Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Методологический анализ научной гипотезы 12
1.1. Гипотеза как эпистемологическая категория 12
1.2. Творческие процессы выдвижения исследовательской гипотезы ..45
1.3. Онтологизация и объективация естественнонаучной гипотезы как формы превращения в теорию 84
Глава II. Дисциплинарные формы естественнонаучной гипотезы 101
2.1. Особенности гипотезирования в физике 101
2.2. Выдвижение и доказательство гипотез в математике 130
2.3. Специфика процессов гипотезирования в современном естествознании 143
Заключение 163
Библиографический список 166
- Гипотеза как эпистемологическая категория
- Творческие процессы выдвижения исследовательской гипотезы
- Особенности гипотезирования в физике
- Выдвижение и доказательство гипотез в математике
Введение к работе
Тенденции развития общества на современном этапе предъявляют высокие требования ко многим видам профессиональной деятельности человека. В экономике, политике и в других областях практики значимой выступает проблематика становления и развития качеств, позволяющих субъекту предпринимать активные действия в обнаружении проблем, раскрытии их сути, прогнозировании неизвестного и способов его достижения. Весьма востребованной стала проектная деятельность, научные основы которой, несомненно, связаны с гипотетико-дедуктивным методом науки Нового времени.
Построение и апробация гипотез в ситуациях неопределенного выбора выступает комплексным явлением, обеспечивающим целенаправленный (без случайных проб), многовариантный (за счет соотнесения исходных и требуемых данных) и аргументированный поиск требуемого результата. Интеллектуальная инициатива проявляется лишь в том случае, если субъект не ограничивается одним, привычным подходом к разрешению сложившейся проблемы, а находит рациональный, оригинальный, действенный способ осуществления требований задачи. Только отказ от «подражательности», проявляющейся в стремлении человека копировать апробированные в прошлом способы решения, позволит провести исчерпывающий анализ условий исследуемой проблемы, по необходимости изменить аспекты рассмотрения свойств объектов и предложить новую стратегию решения.
Современная ситуация в области исследования проблем выдвижения гипотез характеризуется несоответствием достигнутого уровня знаний и социальной потребности, которая постоянно возрастает в условиях изменяющегося характера труда, повышения требований к обучению и подготовке специалистов, ускорения научно-технического прогресса.
Разноплановое изучение гипотез не затронуло в достаточной степени качеств проявления гипотетичности, факторов, дающих возможность субъекту эффективно регулировать свою мыслительную деятельность: находить нужную информацию, преобразовывать ее, вырабатывать на ее основе способы достижения требуемого результата, субъективных особенностей выдвижения гипотез и др.
Использование гипотезы как инструмента познания носит межпредметный характер. При построении гипотезы межпредметность должна быть грамотно и гармонично «заложена». Современный этап развития науки связан с необходимостью решения все более сложных технических и технологических проблем, связанных с развитием энергетики, промышленности, микроэлектроники, космических технологий, биоинженерии, нанотехнологий и других областей знаний и деятельности. Необходимо решать проблему значительного повышения интеллектуального уровня, познавательного и творческого потенциала специалиста. Решение этих проблем лежит в области постоянного совершенствования методов обучения, в частности, освоения методов научного познания, развития умений научно-исследовательской деятельности. В этом случае наличие только предметных знаний оказывается недостаточным. Возникает острая потребность в прямом, непосредственном знании о деятельности по «рождению» знаний, о методах познания. Без привлечения знаний философии трудно продвинуться в решении проблемы освоения современного гипотетико-дедуктивного метода познания.
Философский анализ гипотезы как интеллектуального инструмента познания важно и продуктивно осуществить на материале естествознания из-за особенностей языка познания этой области научной деятельности. В текстах естественнонаучных работ, как на эмпирических объектах анализа, удается явно выделить и осознать характерные особенности функционирования гипотезы как современного интеллектуального
инструмента познавательной деятельности. Итак, в целом исследование нацелено на решение проблемы построения системных представлений о предпосылках, содержании, функциях гипотезы в естественнонаучном познании.
