы и нет, что теория – это гипотеза, которая пока еще не опровергнута и т. п. А в научных статьях по физике можно встретить выражения типа: «В современной физике принято считать, что…». Что значит «принято считать»? Физика это что? Салон мадам Бламанже? Что существует какой-то авторитетный физический междусобойчик, который диктует физические моды, а остальные физики принимают их без доказательства? Еще Сахаров выступал против системы авторитетов в науке, требуя, чтобы у теории был один авторитет – ее доказанность, обоснованность. Но что есть доказанность и что есть теория, он умолчал и посему его требование повисло в воздухе.

К чему здесь весь этот шум про разницу между теорией и гипотезой, возопят здесь многие читатели, включая физиков, и даже некоторые философы. Ну, философам совершенно уж неприлично так вопить, потому что подобными вопросами философия занимается испокон веков (т. е. со времен существования науки). Важность для физики и прочих естественных наук четкого определения теории, ее доказательства или обоснования я уже излагал не раз, но в двух совах повторю. Отсутствие внятных определений и критериев в этой области приводит к тому, что наука, даже физика, засоряется бездарью с одной стороны, и заливается потоком сорной информации – с другой. В гуманитарных науках и, особенно, в философии это привело к тому, что большая часть публикуемого – это наукообразное пусто говорение. Все это снижает эффективность науки и через то влияет и на качество жизни всех тех, кто не имеет к ней прямого отношения.

Но для многих последнее — малоубедительный аргумент, люди не чувствуют изменений в эффективности науки. Чего, мол, там, все равно ученые забивают нам постоянно мозги всякими новыми теориями, в которых уже никто и разобраться не может, и изобретают всякие там штучки, от которых неизвестно – больше пользы или вреда. Для последней категории читателей подброшу еще такой аргумент.

Вот академик Велихов в России и группа маститых физиков в Англии рвутся ставить эксперименты с сингулярным состоянием вещества. Многие физики считают, что такие эксперименты могут привести к уничтожению земного шара. Но Велихов и упомянутые физики утверждают, что «теория доказала», что никакой такой опасности нет. Ну, если бы слова «теория» и «доказала» имели бы тот же смысл, что и во времена Ньютона, то можно было бы согласиться с Велиховым (предварительно поверив доказательство). Но если эта теория завтра может стать гипотезой, будучи опровергнута, а опровержением послужит уничтожение земного шара, вместе со всеми нами, тогда наше отношение к убежденности Велихова должно быть совсем иным. То же самое и с увещеваниями генетиков по поводу генной инженерии: Мы, мол, ребята, все это теоретически обосновали, спите спокойно. Так если «обоснование» — это доказательство в старом добром смысле слова, тогда — зеленый свет генной инженерии, а если оно завтра может быть опровергнуто, тогда спешить не надо, а лучше подождать пока гипотеза станет теорией в старом смысле слова.

Да, но вот заковыка: «а был ли мальчик»? А существовала ли теория, отличная от гипотезы, теория, доказанная в том смысле, что никакие опровержения ее не могли уже случиться? В современной западной философии, (а восточная этими проблемами никогда не интересовалась) господствует точка зрения пост позитивистов (Куайн, Кун, Фейеабенд, Поппер, Лакатос и др.), согласно которой никаких таких теорий и их обоснований в науке никогда и не было, и быть не может. В цикле статей посвященных предмету (Философские исследования, №3,2000; №1, 2001; №2, 2002) я показал, что рациональная наука все-таки выработала единый метод обоснования, которым (в идеале) обосновывает (доказывает) свои теории, и что обоснованные таким образом теории остаются истинными, не опровергнутыми в некоторой области и после так называемого «опровержения». Но выработала это наука на уровне стереотипа естественнонаучного мышления, на уровне теорий – образцов (прежде всего, механики Ньютона), обоснованных таким образом (тоже не идеально, но более-менее), но без того чтобы сформулировать этот метод, представить его эксплицитно и обосновать его самого. (Все это я сделал в упомянутом цикле статей). Но поскольку метод обоснования до сих пор не был оформлен в явном виде, то и как образец – эталон он со временем поблек и расплылся, тем более в виду тех объективных трудностей, с которыми сталкивается современная физика.

