Проверка той или иной гипотезы нередко принимает форму заранее спланированного лабораторного эксперимента. Такие эксперименты служат обычным способом проверки гипотез в физике, химии и по большей части в биологии, однако они не являются обязательными, а в некоторых областях науки, например в геологии, лабораторная проверка невозможна. При проверке гипотез в области эволюции и популяционной генетики лабораторный эксперимент нередко заменяется наблюдениями в природе. Другими способами проверки служат эксперименты на опытных делянках, изменения естественной среды, создание реальных физических моделей, имитирующих естественную ситуацию, создание математических моделей с помощью ЭВМ. Еще один очень важный способ проверки правильности гипотез состоит в сравнении равноценных или почти равноценных ситуаций: структуры, органы или процессы сравниваются в разных ситуациях, у разных органов и у организмов, взятых в разных местах, если есть основания предполагать, что они подвергались действию сходных факторов, например одинаковых давлений отбора. Обнаруживаемые при этом сходства и различия позволяют получить представление о том, как протекают некие общие процессы. Этот «сравнительный метод» играет очень важную роль в эволюционных исследованиях.
Как именно проводится проверка правильности данной гипотезы, не имеет решающего значения. Самое главное, чтобы объяснение, данное изучаемой проблеме, поддавалось проверке через предсказания, соответствующие выдвинутой гипотезе. Эти предсказания представляют собой обычно общие выводы, логически вытекающие из предложенной гипотезы, а любая гипотеза должна быть сформулирована таким образом, чтобы из нее следовали предсказания или общие положения, поддающиеся проверке. Например, одно время было принято объяснять многие исключительные свойства живых организмов существованием некоего «жизненного порыва» или «жизненной силы». Поскольку эта жизненная сила считалась нематериальной, никакого способа проверить предположение о ее существовании не было. Поэтому постулирование «жизненного порыва» было псевдообъяснением, которое в конце концов отвергли и заменили вполне материалистическими взглядами.
Если предсказания, выведенные из данной гипотезы, оправдываются, такой результат принимается за временное доказательство справедливости этой гипотезы. Ответ на поставленный вопрос получен, и исследователь может перейти к изучению в таком же порядке какого-либо нового вопроса.
Описанная здесь картина соответствует классическим представлениям о применении научного метода. При этом предполагается, что: 1) ученый совершенно беспристрастен; 2) для каждого случая известны все относящиеся к нему данные; 3) эксперименты или наблюдения, предназначенные для проверки гипотезы, всегда дают однозначные результаты. На самом деле все эти допущения почти никогда не реализуются. В действительности гипотезы строятся людьми более или менее пристрастными, основываются обычно на неполном знании природы, а приводимые в качестве доказательств их справедливости наблюдения и эксперименты нельзя считать дающими однозначный ответ на поставленные вопросы. Такие условия приводят к тому, что ученому-автору приходится защищать свою гипотезу с помощью приведенных выше «ненаучных» способов. Ученый, особенно если он пользуется широкой известностью, для защиты своей гипотезы может призвать на помощь свой авторитет. Хороший пример этого можно найти в ранней истории генетики. Опубликовав свою работу по генетике гороха, Мендель послал один экземпляр статьи немецкому ботанику Карлу Негели, который в то время считался крупнейшим авторитетом в вопросах наследственности. Он был профессором ботаники в весьма уважаемом Берлинском университете. Негели отнесся к работе Менделя скептически, не оценив всей простоты и изящества его экспериментов. В своем письме Менделю он указал, что поверит в его открытие лишь в том случае, если Мендель сумеет повторить свои эксперименты на ястребинке, на которой Негели работал в то время, и получит аналогичные результаты. Мендель попытался сделать это, но результаты ©казались отрицательными. Ни Негели, ни Мендель не знали, что у ястребинки семена образуются бесполым путем. Таким образом, Негели, воспользовавшись своим авторитетом, поставил Менделя в условия, в которых его идеи оказались совершенно дискредитированы и не могли быть приняты. Хотя то, что Негели настаивал на необходимости проверки теорий Менделя, было совершенно закономерным, справедливость его требования о проведении Менделем экспериментов именно на ястребинке весьма сомнительна.