Актуальность исследования обусловлена следующими
обстоятельствами:
а) в науке гипотеза как логический этап решения проблемы выделена
давно и общепризнана, нередко используется при изложении результатов
познания, однако в самом процессе познания её функции, роли,
особенности выяснены далеко не в полном объеме, в частности,
не сформирована система концептов о феномене гипотезы
в естественнонаучном познании;
б) в настоящее время прослеживается ограниченность рефлексии
процесса гипотезирования в научном исследовании, что выражается
в отсутствии четкого понимания процедур построения гипотезы,
использования гипотезы как инструмента познания, как средства
получения достоверного результата (примечательно, что за последние
тридцать лет в журнале «Вопросы философии» нет заметных работ
о научной гипотезе);
в) недостаточной осознанностью функций гипотезы в рамках
деятельностной парадигмы мышления и понимания, в частности,
существованием неопределенности в вопросах значимости гипотезы
в структурировании научного мышления, роли гипотезы
в исследовательской деятельности, месте гипотезы в научных
коммуникациях и др.;
г) необходимостью углубленного понимания положения гипотезы
в истории мировой науки.
При планировании и проведении исследования наиболее существенное влияние на нас оказали работы П. В. Копнина [121-126], В. А. Лекторского [144, 145], К. Поппера [190, 191], В. С. Степина [232-
237], Г. П. Щедровицкого [272-274], В. Ф. Юлова [282-286]. Работы этих авторов определили общий идейный фон, в рамках которого проходил научный поиск. В ходе диссертационного исследования мы также опирались на тексты следующих авторов: Л. Б. Баженова [8, 9], Г. А. Геворкяна [46, 47], А. Д. Иоселиани [92, 93], И. В. Кузнецова [137], И.П.Меркулова [161-164], Е. Я. Режабек [202], в которых рассматриваются вопросы функционирования гипотезы в процессе познания; Е. М. Вечтомова [37, 38], И. Г. Герасимова [50], В. Б. Губина [68, 69], А.А.Зиновьева [84], Э.В.Ильенкова [88, 89], В.В.Ильина [90, 91], Б. М. Кедрова [108-113], Т. С. Куна [140], И. Лакатоса [143], В. А. Штоффа [270, 271], в которых отражены общие вопросы методологии научного познания; Н. Бора [19], М. Борна [20], Л. деБройля [23], В. Гейзенберга [48], В.Л.Гинзбурга [51, 52], П.Дирака [77], Л.И.Мандельштама [157], В.Паули [181], М. Планка [186], А.Пуанкаре [195], К. Сагана [209], С. Хокинга [258, 259], А. Эйнштейна [275], в которых прослеживается использование гипотез при постановке проблемы, выдвижении предположения, экспериментировании, анализе полученных данных;
A. В. Ахутина [7], Г. Бонди [17, 18], М. Бунге [28], С. И. Вавилова [30, 31],
B. С. Готта [59, 60], Д. Джоунса [76], А. А. Ивина [86], М. Клайна [116,
117], Б.Г.Кузнецова [132-134], В.И.Кузнецова [135, 136],
Е. А.Мамчур [155, 156], А. Б. Мигдала [167, 168], В. В. Налимова [177],
Д.Пойа [187, 188], И. Пригожина [192], Г. И. Рузавина [206-208],
В. С. Швырева [266-269], в которых представлены аспекты познавательной
деятельности в области естествознания; В. С. Библера [14], Дж. Брунера
[24], А. В. Брушлинского [25, 26], Д. В. Вилькеева [40, 41],
Е. Л. Григоренко [61, 62], В. И. Гриценко [64], Л.Л.Гуровой [70, 71],
Г. С. Костюк [129], Ю. Н. Кулюткина [138, 139], А. Р. Лурии [149],
Е.Д.Мещеряковой [166], В.Г.Разумовского [199], А. Ф. Эсаулова [279],
в которых рассматриваются вопросы психологии мышления, в том числе
психологии решения нестандартных задач, а также вопросы применения методов научного познания при изучении физики.
Объектом исследования выступает гипотезирование в научном познании.
Предметом исследования являются особенности выдвижения и функционирования гипотезы в естественнонаучном познании.
Цель исследования заключается в системном анализе существенных аспектов возникновения и функционирования естественнонаучных гипотез.
