Методы индуктивного и дедуктивного исследования

Методы индуктивного и дедуктивного исследования

В процессе наблюдения мы изучаем явления в том виде, в каком они нам даны в природе. При помощи наблюдения мы изучаем свойства такой болезни, как холера, так как мы не можем произвести её искусственно. В эксперименте же мы изменяем те обстоятельства, при которых совершаются изучаемые нами явления. В эксперименте мы изменяем по нашему произволу комбинации вещей и обстоятельства и затем наблюдаем результат. Так, химик, пользуясь электрическим током, разъединяет две составные части воды -- кислород и водород. Благодаря опыту мы можем произвести то видоизменение явлений, в котором мы нуждаемся для определения причинной связи их.

Легко видеть те преимущества, которые представляет эксперимент в сравнении с просто наблюдением.

Прежде всего эксперимент способствует умножению числа изучаемых явлений. Если мы изучаем какое-либо явление только при помощи наблюдения, то мы должны выжидать, когда в природе произойдёт интересующее нас явление, например снег, электрические явления и т. п. При помощи эксперимента мы можем, искусственно воспроизводя известное явление, повторять его и благодаря этому обращать внимание на те стороны явления, которые ускользают при простом наблюдении.

При помощи эксперимента мы можем изолировать изучаемое явление, отделить его от всего того, что для нашей цели неважно, и благодаря этому мы можем получить точный случай того явления, которое мы изучаем.

Кроме того, при помощи эксперимента мы можем также выделять предшествующие от последующих и благодаря этому определить причинную связь между ними, именно при помощи эксперимента мы можем выделить те обстоятельства, которые несущественны для возникновения изучаемого явления.

Для определения причинной связи существуют четыре способа, или метода, исследования, которые у Д. С. Милля носят следующие названия:

1) метод согласия,

2) метод разницы,

3) метод остатков и

4) метод сопутствующих изменений.

Благодаря этим методам мы можем определить, как связаны между собой предшествующие и последующие.

Рассмотрим сначала пример, для того чтобы вывести правило этого метода. Предположим, я вижу в кухне, что если в печку положить уголья и они разгораются, то вода, которая находится в котле, начинает кипеть и образуется пар. Положим, после этого я иду в поле и вижу, что вода в котле, под которым развели костёр, тоже кипит и тоже образуется пар. Наконец, я иду в лабораторию химика и вижу, что вода в сосуде, под которым находится спиртовая лампочка, кипит и тоже образуется пар. Я ставлю вопрос: какова причина образования пара? Чтобы ответить на этот вопрос, я умственно выделяю предшествующие события от последующих и в числе первых ищу причину данного явления. Я мог бы подумать, что причиной парообразования является наличность угля в печке, но этому противоречит то обстоятельство, что во втором и в третьем из наблюдённых мной случаев парообразования не было угля. Следовательно, уголь не может быть причиной парообразования, если оно могло происходить и без него. В таком случае, может быть, причиной парообразования является присутствие дров; но и это предположение неверно, потому что дров не было в первом и третьем случаях. Нельзя также сказать, что причиной парообразования является спирт, потому что его не было в первом и втором случаях. Чтобы ответить на интересующий нас вопрос, мы должны искать в числе предшествующих такой элемент, который являлся бы общим для всех случаев; это и будет настоящей искомой причиной парообразования. Таким общим является огонь, который находится в числе всех наблюдённых мной случаев и который поэтому мы должны считать причиной парообразования. Это есть определение причинности по методу согласия.

Таким образом, когда мы определяем причинную связь по методу, называемому методом согласия, или сходства, то мы сравниваем между собой различные случаи, в которых изучаемое явление имеет место, выделяя в них части предшествующие и последующие.

Обозначим предшествующие буквами АВСДЕ, а последующие буквами а Ь с d е, и пусть а будет тем действием, причину которого нам нужно определить. Предположим, что мы исследовали А в соединении с В и С и что действий их было а в с; далее предположим, что мы исследовали А в соединении с D и Е, но без В и С, и что действие их было а d е. Тогда ни В, ни С, ни D, ни Е не могут быть причинами а, тогда как в первом случае а возникает без D и Е, а во втором случае без В и С. Поэтому причиной а может быть только A.