Еще одна проблема состоит в том, что теории, предложенные для решения одного вопроса, не независимы от теорий, предложенных для решения различных других вопросов; напротив, все 8ти теории составляют отдельные части общего представления об окружающем нас мире. Поэтому теории на самом деле объединяются в некие совокупности и обычно, рассматривая какую-либо новую проблему, исследователь старается предложить объяснение, согласующееся с другими принятыми теориями. Иными словами, выдвигаемая теория обычно представляет собой «субтеорию», вписывающуюся в рамки одной из уже принятых теорий, а не что-то совершенно новое. Так, например, в настоящее время любая неэволюционная теория, предложенная для объяснения строения какого-либо организма, была бы сочтена неприемлемой, даже если бы она соответствовала фактам и выдерживала проверку. Только тогда, когда все здание из субтеорий, составляющих основную теорию, становится слишком громоздким и сложным, сомнению подвергается сама основная теория. При этом в научном мире обычно возникает раскол. Как правило, многие ученые старшего поколения отказываются принимать новые общие гипотезы, тогда как другие, в особенности молодые ученые, восторженно одобряют новые концепции. Это различие во взглядах приводит к бурным дискуссиям. Одно из таких столкновений в XVI в. было вызвано переходом от системы Птолемея к системе Коперника. Другим примером служит переход от ньютоновской к релятивистской космологии, происшедший в начале XX в. Примером из области биологии служит переход в 1860-х гг. от креационистских к эволюционным взглядам на мир. В наши дни крупное изменение произошло в геологии: на смену прежнему представлению о том, что расположение континентов друг относительно друга было всегда одинаковым, пришла теория «дрейфа континентов».
В идеальном случае научный метод представляет собойчрезвычайно эффективную процедуру для получения информации относительно окружающей нас природы. Однако он вовсе не обязательно свободен от ошибок и даже может быть использован для обоснования ошибочных представлений о природе. Большинство ученых стараются использовать научный метод в его наиболее строгой или идеальной форме, но многие, а может быть и все, в той или иной степени обречены на неудачу по причинам, изложенным выше. В более глубоком смысле эти неудачи обусловлены тем, что ученые живут в определенной культурной среде и не могут полностью выйти за рамки системы взглядов, принятых в том обществе, к которому они принадлежат. Их мышление и их подход к своей работе формируются под влиянием этой системы взглядов н ценностей.
Составные части, которые должна содержать любая гипотеза
Ученый не только открывает, но и создает, а поэтому воображение ему так же необходимо, как призвание и упорная работа. Вместе с тем научная работа сопряжена с большими ограничениями, чем искусство, и гипотезы или модели должны удовлетворять определенным правилам.
Прежде всего гипотеза должна быть сформулирована таким образом, чтобы из нее можно было вывести поддающиеся проверке заключения, что позволило бы решать, объясняет ли данная гипотеза факты или нет. Ученые и философы вели ожесточенные споры о том, каково должно быть происхождение концепции или гипотезы. Некоторые философы, так называемые эмпирики, считают, что все концепции или гипотезы в науке должны возникать на основе проведенных ранее исследований конкретных объектов или событий и их взаимоотношений. Однако такой крайний эмпиризм не мог бы объяснить возникновение многих концепций, например концепций гена или естественного отбора, поскольку ни Мендель, ни Дарвин с этими понятиями никогда не встречались. В настоящее время философы и логики соглашаются с тем, что гипотеза может иметь любой из целого ряда альтернативных источников: интуиция, метод проб и ошибок, прошлый опыт, случай или воображение. Главное, чтобы она была плодотворной могла быть подтверждена. Часто сама гипотеза не может быть проверена, но поддаются проверке вытекающие из нее следствия. Следует всегда помнить, что гипотеза, которую нельзя проверить, не имеет домысла.
Другой важный аспект гипотезы — ее логическая форма. Гипотеза состоит в основном из утверждений трех типов. Во-первых, долю ряда утверждений, указывающих, в чем состоит явление, которому предстоит дать объяснение. Такие утверждения называют Предпосылками данной гипотезы. Например, для классических экспериментов Менделя предпосылками могут быть утверждения о существовании сортов гороха с высоким и низким стеблем, с гладкими и морщинистыми семенами, белыми и краевыми цветками и т.п., которые размножаются в чистоте; возможность скрещивания между любыми двумя сортами без снижения плодовитости; принадлежность всех сортов к одному и тому же виду. Предпосылки — это описание некоторых фактов, которые реализуются до подлежащего объяснению явления или одновременно с ним. Предпосылки — это формализованная «проблема», стоящая перед ученым. Во-вторых, это ряд формализованных утверждений, имеющих всеобщую или универсальную значимость, т. е. законы природы, приложимые к данному явлению. В рассматриваемом примере это законы Менделя. Предпосылки в совокупности с соответствующим общим законом объясняют явление, о котором идет речь, и в результате ведут к утверждению третьего типа, или предсказанию, которое Может быть проверено путем наблюдения или эксперимента. Из утверждений этих трех типов только вторые, т. е. формулировка общих положений, рассматриваются как собственно гипотеза. Но CJJB3 предпосылок и без поддающихся проверке предсказаний гипотеза превращается в догматическое утверждение, от которого мало пользы.