Для конструктивного достижения поставленной цели выдвигается следующая концептуальная позиция: а) гипотеза является необходимой самостоятельной познавательной единицей в естественнонаучном исследовании; б) гипотеза выступает основой познавательного творчества в науке; в) со своими понятийными связями гипотеза задает структурную основу познавательной деятельности, является системообразующим элементом; в) процессы возникновения и функционирования гипотезы включают нормативное оценивание.
Предмет, цель и идейная позиция исследования определили постановку следующих задач:
изучить научную (философскую, психолого-педагогическую, естественнонаучную) литературу по теме исследования, выделить общезначимое содержание;
раскрыть взаимосвязь гипотезы с такими фундаментальными категориями как проблема, метод, факт, модель и др.;
установить ведущие свойства гипотезы в естественнонаучном познании, дать современную классификацию гипотез;
определить и охарактеризовать реальные и возможные пути онтологизации и объективации гипотез в естествознании;
установить специфические черты гипотезирования в разных областях естествознания;
6) выделить и проанализировать особенности гипотезирования в современном естествознании.
Для решения задач исследования использовались следующие теоретические методы: анализ и интерпретация текстов классиков философии и естествознания, метод сопоставления (сравнение определений понятия «гипотеза» с точки зрения философского, логического, психологического подходов), системодеятельностный анализ содержания и функций гипотезы, использование элементов герменевтики, использование структурно-логических схем в качестве модельного изображения процессов использования гипотезы, экспертный метод.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
определено содержание гипотезы как фундаментальной эпистемологической единицы: выделены сущностные свойства, функции, взаимосвязь с другими категориями, особенности процесса гипотезирования;
- предложена* современная системная классификация гипотез
по разным основаниям — по форме задания, видам деятельности, формам
проявления, структуре и составу, степени обобщения, процессам
функционирования и др.;
- выделены и рассмотрены различные аспекты гипотезирования'
в познавательной деятельности - историко-социальный,
методологический, логико-психологический, дидактический;
- проведен анализ исследовательского гипотезирования как процесса,
рассмотрены творческие акты выдвижения гипотез, объяснена
процессуальная динамика гипотезирования, выделены структурно-
функциональные механизмы онтологизации и объективации гипотез
в естествознании;
выделены особенности функционирования гипотез в естественнонаучном познании (физика, математика, астрономия, химия, биология), построены онтологические картины функционирования
гипотезы в форме логических блок-схем по всем этапам функционирования гипотезы.
На защиту выносятся следующие результаты исследования.
1. Гипотеза раскрывается как фундаментальная эпистемологическая
единица, занимающая ключевое положение в научном познании. Гипотеза
воплощает суть научного творчества, ибо только через нее возникает
любое новое теоретическое знание. Обоснована тесная взаимосвязь
гипотезы с другими познавательными категориями. В частности, показано,
что а) формирование понятия «факт» невозможно без гипотезирования;
б) формулирование проблемы - сложный познавательный процесс, в ходе
которого выдвигаются гипотезы; в) в наиболее продуктивном виде
гипотеза приобретает форму модели.
2. Научное гипотезирование рассматривается как творческий
процесс. Проанализированы субъективные акты выдвижения
исследовательской гипотезы, проведено различение метода
гипотезирования и гипотетико-дедуктивного метода, показана динамика
процесса гипотезирования.(проблематизация — поиск пробного метода -
гипотеза-результат).
Выявлены и обоснованы ведущие свойства естественнонаучной гипотезы: фундаментальность, целостность, действие вероятного метода, эвристическое «видение» нового, опосредованная связь с опытом, логическое движение как связь с другими категориями. Выделены и рассмотрены следующие аспекты гипотезирования в познавательной деятельности: историко-социальный, методологический, логико-психологический, дидактический. Предложена системная классификация естественнонаучных гипотез по разным основаниям.
Исследован этап онтологизации естественнонаучных гипотез. Проанализированы возможные пути онтологизации: задание гипотезы в виде метафизического объекта, знака в системах знаний (принцип, теорема, формула); задание гипотезы в виде объекта реальности. Показана
специфика объективации гипотез как предельной формы онтологизации, проявляющаяся в особых процедурах идентификации объекта. Доказано, что задача онтологизации знания решается в ходе общественно-исторической практики, т.е. гипотеза является социальным познавательным феноменом.