Способ определения причинности по первому методу может быть формулирован следующим образом: «если двум или большему числу случаев исследуемого явления природы обще лишь одно обстоятельство, .то, именно, то обстоятельство, в котором все случаи согласуются, есть причина данного явления».

Эот метод можно символизировать при помощи следующей схемы:

Случай 1 Случай 2

Предшествующие………………A B C A D E

Последующие……………………a b c a d e

Метод разницы. По второму методу исследование причинной связи явлений производится следующим образом. Положим, нам даётся ряд предшествующих А В С и ряд последующих а Ь с. Требуется определить, что является причиной а. Для этого мы в ряду предшествующих отбрасываем один член, например Л, тогда в ряду последующих отпадает член а. Если удаление Л влечёт за собой удаление а, то это является знаком того, что Л есть причина а. Таким образом, по этому методу мы сравниваем случай, в котором исследуемое явление имеется налицо, со случаем, в котором исследуемое явление не имеется налицо. Этот метод называется методом разницы, и правило его формулируется следующим образом:

«Если случай, в котором известное явление природы наступает, и случай, в котором оно не наступает, имеют общими аса обстоятельства, за исключением лишь одного, и это одно обстоятельство встречается только в первом случае, то обстоятельство, в котором оба случая разнятся между собою, есть причина или необходимая часть причины изучаемого явления природы».

Например, мы знаем, что лёгкие тела: перья, пух, вата, падают не с той скоростью, с какой падают другие тела. Мы можем поставить вопрос, какова причина неодинаковой скорости падения. Для разрешения этого вопроса мы в ряду обстоятельств, при которых совершается падение тел, устраняем воздух, именно мы, производим падение тел в стеклянном сосуде, из которого предварительно выкачали воздух. Тогда мы видим, что и указанные тела падают с той же скоростью, с какой падают и другие тела. Если устранение воздуха повлекло за собой устранение неравенства скорости падения, то это значит, что воздух, точнее сопротивление воздуха, есть причина неравенства скорости падения.

Схема метода разницы будет следующая:

Случай 1 Случай 2

Предшествующие …………………….A B C D B C D

Последующие………………………….a b c d b c d

Соединение метода сходства с методом разницы называется соединённым методом. Его можно пояснить при помощи следующего примера. Я заметил, что какое-нибудь растение находится постоянно в изобилии на какой-нибудь почве, но в то же время я нахожу, что оно не растёт ни на какой другой почве. Отсюда я делаю заключение, что причиной произрастания данного растения является именно почва (т. е. какие-нибудь химические составные части этой почвы).

Метод остатков. Сущность этого метода сводится к следующему. Нам дан ряд явлений ABC, которые мы считаем предшествующими, и затем дан ряд явлений а b с, которые мы считаем последующими. Пусть из предыдущего опыта нам известно, что А есть причина а, и В есть причина b; тогда, вычтя эти известные нам причины, мы получим, что С есть причина с. При помощи этого метода была открыта новая планета Нептун. Оказалось, что наблюдаемые движения Урана не находились в согласии с движениями, найденными посредством вычисления. Движение Урана то замедлялось, то ускорялось. Надо было определить причину нарушения движения Урана. Было известно, какое количество нарушения в движении Урана было обязано влиянию известных в то время небесных светил. Когда произвели вычитание этого известного уже воздействия, то в остатке получалось нарушение, причину которого нужно было найти. Нужно было предположить существование ещё какой-то неизвестной планеты, принимающей участие в определении пути Урана. Такой планетой оказался Нептун.

Правило метода остатков следующее:

«Вычти из данного явления природы ту часть его, которая, благодаря прежним индукциям, известна как действие определённых предшествующих, Я остающаяся часть (остаток) явления природы будет действием остальных предшествующих».

Метод сопутствующих изменений. Но бывают случаи, когда ни один из методов, приведённых выше, не оказывается пригодным для исследования причинной связи явлений. Это бывает именно тогда, когда известной явление по самой своей природе не может быть отделено или изолировано от другого явления. Например, «состояние теплоты» и «объём тел» не могут быть отделены друг от друга: теплоту нельзя выделить из тела так, чтобы она существовала отдельно от тел. Поэтому если нам нужно, например, изучить причинную связь между теплотой и объёмом тел, то на первый взгляд кажется, что изучение этой связи невозможно. Но в действительности, если мы не можем изолировать или исключить такое явление, то мы можем произвести какое-либо изменение в нём и затем видеть, вызывает ли это изменение какое-либо изменение в том явлении, которое с ним связано. Например, мы можем теплоту увеличивать или уменьшать и в то же время видеть, что происходит с объёмом. Если с увеличением теплоты увеличивается объём тела и с уменьшением теплоты уменьшается объём его, то мы заключаем, что теплота есть причина увеличения объёма.

