§2. Роль гіпотез у науці

Досить поширеним серед учених є твердження, що нау­кові знання вибудовуються ви­ключно завдяки збиранню фак­тів. На їх думку, в науці факти і досліди - найважливіше, а справжній учений повинен об­межитися тільки реєстрацією фактів, тобто простим описом фактів, подій, явищ.

Для того, щоб розпочати проведення того чи іншого експерименту, у нас повинні бути певне припущення, пев­на ідея або міркування відносно того, навіщо ми повинні провести саме цей, а не який-небудь інший експеримент. Якби ми почали проводити експерименти навмання, то це навряд чи привело б до якихсь прийнятних результатів. Саме цією обставиною, як справедливо зауважує ряд на­уковців, можна пояснити вельми незначні набутки, яких досягли впродовж тривалого часу алхіміки. Багато хто з них був дуже і дуже спостережливим і невтомним. Не­втомна праця алхіміків і їх прибічників (інколи до спра­ви алхімії долучались навіть королі) тривала декілька сторіч, але вони відкрили небагато. Нині ж правильне розуміння сутності хімічних явищ і правильний погляд на природу дають сучасним хімікам можливість відкрити протягом року більше корисних фактів, аніж алхімікам упродовж багатьох сторіч. Отже, не зі збирання фактів на­вмання створюється наука, а зі збирання, керованого пев­ним планом. Учений, що розпочинає будь-яке досліджен­ня, завжди повинен розпочинати його з певним планом.

Для того, щоб мати якийсь зрозумілий план, необхід­но почати з побудови гіпотези. Але що таке гіпотеза? Гіпо­тезою називається припущення, яке ми вважаємо істин­ним, і вводимо для того, щоб отримати з нього наслідки, узгоджувані зі спостережуваними дійсними фактами або з іншими перевіреними положеннями.

Коли ми вдаємося до використання гіпотези? Коли у нас є ряд фактів, які не пояснені саме тому, що в безпосе­редньому досвіді ще недостатньо даних. У такому разі нам доводиться доповнювати дані досвіду за допомогою того, що не дано прямо в досвіді. Це доповнення ми проводимо за допомогою припущення, або гіпотези.

Процес побудови гіпотези багато в чому схожий з роз­глянутим нами дедуктивним методом відкриття законів. Різниця між ними така. У процесі побудови гіпотези від­сутня перша частина дедуктивного методу, тобто відсут­ня індукція, за допомогою якої встановлюється закон, але гіпотетичний метод цілком тотожний дедуктивному в тому відношенні, що користується прийомом силогізації і перевірки. Закон же, з якого робиться висновок, замість того щоб бути доведеним, як це ми маємо в дедуктивно­му методі, просто визнається за істинне. Очевидно, що гі­потеза може вважатися істинною тільки в тому випадку, якщо вона приводить до істинних результатів.

У процесі побудови гіпотези можна виділити три ета­пи:

1. Ми робимо певне припущення.

2. З цього припущення ми виводимо наслідки: один або декілька.

3. Дивимося, чи відповідають ці наслідки дійсності або іншим доведеним положенням.

Розглянемо гіпотезу загального тяжіння, щоб дати уявлення про те, як гіпотеза може перевірятися своїми власними наслідками і реальними фактами. Як відомо, згідно з гіпотезою загального тяжіння, «всі тіла притя­гуються одне до одного з силою, залежною від їх маси і відстані між ними». Згідно з цією гіпотезою всі тіла пада­ють на землю і теж саме стосується всіх небесних світил, оскільки вони притягуються одне до одного. Подивимося ж, як було доведено цю гіпотезу.

Розглянемо перший наслідок цієї гіпотези: падіння тіл на землю. Мабуть, немає нічого простішого за те по­ложення, що взагалі всі тіла падають на землю, проте, наприклад, грекам це положення не здавалося правиль­ним, тому що вони мали численні нагоди спостерігати, що полум’я, дим, водяні пари піднімаються догори.

Щоб це було зрозумілим, звернемо увагу на таке. Якщо покласти на одну чашу ваг фунтову гирю, а на іншу чашу півфунтову, то остання піднімається догори. З того, що півфунтова гиря піднімається догори, не випливає, що вона не підлягає закону тяжіння. Якщо, далі, ми занури­мо в посудину з водою шматок заліза, то він, занурюючись у воду, змусить піднятися частину рідини догори. Якщо ми зануримо у воду корок, то він прагнутиме падати вниз, але, так само, як у згаданій чашці ваг, він буде піднятий догори. З цього не виходить, що корок не прагне вниз; він тільки виштовхується вгору іншим тілом, яке прагне вниз з більшою силою. З цих прикладів стає ясно, що полум’я, пара і таке інше так само піднімаються, будучи легшими за навколишнє повітря. Тому Аристотель не мав рації, припускаючи, що є тіла, які за своєю природою прагнуть вгору. Насправді й ці тіла прагнуть до землі. Таким чи­ном, якщо ми припустимо, що всі тіла притягують одне одного, то з цього припущення має витікати, що всі тіла повинні падати на землю. Дійсно, цей висновок з прийня­того припущення узгоджується з фактами: усі тіла праг­нуть падати на землю.

Розглянемо другий наслідок. Якщо всі тіла притя­гують одне одного, то всі тіла повинні притягуватися до Землі. Місяць є тіло, і він повинен притягуватися до Землі, тобто падати на Землю. Чому ж Місяць не падає на Землю, а продовжує обертатися навколо неї? Згідно з теорією Ньютона, Місяць дійсно прагне впасти на Землю, тому що якби цього не було, то він би, завдячуючи відцен­тровій силі, полетів би по траєкторії, дотичній до його ор­біти. Ньютон за допомогою обчислення показав, що якщо сила тяжіння така, якою він її визначив, то Місяць пови­нен здійснювати шлях навколо Землі саме той, який вона насправді здійснює. Ньютон також довів, що планети по­винні обертатися навколо Сонця так, як вони це насправді роблять.

Ми вивели два висновки з гіпотези загального тяжін­ня, які стосуються падіння тіл і руху тіл, і виявилось, що обидва ці наслідки відповідають дійсності, відповідають спостережуваним явищам. Отже, ця гіпотеза абсолют­но узгоджується з фактами, а оскільки вона пояснює ці останні, то вона й доводиться цими фактами.