5. Выделены и охарактеризованы особенности функционирования гипотез в современном естественнонаучном познании: зависимость от общей предметной картины мира, формулировка гипотез в форме задач, деление гипотез на кинематические и динамические, возрастание абстрактности гипотез, увеличение числа языков представления гипотез, тенденция возрастания гипотетичности знания, рост значимости междисциплинарных гипотез.
Теоретическая значимость исследования. Осуществлен системный анализ научной гипотезы с выделением ее сущностных свойств, функций, видов в естествознании, что позволяет говорить об особом феномене гипотезы в познании. Выяснено, что гипотеза обладает сложной структурой, которая формируется и развивается, проходя этапы выделения проблемы, поиска пробного метода, применения метода к проблеме, перехода в достоверное знание. Убедительно показано, что гипотеза в истории науки и в современном естественнонаучном познании была и остается необходимым и действенным методом осуществления научного исследования.
Практическая значимость исследования. Идеи и результаты
проведенного исследования могут быть использованы
в различных областях деятельности. Во-первых, они дают материал для анализа и построения научных и учебных текстов нового поколения, в частности могут быть использованы при написании учебных пособий по курсам «концепции современного естествознания» и «онтология и теория познания». Во-вторых, они значимы для организации учебной деятельности, для студентов (магистров) и аспирантов философских,
физико-математических, химико-биологических специальностей, а также важны для преподавателей и научных работников.
Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечиваются:
- опорой на фундаментальные исследования по философии
и методологии науки, на теоретические изыскания физики, химии,
астрономии, математики;
теоретическим анализом проблем и приемов использования гипотез в современном естественнонаучном познании;
экспертизой полученных результатов специалистами: философами и физиками, проверкой справедливости идей и подходов в ходе многочисленных дискуссий.
Апробация результатов диссертационного исследования. Основные положения и результаты научной работы апробировались на заседаниях кафедры философии и социологии ВятГГУ, были представлены ' на международных, всероссийских и республиканских научно-практических конференциях: «Повышение эффективности подготовки учителей физики и информатики» (Екатеринбург, 2006, 2007), «Гуманитарные проблемы современного информационного общества» (Киров, 2006, 2007), «Великие преобразователи естествознания: М. Планк» (Минск, 2006). Результаты исследования представлены в 11 публикациях [211-221] общим объёмом 7 п.л.
Структура диссертации. Работа состоит из Введения, Глав I-II, включающих 6 параграфов, Заключения и Библиографического списка. Объем диссертации составляет 189 страниц, библиографический список включает 287 текстовых источников.
Гипотеза как эпистемологическая категория
Гипотетичность - фундаментальное и универсальное свойство (характеристика) познания. Оно выражает особенности умственной деятельности людей, особенности метода познания мира природы и мира человеческой деятельности. Выдвижение предположительных мнений характерно для многих видов познавательной деятельности. Высшей формой предположительного познания является научная гипотеза [7, 9, 14, 28, 38, 40, 53, 62, 80, 84, 86, 93, 113, 126, 137, 143, 164, 191, 198, 206, 236, 266-276, 286]. В обычном повседневном употреблении слово «гипотеза» имеет чрезвычайно широкое значение. Прежде всего, под гипотезой понимают любое предположение, любую догадку, т.е. вероятное мнение. В этом смысле гипотеза входит как необходимый момент в понятие о познании вообще. Следует отметить, что понятия «догадка», «идея», «мнение», «версия», «гипотеза» являются родственными, но не синонимичными, а понятие «предположение» носит некий обобщенный характер. Натурфилософскую (метафизическую, спекулятивную) догадку можно определить как предположение, не опирающееся на факты (эмпирическую базу); предположение в виде идеи носит неразработанный абстрактный характер; мнение носит повседневный (бытовой) оттенок; версия - это рабочее предположение, не ставящее целью выяснение всей совокупности причин исследуемых явлений. Изучение же научной гипотезы представляет особый интерес в виду ее сложного системного характера, определенного нами как «феномен».