«Если некоторое изменение предшествующего Л всегда сопровождается переменою в последующем а, а другие последующие бис остаются теми же, или, наоборот, если каждой перемене q предшествовало видоизменение в А, которое не было замечаемо в других предшествующих, то мы можем заключать, что а вполне или отчасти есть действие А или же, по крайней мере, соединено с ним некоторой связью причины с действием».

Для иллюстрации применения этого метода рассмотрим вопрос, какое влияние оказывает Луна на поверхность Земли. Мы не можем произвести опыт при отсутствии Луны, т. е. мы не можем устранить Луну, мы не можем наблюдать, какие явления уничтожаются на Земле вместе с уничтожением Луны, или какие явления возникают в то время, когда появляется Луна. Но мы можем наблюдать, какие возникают явления на Земле в то время, когда Луна изменяет своё положение по отношению к Земле. Именно мы находим, что все изменения в положении Луны сопровождаются соответственными изменениями в высоте воды в океане, причём местом изменения всегда бывает часть Земли или самая близкая к Луне, или самая далёкая от неё; отсюда мы убеждаемся, что Луна вполне или отчасти есть причина приливов и отливов.

Метод сопутствующих изменений применяется в определении причинности в явлениях общественной жизни. Когда мы, например, находим, что количество преступлений уменьшается вместе с распространением народного образования, то мы предполагаем, что эти явления находятся в причинной связи друг с другом.

Для открытия законов природы необходимо пользоваться индуктивными методами исследования, как это мы видели в предыдущей главе. Но открытию законов способствует не только индукция, а равным образом и дедукция.

Дедуктивный метод исследования может употребляться в науках в двух случаях. Во-первых, он употребляется как средство объяснения закона, уже открытого индуктивно, именно когда найденный закон можно свести к одному или нескольким законам более общего характера, которые поэтому можно назвать высшими законами. Во-вторых, дедуктивный метод употребляется как средство открытия законов, которые невозможно открыть индуктивно, но которые возможно дедуктивно вывести из законов, уже известных.

Дедуктивное объяснение законов. Рассмотрим предварительно роль дедукции в объяснении законов.

Но что значит в этом случае термин объяснение, что значит объяснить закон? В этом случае понятие объяснения употребляется в том же самом смысле, в каком оно употребляется, когда дело идёт об объяснении факта. Мы считаем известный факт объяснённым в том случае, если его можно вывести из какого-нибудь общего закона. Например, человек умер вследствие введения какого-то вещества в желудок. Мы спрашиваем, почему произошла смерть; как объясняется данный факт (т. е. смерть человека)? Данный факт будет объяснён, если, констатируя, что вещество, введённое в желудок, имеет все признаки мышьяка, мы можем вывести этот факт из общего положения «мышьяк есть яд». Процесс дедукции, применяемый нами в данном случае, вполне очевиден.

Подобно тому как факты могут быть объясняемы дедуктивно, так могут быть объясняемы и законы. Мы отмечаем следующее различие между законами. Поскольку закон, найденный индуктивно, не может посредством дедукции выводиться из какого-либо другого более общего или высшего закона, он называется эмпирическим законом. (Это, как мы видели, есть индукция через простое перечисление.) Например, из многочисленных наблюдений над влиянием хинина на организм был сделан индуктивный вывод, что «хинин излечивает лихорадку»; это есть индуктивный закон, но в то же время это есть эмпирический закон, потому что не объясняется, почему хинин излечивает лихорадку. Если мы дадим ответ на последний вопрос, то мы объясним эмпирический закон; тогда эмпирический закон перестанет быть эмпирическим и сделается производным. Объяснение эмпирического закона состоит в сведении его на более общий закон. Таких объяснений эмпирических законов в науках о природе Милль различает три вида.