Я не стану излагать здесь заново единый метод обоснования, отправляя желающих к упомянутым статьям. Но вот на том, какой смысл получил термин «теория» в данном подходе, я хочу остановиться. Дело в том, что если сам единый метод обоснования в его эксплицитном виде близок к тому интуитивному представлению о нем, которое с большей или меньшей внятностью есть у каждого ученого естественника, то понятие теории в данном подходе уже значительно отличается от интуитивного (к тому же весьма размытого сегодня). Теория в данном подходе – это, прежде всего, аксиоматически выстроенная теория. Кроме того, ее базовые понятия должны быть определены по требованиям единого метода и по правилам этого метода должна быть осуществлена привязка базовых понятий и аксиом – постулатов к опыту. Но акцент я делаю на слове «аксиоматически». Именно аксиоматическое построение, прежде всего, определяет разницу между расхожим в естественных науках употреблением слова «теория» и теорией, соответствующей данному подходу.

Построение теории, описывающей некую новую область действительности, всегда начинается с опыта, с чувственного соприкосновения с этой действительностью. При этом область действительности, которую мы хотим охватить нашей теорией, определяется (даже если это и не провозглашается) на основе чувственной близости, близости ощущений от тех объектов и явлений, которые мы включаем в область, подпадающую под строящуюся теорию. (Ощущения не обязательно непосредственные, они могут быть опосредованы приборами). Ну, скажем, это сегодня мы знаем, что свет – это электромагнитные волны. Но что такое свет человек «знал» задолго до появления науки. «Знал», в смысле отличал его от всего, что не свет. И делал это исключительно на основе сходства ощущений от всего, что есть свет, и отличия их от ощущений от всего, что – не свет. Таким образом, когда наука занялась светом, то область приложения еще не построенной теории была уже определена, в смысле, наперед задана. И какие по ходу не строились гипотезы – теории, их все, по молчаливому согласию и ни сколько не сомневаясь, что только так можно и нужно, относили именно к этой области, непременно ко всей ней, да еще так, чтобы никакую другую область (из тех, что по ощущениям – не свет) не зацепить нечаянно, не прихватить из нее кусок, под действие данной теории. Но когда конкретные теории выстраивались и приближались более-менее к обоснованности по единому методу, включая аксиоматическое построение (пусть это делалось неявно и не до конца), то область их действия всегда расходилась с той, для которой они строились изначально. (Другое дело, что это не всегда сразу и не до конца осознавалось).

Возьмем, скажем, «корпускулярную теорию света». Строили ее для света, но реальная область ее действия, истинности вовсе не свет, а потоки частиц любой природы, обладающих массой движения (вне зависимости от того, обладают ли они массой покоя). Для этой области она вполне может быть достроена аксиоматически и дообоснованна по единому методу обоснования и тогда (для этой именно области) она останется истинной и после появления ее опровержений, как теории света. Я имею в виду явления дифракции и интерференции. Эти явления являются опровержением «корпускулярной теории света», рассматривающей свет только как поток частиц с массой движения. (Напомню, что в аксиоматической теории запрещено рассматривать свойства не «забитые» в аксиомах). Но просто корпускулярную теорию, относящуюся не к свету именно, а к любому потоку частиц (включая и свет, но не во всех его проявлениях) эти явления не опровергают. Для света же корпускулярная теория есть гипотеза, а не теория, гипотеза, которая может быть опровергнута. Аналогично волновая теория относится не к свету, а к волновым явлениям любой природы.

Так вот, в работах по единому методу я показываю, что для теории, понимаемой в соответствии с моим подходом (аксиоматически выстроенной, прежде всего), можно определить некую минимальную область ее истинности (неопровержимости). Это — область, в которой ее аксиомы привязаны к опыту. Попытки же применения такой теории за пределами привязки к опыту ее аксиом гипотетичны, равносильны гипотезе и соответствующие выводы могут быть опровергнуты. Так, например, механика Ньютона (легко допускающая аксиоматическую достройку и дообоснование по единому методу) в качестве минимальной области ее истинности и неопровержимости во времена Ньютона должна была ограничиваться только теми скоростями, с которыми человечество тогда опытно сталкивалось. Экстраполяция выводов этой теории вплоть до любых (бесконечных) скоростей была незаконной (гипотетичной) и, как мы теперь знаем, была опровергнута опытом Майкельсона. Но, истинность механики Ньютона в области привязки ее аксиом к опыту опыт Майкельсона не опровергает. («Истинность» здесь также надо понимать в том смысле, в каком это делается в едином методе обоснования).

Что касается большинства современных теорий, типа упомянутых в начале статьи, то они либо являются гипотезами в полной мере, либо это — теории, область истинности и непогрешимости которых никто не определял по единому методу, и их выводы пытаются применять за пределами этой области. Чем это чревато, сказано выше.