Являясь значимой формой метода научного познания, гипотеза есть неотъемлемая часть исследовательской деятельности, и в силу этого она выступает объектом особого изучения. Без знания гносеологических и психологических особенностей выдвижения гипотез невозможно эффективно решать все более усложняющиеся проблемы в науке и естествознании в частности. Сначала остановимся на отношении гипотезы с основными категориальными понятиями.
В философии и методологии имеются богатые традиции и существенные результаты рассмотрения гипотезы в познавательной деятельности. В системах философских знаний, в системах конкретных предметных знаний гипотезе отводится важное место. Анализ известных литературных источников [8, 123, 164, 202 и др.] позволяет сделать вывод о сложности, многоаспектности как природы гипотезы, так и её использования в практике познавательной деятельности. Гипотеза как понятие отражает в науке фундаментальные качества познавательной (исследовательской) деятельности, во многих деталях задает, представляет структуру мышления, тем самым реально играет роль важной эпистемологической категории.
Анализ философских работ, в которых прямо или косвенно раскрывается содержание понятия гипотезы как метода познания (П. В. Копнин, Л. Б. Баженов, В. С. Швырев, А. П. Хилькевич и др.), позволяет нам дать обобщенную характеристику гипотезы, показать ее тесную взаимосвязь с другими процедурами и методами научного познания - экспериментом, моделированием, аналогией, индукцией, дедукцией и др. Причем здесь существенны как социальные, так и психологические аспекты познания. В этих процессах просматривается весь спектр рациональных и мыслительных действий. Мы исходим из методологических идей В. Ф. Юлова, в которых намечено место процесса гипотезирования в науке. Наша задача — развить общий идейный смысл в развернутую концепцию.
Выдвижение (и обоснование) гипотезы, независимо от того, как она возникла - из опыта или предшествующих теоретических построений -связано с применением различных форм умозаключений: аналогии, индукции в ее разных видах, дедукции, обобщения предшествующего знания, как теоретического, так и эмпирического. В появлении гипотезы решающее значение имеет интуитивная догадка - мысль, в которой на основе знания ряда фактов высказывается такое предположение, которое еще не обосновано достаточными данными. В силу своего вероятностного характера догадка требует проверки и доказательства. Развитие предположения, проявляющееся в переходе от возможности к достоверности, требует от исследователя совершения дополнительных мыслительных действий, направленных на определение (конкретизацию) того, действительно ли новое знание является решением проблемы. Другими словами, мыслительные действия направляются на установление истинности или ложности знания об изучаемой предметной ситуации. Полученное в ходе мыслительной деятельности дополнительное знание об объекте становится основой для появления нового, более точного и глубокого понимания мира научным субъектом.
Творческие процессы выдвижения исследовательской гипотезы
Ранее было выяснено, что общей характерной чертой исследовательской гипотезы является функционирование ее как творческого процесса. Любой творческий процесс - это форма проявления (представления) деятельности некоторого субъекта. Это справедливо и по отношению к гипотезе, особенно на этапе ее возникновения. Все процессы функционирования гипотезы можно подразделить на два вида. Первые можно отнести к общим, макроскопическим процессам, они касаются целостного или некоего значимого аспектного изменения гипотезы. Вторые носят индивидуальный, микроскопический, логико-психологический характер, прямо связаны с личностью исследователя.
Познавательно-исследовательская деятельность может рассматриваться в следующих аспектах: а) историко-социальном, б) логическом, методологическом, в) психологическом, г) образовательном, организационном, нормативном (трансляция знаний). Очевидно, что феномен гипотезы по-разному проявляется, предстает во всех этих аспектах. Наша цель и заключается в том, чтобы раскрыть эту сложность. На схеме (рис. 4) задана система взглядов на феномен гипотезы в познании. Далее они обосновываются и конкретизируются.
Для нашего исследования существенное значение имеет технологическая концепция мышления [285, 286]. В. Ф. Юлов считает: «На современном этапе актуализировалась задача философского осмысления всего многообразия научных и эпистемологических подходов к мышлению» [285, с. 6]. В концепции профессора В. Ф. Юлова общая схема мышления предстает как получение нормативного результата (продукт) под действием метода (когнитивное средство) на предмет (проблему) [285, с. 493]. Поиск, представление и научное обоснование структуры мышления привели к формуле четырех актов в способе мышления: проблематизации (итог - проблема), мобилизации метода (итог - метод), инструментального действия (итог - результат), оценки результата (итог - вывод об истинности) [285, с. 492].