Первый вид. Мы иногда открываем законы какого-нибудь явления при помощи индукции и затем приходим к убеждению, что этот закон выводится из других законов. Так, например, Кеплер открыл закон, что «планеты движутся по эллипсу», но объяснить, отчего это так, он не был в состоянии. Ньютон показал, что этот закон может быть объяснён двумя более общими законами, именно законом центробежной силы, стремящейся двигать планету по касательной к её орбите, и законом тяготения, которое стремится бросить планету на Солнце. Легко видеть, что оба эти закона имеют более общий характер, чем закон движения планет.

Второй вид. Мы часто открываем причинную связь между явлениями А и D; нам кажется, что А и D связаны друг с другом непосредственно. Между тем впоследствии мы убеждаемся в том, что между указанными двумя членами есть промежуточный член или несколько таковых. Например, между А и С, на которые мы смотрели как на причину и действие, есть промежуточный член В, так что отношение между А и С оказывается не одним законом причинности, а цепью таких законов, в которой А есть причина В и только В есть причина С. Например, прикосновение сахара к языку вызывает ощущение сладкого вкуса. Поэтому можно сказать, что сахар есть причина ощущения сладкого вкуса. Но между прикосновением сахара к языку и

Рис. 1.

Что движение планеты, например Луны, находится под влиянием двух сил, можно пояснить при помощи чертежа 1, «где Е представляет Землю, а МВА -- орбиту Луны. Предположим, что Луна находится в М. Если бы притяжение Земли перестало действовать на неё, то Луна продолжала бы двигаться по той же прямой линии, по которой она двигалась в тот самый момент, как притяжение перестало действовать на неё, и она пошла бы по направлению к N л в течение секунды дошла бы, положим, до М. Но мы находим, что вследствие притяжения Земли Луна на самом деле находится в B, и это показывает, что притяжение Земли притянуло Луну от M до В».

Возникновением сладкого вкуса есть целый ряд звеньев. Сахар поглощается слизистой оболочкой языка и приходит в соприкосновение с волокнами вкусовых нервов; из этого возникает химический процесс в нерве, который, распространяясь по нерву в форме молекулярного движения, доходит до головного мозга, результатом возбуждения которого является то состояние, которое называется ощущением сладкого вкуса. Таким образом, между прикосновением сахара к языку и ощущением сладкого вкуса происходит целый ряд процессов. Общие положения, которые служат для выражения этих промежуточных процессов, и служат для объяснения закона причинной связи между Л и С.

Может казаться, что этот второй вид объяснения не содержит в себе никакой дедукции, никакого подведения под другой, более общий закон. На самом же деле такое подведение действительно существует, потому что законы промежуточных процессов оказываются более общими, чем первоначальное положение. В самом деле, если мы говорим, что сахар поглощается слизистой оболочкой языка, то потому, что мы здесь предполагаем общее положение, что слизистые оболочки вообще обладают способностью поглощать различные вещества. Далее, гели мы говорим, что во вкусовом нерве происходит химический процесс, который распространяется по нерву в форме молекулярного движения, то мы этот процесс рассматриваем как частный случай молекулярного движения в случае возникновения химического процесса. Наконец, когда мы говорим, что возбуждение мозга вызывает ощущение сладкого вкуса, то это есть частный случай более общего процесса, когда возбуждение мозга вызывает те или иные психические процессы.

Таким образом, объяснение в этом случае заключается в том, что между двумя данными членами причинной связи вставляются промежуточные процессы, которые могут быть объяснены законами более общего характера.

Третий вид. Наконец, третий вид объяснения законов состоит в соединении нескольких законов в один закон, объединяющий их. Этот вид объяснения представляет простой процесс обобщения. Например, мы называем известный процесс горением. Но если мы между горением и покрытием железа ржавчиной усматриваем нечто общее, именно: что горение и покрытие ржавчиной представляют собой процессы соединения с кислородом, то мы подводим их под высшее понятие, их объединяющее, именно «окисление». Это более общее понятие и служит объяснением для менее общих понятий.

Значение объяснения законов. Таким образом, рассмотрев три вида объяснения законов, мы видим, что объяснение какого-нибудь закона заключается в сведении его к законам более общим. Это объяснение законов, или превращение эмпирических законов в производные, имеет громадное научное значение.