Конечно, для большинства этих теорий в силу объективной сложности и даже невозможности на сегодня привязки их аксиом к опыту, сложно или невозможно определить (пока) область их непогрешимости (минимальную). Но это надо воспринимать как объективное ограничение на пути нашего познания (временное) и не выдавать желаемое за действительное – не подавать общественности выводы, которые могут быть опровергнуты действительностью, за неопровержимые выводы научной тории.

Что такое теория и причем тут научный метод

У меня есть теория, что любую фразу можно превратить во что-то кажущееся невероятно глубокомысленным, если в конце приписать имя какого-нибудь древнего философа. Платон (оригинал).

Теория (греч. θεωρία — рассмотрение, исследование) — учение, система идей или принципов (вики). Именно в таком, самом широком смысле в обычно речи мы употребляем слово «теория» в каждодневной речи. Например, у меня есть теория почему машина не заводится — некоторый набор идей и выводов, объясняющий поломку. Однако, в научном мире теория имеет достаточно строгое и формальное значение и обязательно удовлетворяет определенному набору важных критериев.

Под катом много картинок и примеров, и совсем нет формул.

Научный метод

(картинка отсюда)

Рассмотрим и обсудим основные этапы научного метода в примерах. В данной статье мы опишем следующие этапы:

Наблюдения и вопросы
Формирование и основные свойства гипотезы и теории
Интерпретация данных и выводы

Безусловно невозможно охватить все свойства и детали методологии и работы, восполнить пробелы и в интерактивной форме изучить материал можно на портале Berkley — Undrestanding Science 101.

Наблюдения и вопросы

(картинка отсюда)

Проиллюстрируем данный этап известной легендой о Ньютоне и яблоке:

После обеда установилась тёплая погода, мы вышли в сад и пили чай в тени яблонь. Он [Ньютон] сказал мне, что мысль о гравитации пришла ему в голову, когда он точно так же сидел под деревом. Он находился в созерцательном настроении, когда неожиданно с ветки упало яблоко. «Почему яблоки всегда падают перпендикулярно земле?» — подумал он.

Первый этап работы научного метода — наблюдение: есть какая-то общая черта среди наблюдаемых событий, присутствует ли какая-то необычная черта, можно ли применить какую-то новую технологию в стандартных условиях, etc. Рука об руку с наблюдениями идут вопросы: необходимо из наблюдений выбрать необходимое и важное, для дальнейших исследований. Во многом вопросы определяют наблюдения, но и наблюдения определяют вопросы — фактически их стоит рассматривать исключительно вместе.

Но вопросы и наблюдения касаются исключительно действительного-физического мира, т.е. атомы, люди, галактики, общество, растения. Иными словами «сверхъестественное» лежит вне вопросов рассматриваемых в рамках научного метода.

Основа научного метода: гипотеза, данные и взаимосвязь

(фотография Венеры взята отсюда)
В качестве примера рассмотрим гипотезу (предсказание) Карла Сагана о поверхности Венеры (вики).

В 60-ые никто не представлял, какие же действительно условия на Венере. Тогда в 1960-ом году Карл Саган выдвинул гипотезу о том, что поверхность Венеры сухая и обладает невероятно высокой температурой. Гипотеза шла в разрез с представлением других о том, что поверхность Венеры может быть пригодной для жизни (динозавры на Венере). После выдвижения гипотезы, он занялся изучением доступных данных (радиоизлучения) с Венеры, и пришел к выводу, что поверхность имеет температуру в 500°C. В 1962-ом году Mariner 2 (автоматическая межпланетная станция) прошёл близко к Венере и подтвердил прогноз Сагана о её климате.

Каким интересным свойством обладает эта гипотеза? Данная гипотеза может быть опровергнута, так как она делает определенные и конкретные предсказания, которые могут быть проверены. Данное свойство называется фальсифицируемостью (также встречается название критерий Поппера). Заметим, что если гипотеза удовлетворяет критерию Поппера это совершенно не означает, что гипотеза верна. Например, гипотеза — «солнце состоит исключительно из фисташкового мороженого» удовлетворяет данному критерию, но гипотеза не является истинной.

Представим на секундочку, что мы откажемся от этого критерия в выдвижении гипотез, тогда мы получим интересную ситуацию описанную Расселом в 1952ом году.