Обобщая самые разные представления о мышлении, В. Ф. Юлов акцентирует внимание на следующие аспекты процесса гипотезирования:
В схемах мышления разных авторов удивительно постоянно выделяется этап, момент выдвижения гипотез, шире - гипотезирования (К. Поппер и др.).
Подчеркивается значение гипотезирования при формировании новых методов, при этом отмечает роль воображения, догадок и др. [286, с. 160-161]. В. Ф. Юлов пишет: «Объективными основаниями гипотезирования выступают несовпадение внешних явлений с внутренней закономерностью и бесконечная структура её уровней» [282, с. 129]. Заметим, чтобы это несовпадение было зафиксировано, необходимо то и другое выразить. Так возникает проблема и роль знака при создании гипотезы. Принципиальность этого аспекта трудно переоценить.
Соглашаясь с К. Поппером, автор концепции связывает творчество в науке с гипотетичностью [286, с. 192], в то же время показывает важность метода при построении гипотез [286, с. 196]. Постановка особо новой проблемы способствует возникновению уникальной фундаментальной гипотезы.
Между структурами и объемом научного знания и результатами гипотезирования существует зависимость, важно не просто угадывание гипотез, а систематическое угадывание [282, с. 131].
Важность особенностей внутренних (знаниевых, психологических и т.п.) структур, что оказывает в конкретном случае сильное влияние на формулирование гипотез: так обосновывается догадка, умозрение как механизм создания гипотез.
Особенности гипотезирования в физике
Ранее уже были рассмотрены несколько гипотез из истории естествознания. Практически все выделенные стороны феномена гипотезы проявляются, причем максимально конкретно и ярко, в физике. Ниже, в дополнение и развитие сказанному, обращается более последовательное внимание на историко-методологические аспекты физической гипотезы. Так раскрывается (показывается) гипотезирование как деятельность, со всеми ее результатами.
Конкретизация гипотезирования как деятельности выполнена по двум направлениям — развития физической гипотезы и знакового (математического) языка представления гипотез. Сейчас в физике математическая гипотеза подавляет все остальные приемы гипотезирования. Первое направление представлено фундаментальной гипотезой о пространстве-времени. Опыт деятельности людей на неком этапе привел к формированию этих представлений, но надо понимать, что было время, когда времени не было, т.е. через призму своего опыта так люди не смотрели на окружающий мир. Потом в процессе познания оказалось, что это понятие весьма эффективно, оно специфически структурирует мир, но главное - человеческую деятельность. Сейчас очевидно, что с помощью времени уже все поделено и обозначено часами и минутами. Так задаются правила мышления.
Остроту и актуальность гипотезы о пространстве и времени придала специальная теория относительности (СТО). Исторический характер гипотезы, её уже давно осознанная фундаментальность потребовали при познании многих новых идей-гипотез [17, 22, 28, 35, 36, 39, 48,-103, 132, 157, 172, 193, 245, 248, 278]. В частности, в возникновении СТО Эйнштейна важную роль сыграли предположения и знания о природе света, опыты по измерению его скорости, гипотеза о существовании эфира и др. Фундаментальная гипотеза формирует целый шлейф новых гипотез-моделей - инструментальных, эмпирических, теоретических, вспомогательных и др.
Рассмотрим эволюцию представлений о пространстве и времени. Предположения о свойствах и характеристиках пространства и времени высказывались еще со времен древней науки. Аристотель и Ньютон верили в абсолютное время, т.е. они считали, что временной интервал между двумя событиями можно однозначно измерить и что результат будет одинаков независимо от того, кто и в каких условиях производит измерения.