Наука делает каждый раз шаг вперёд, когда эмпирический закон делается производным посредством Дедукций, потому что объяснение эмпирического закона точно определяет сферу приложения его. Эмпирические законы не должны быть прилагаемы за пределами времени, места и вообще обстоятельств, при которых они найдены, т. е. если мы нашли какой-нибудь закон при тех или иных обстоятельствах времени и места, то мы не имеем права утверждать, что он будет действителен и при других обстоятельствах времени и места, потому что мы вообще не знаем, в каких пределах он может быть приложим. Если же эмпирический закон сделается производным, то он тогда точно указывает, в каких пределах он может быть приложим. Чтобы показать, как важно превращение эмпирических законов в производные, возьмём пример.

Эмпирическим путём было найдено, что вода в насосе не может подняться выше 33 футов. Это был факт, но факт необъяснённый. Вследствие этого нельзя было сказать, так ли это происходит на других планетах, так ли это происходит на высоких горах и т. п. Но вот закон из эмпирического сделался производным, потому что было найдено, что поднятие воды в насосе обусловливается давлением атмосферы. Эмпирический закон был объяснён. Как только это произошло, тотчас можно было определить точные границы приложимости этого эмпирического закона. Мы теперь знаем, где этот закон не будет иметь применения. Мы знаем, что на вершинах высоких гор высота поднятия воды в насосе должна быть ниже 33 футов, что другие жидкости, как, например, ртуть, серная кислота и т. п., не поднимутся до этой высоты. Ни одно из этих ограничений не могло бы быть получено эмпирическим путём. Превращение эмпирического закона в производный дало тотчас же все эти ограничения.

Дедуктивное открытие законов. Дедуктивное открытие законов бывает тогда, когда действие одной причины смешивается с действием другой (например, на какое-либо тело действуют две силы под углом; требуется определить путь, который совершит данное тело). В этом случае необходимо бывает определить, какое может получаться действие от комбинации данных причин.

В применении этого метода можно отличать три момента.

Первый момент -- это нахождение простейших законов отдельных причин при помощи индукции. Именно при помощи индукции определяются законы отдельных причин, которые, входя в соединение друг с другом, производят известное действие.

Второй момент составляет силлогизация, т. е. выведение из уже известных законов отдельных причин того сочетания их действий, какое нужно для того, чтобы создать исследуемое сложное явление. Дедукция в собственном смысле состоит в определении по законам отдельных причин, каково будет действие, производимое сочетанием этих причин.

Третью часть составляет проверка вычисления, или вывода, посредством сравнения результатов вычисления с наблюдением над изучаемым сложным явлением. Это есть сопоставление действия предсказанного и действия данного.

Для того чтобы пояснить применение дедуктивного метода для открытия законов природы, возьмём в пример задачу: определить, какой путь совершит ядро при полёте его из дула пушки.

При помощи индуктивных исследований мы знаем упругость газов, развивающихся в дуле пушки; индуктивным же путём мы знаем, как велико сопротивление воздуха и, равным образом, какое влияние оказывает земное притяжение.

Имея эти данные, мы пользуемся уже дедуктивным методом для решения нашей задачи. При помощи силлогизации мы определяем, как должно быть велико сопротивление для данного случая (для этого нам необходимо общее положение и данный частный случай). Путём силлогизации мы определяем, какова была бы линия полёта, если бы действовала только одна упругость газов. Приняв в соображение эти и другие данные, мы определяем линию полёта.

Затем нам необходимо ещё произвести проверку. Для этого мы выпускаем ядро из орудия и таким путём проверяем, было ли правильно наше умозаключение.

Таким образом,, при помощи силлогизации мы в состоянии определить, какое действие будет следовать за данным сочетанием причин.

Из изложенного ясно, что дедукция имеет очень важное значение для раскрытия законов природы. Поэтому не следует думать, как это делают некоторые, что только индукция служит для открытия законов природы.

Из изложенного в этой главе легко видеть, что именно соединение дедукции с индукцией даёт возможность открыть законы сложных явлений. «Дедуктивному методу, характеризованному указанным способом, с его тремя составными частями: индукцией, рассуждением и проверкой,--говорит Милль, -- человеческий ум обязан своими наиболее блестящими победами в исследовании природы. Мы обязаны ему всеми теориями, подводящими обширные и сложные явления под несколько простых законов, которые никогда не могли бы быть открыты прямо».