Чайник Рассела

Многие верующие ведут себя так, словно не догматикам надлежит доказывать общепринятые постулаты, а наоборот — скептики обязаны их опровергать. Это, безусловно, не так. Если бы я стал утверждать, что между Землей и Марсом вокруг Солнца по эллиптической орбите вращается фарфоровый чайник, никто не смог бы опровергнуть моё утверждение, добавь я предусмотрительно, что чайник слишком мал, чтобы обнаружить его даже при помощи самых мощных телескопов. Но заяви я далее, что, поскольку моё утверждение невозможно опровергнуть, разумный человек не имеет права сомневаться в его истинности, то мне справедливо указали бы, что я несу чушь. Однако если бы существование такого чайника утверждалось в древних книгах, о его подлинности твердили каждое воскресенье и мысль эту вдалбливали с детства в головы школьников, то неверие в его существование казалось бы странным, а сомневающийся — достойным внимания психиатров в просвещённую эпоху, а ранее — внимания инквизиции.

Фактически, Чайник Рассела демонстрирует гипотезу, которая в своей формулировке содержит собственную неопровержимость. Что же такое фальсифицируемость? Это принципиальная возможность провести эксперимент, который бы опроверг данную гипотезу. Казалось бы это всего лишь утверждение о свойстве гипотезы, но оно в неявной форме так же содержит другое важное свойство — способность гипотезы совершать предсказания т.е. описывать какие-то новые неизвестные свойства иили явления.

Как способность гипотезы предсказывать что-то связана с фальсифицируемостью? Если гипотеза что-то предсказывает, что что-то произойдет, значит, что она предсказывает, что что-то НЕ произойдет. Фальсифицируемая гипотеза предсказывает, что какое-то событие НЕ произойдет — это и есть тот самый опровергающий эксперимент (если событие А не произойдет, значит, что должно произойти какое-то другое событие B e.g. A — температура на Венере 50С и ниже, событие B — температура на Венере выше 50 градусов).

Интерпретация данных и результатов

(графики взяты из работы NASA Data.GISS)

Представьте себе, что ваша задача оценить рост (изменения) температуры земли во времени. Что будет исходными данными? Какой параметр необходимо оценить? По каким регионам необходимо усреднять? Что значит усреднять в данном случае?

Фактически никогда полученные данные не согласуются с предсказаниями — прежде всего это связано с различными неточностями, случайными (и не только) факторами. Поэтому прежде всего говорят о степени уверенности в результатах и дают некоторый доверительный интервал для результатов. Например, мы можем представить следующее утверждение: у нас есть 95%-ая уверенность в том, что среднее значение температуры в Самаре летом лежит между 21 и 26 градусами. Это значит, что если мы будем случайно выбирать год и измерять среднюю температуру за год в городе, то в 95% случаев среднее значение будет лежать в данном интервале. Таким образом работая с данными мы всегда указываем некоторые границы применимости и доверия к данным.

В целом, задача интерпретации и работы с данными не имеет какого-то единого и универсального подхода, но есть общие нормы, на которые стоит обратить внимание: наличие оценок на степень доверия данным, наличие расчета статистических ошибок и не менее важное соответствие данных здравому смыслу. Приведем классический пример.

Зависимость глобального потепления от количества пиратов в Карибском море

Данный пример иллюстрирует, что корреляция между данными не равносильно наличию причинно-следственной связи (как было показано знаменитым специалистом по статистике Фишером 150 лет назад).

Поиск причинно-следственных связей — это отдельная тема, стоит только отметить, что процесс это гораздо более трудоемкий и не всегда возможный.

Причем тут эволюция и медиа

Классическая фраза: «эволюция — это всего лишь теория», звучащая в совершенно разном контексте происходит прежде всего из-за непонимания термина «теория», который используется в науке. Эволюция является теорией в таком же смысле, как и гравитация Ньютона и квантовая механика (о разнице между законом и теорией написано здесь).

Но еще более важным для нас является употребление термина «теория», когда это касается различных информационных ресурсов. Прежде чем принимать какое-то утверждение (например «Новую Хронологию» или «теорию» катастроф Великовского), необходимо убедиться, что данная теория действительно разработана в соответствии с методологией.

Заключение

Самое прекрасное, что мы можем почувствовать — это неизвестность и загадка. Это тот самый источник настоящего искусства и науки. Тот кому это чувство чуждо, тот кто не может замереть в изумлении, всё равно что умер — ведь его глаза закрыты.

Самая главная черта и особенность метода состоит в его способности изменять наше представление об окружающем мире — наши знания и восприятие мира не статичны, а все время меняются отодвигая по чуть-чуть границу неизведанного. Именно этим он и отличается от всего остального — он признает, что мы еще многого не знаем и что нам предстоит долгий путь, чтобы это узнать.