Ньютон считал, что существует равномерное течение времени, также он сформулировал понятия абсолютного пространства и движения. Несмотря на возражения, высказывавшиеся в свое время Лейбницем, ньютоновское представление об абсолютности времени, пространства и движения считалось неоспоримым на протяжении двухсот лет. Оно носило ярко выраженный гипотетический характер, но очень хорошо выражалось в простой модели (абсолютного пространства и времени, дальнодействия), практика использования которой быстро закрепилась и онтологизировалась. Таковой была точка зрения большинства, она воспроизводилась через коммуникацию и была закреплена практикой. Это считалось здравым смыслом, т.е. не требовало никакой проверки опытами, данная задача просто не ставилась. В действительности такие представления о пространстве-времени можно использовать, но только применительно к сравнительно медленно движущимся объектам. Когда объект движется со скоростью, близкой к скорости света, ситуация значительно усложняется. Проблемы описания явлений, происходящих с большими скоростями, привели к задаче изменения представлений о пространстве-времени. Но эти проблемы возникли только в условиях новой деятельности.
В СТО скорость света постулируется (величина, постоянство), хотя в рамках старой традиции скорость света уже измерялась. Значение скорости света обусловлено тем, что она представляет собой предельную скорость распространения любых физических воздействий. Уникальная функция скорости света, обусловившая революцию в физическом познании, состоит в задании максимальности и постоянства ее значения (в вакууме). Предположение о том, что свет имеет огромную, но все же конечную скорость, высказывалось еще во времена античной преднауки (Эмпедокл), но тогда такого рода высказывания не несли смысла научных гипотез, натурфилософские догадки не предполагали последствий, поэтому не допускали эмпирической проверки. Впервые идею опытного определения скорости света высказал Галилей в 1638 г. Хотя реализовать его идею с достаточной точностью было невозможно, заслуга Галилея состояла в том, что он перенес проблему света из формы абстрактного обсуждения в форму практического измерения. Это был революционный шаг. Тот факт, і что свет распространяется с конечной, хотя и очень большой скоростью, установил датский астроном О. Рёмер в 1676 г. Он основывался на наблюдениях за движением спутников Юпитера, открытых еще Галилеем. Были замечены нарушения в периодичности выхода из тени Юпитера его спутника Ио: чем дальше от него Земля, тем больше запаздывание. Рёмер шел по пути индукции: накопив многочисленные факты, он выдвинул гипотезу о том, что свет не может пройти расстояние до Земли мгновенно, он имеет конечную скорость распространения. К 1676 г. уже утвердилась система мира по Копернику, были освоены законы Кеплера, с достаточной точностью измерены многие параметры орбиты Земли. Все это позволило Рёмеру сделать математические расчеты. Он пришел к значению скорости света примерно 240000 км/с. тогда как современное значение составляет примерно 299792 км/с. Но все же достижение Рёмера было выдающимся для того времени. Именно с момента этого расчета умозрительная гипотеза превратилась в инструментальную гипотезу, появилась возможность ее более широкого использования в объяснении явлений.
Выдвижение и доказательство гипотез в математике
Особенности; функционирования» гипотезьь в математике (возникновения, формулирования; собственно; функционирования; доказательства и др.) обусловлены особенностями; этой области знания. Математика оказывает огромное и все возрастающее влияние на развитие современной науки, причем не только естественнонаучных отраслей знаний, но и гуманитарных. Влияние математики не ограничивается только лишь расширением сферы приложения ее методов; Подвлиянием математики, претерпевают существенные изменения; теоретический и логический1 аппараты эмпирических наук ив первую очередь, физики. Ниже, следуя доступным нам обобщающим исследованиям [30, 31, 34, 36, 38, 39, 68, 101, 107, 116, 117, 187, 188, 285, 286], выделены и проанализированы (в сравнении с естествознанием) особенности выдвижения и функционирования гипотезы как инструмента математического познания. Очевидно, что в смешанных системах знаний (в частности, в прикладной математике, в математической физике) отношение к гипотезе может несколько отличаться.
Следует согласиться со следующим утверждением: «Хотя математика, считают, выросла из естествознания, но в сегодняшнем своем состоянии и предназначении её чаще всего относят к языку. Сейчас процедуры её развития больше похожи на процедуры создания языка, чем на процедуры естественнонаучного исследования. Универсальность этого языка делает математику важнейшим инструментом познания» [69, с. 17]. Математика изучает поведение весьма абстрактных моделей, строит по своим правилам мир этих объектов, их связей и взаимоотношений. В. Б. Губин считает, что исторически при формулировании этих правил и учитывался некий опыт (и потребности) познавательной (и практической) деятельности людей, а в реальной практике познавательной математической деятельности это уже не нужно [69]. В этом отношении математический мир консервативен.
Известно развернутое определение математической гипотезы, данное академиком С. И. Вавиловым, впервые в отечественной науке обратившимся к вопросам смысла математической гипотезы: «Положим, что из опыта известно, что изученное явление зависит от ряда переменных и постоянных величин (взятых из привычных «классических» представлений), связанных между собой приближенно некоторым уравнением. Довольно произвольно видоизменяя, обобщая это уравнение, можно получить другие соотношения между переменными. В этом и состоит математическая гипотеза, или экстраполяция. Она приводит к выражениям, совпадающим или расходящимся с опытом, и соответственно этому применяется дальше или отбрасывается» [30, с. 79]. Экстраполяция как прием введения и функционирования математической гипотезы сейчас общеизвестен. Это типичная и широкая операция, но обычно она применима при создании математических моделей в естественных науках.
Обращая внимание на природу математического знания, А. Пуанкаре выделял несколько аспектов, важных для понимания места гипотезы в математике [195]. Выделим наиболее существенные для нас положения:
«Какова природа умозаключения в математике? Действительно ли она дедуктивная, как думают обыкновенно? Более глубокий анализ показывает нам, что это не так, - что в известной мере ей свойственна природа индуктивного умозаключения и потому-то она столь плодотворна» [195, с. 8].
Математический метод экстраполяции ведет к гипотетическим высказываниям, особенно ярко при использовании в естествознании. От частного случая расширения области применения функции в математике до расширения идей (математических, метафизических) в физике. Например, использование понятия эфира.
? В аксиомах, в методах математики присутствуют знания, которые можно отнести к синтетическим априорным суждениям. Характерным для математики является обобщение теорем, т.е. использование метода движения от частного к общему. В качестве примера приводится метод доказательства путем рекуренции, при этом система высказываний рассматривается как «гипотетические силлогизмы». Доказательство теоремы для случая п = \, а потом для всех случаев п - это переход от конечного к бесконечному, что существенно [195, с. 12, 15-17].
В основаниях математики используются так называемые «скрытые аксиомы». Пуанкаре утверждал: «Число аксиом, скрытым образом введенных в классические доказательства, больше, чем это необходимо» [195, с. 38]. По-существу, скрытые аксиомы являются скрытыми гипотезами, такое понимание вполне правомерно в свете современной методологии науки. Возможны два варианта феномена неявности: а) скрытые гипотезы носят характер общепринятых положений, например, Пуанкаре к ним относит условие движения неизменяемой геометрической фигуры при некоторых приемах доказательства [195, с. 39], б) гипотетические условия, которые сначала явно не осознаются (выходят за пределы возможностей), но используются.
«Всякое обобщение есть гипотеза. Поэтому гипотезе принадлежит необходимая, никем никогда не оспаривавшаяся роль» [195, с. 97]. А. Пуанкаре выделял а) естественные гипотезы, б) безразличные, в том числе и метафорические гипотезы, в) обобщения. Он считал, что первые гипотезы создают фон математической физики, например, гипотеза о подчинении- малых движений линейным зависимостям [195, с. 98], предположение о непрерывности функции [195, с. 122]. К безразличным гипотезам, например, относится утверждение о непрерывности материи.
А. Пуанкаре занимал принципиальную позицию: «Для нас не так важно, существует ли эфир в действительности — пусть это решают метафизики; для нас важнее то обстоятельство, что все происходит так, как если бы он существовал, и что эта гипотеза удобна для истолкования явлений. А в конце концов, есть ли у нас другие основания для веры в существование самих материальных объектов? Вера в их существование - точно так же лишь удобная гипотеза. Только она никогда не перестанет существовать, тогда как гипотеза эфира, без сомнения, когда-нибудь будет отвергнута как бесполезная» [195, с. 131]. Он считал, что подобные гипотезы играют второстепенные роли.
