+ All Categories
Home > Documents > Essentials of Material Logic - University of Calicut

Essentials of Material Logic - University of Calicut

Date post: 10-Feb-2022
Category:
Upload: others
View: 2 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
43
Essentials ES s of Material SSEN CALICU Logic NTIAL B UNI SCH UT UNIVER LS OF CO BA PH IV (201 IVERS HOOL OF RSITY PO, M OF MA RE COU For HILOS SEMES 11 Admi ITY O DISTANCE MALAPPUR ATER URSE SOPH STER ssion) F CAL E EDUCAAM, KERAL School of D RIAL HY LICUT TION LA, INDIA Distance Educ P L LOG 673 635 cation Page 1 GIC
Transcript

Essentials

   

ES

 

 

s of Material 

 

SSEN

   

 CALICU

Logic 

   

NTIAL

B

   

UNISCH

UT   UNIVER 

LS OF

CO

BA PH

IV

(201

IVERSHOOL OF RSITY  PO, M

OF MA

RE COU

For

HILOS

SEMES

11 Admi

ITY ODISTANCEMALAPPUR

ATER

URSE 

SOPH

STER

ssion)

 

F CALE  EDUCATAM,  KERAL

School of D

RIAL

HY

LICUT TION LA,  INDIA ‐

Distance Educ

P

L LOG

‐  673 635

cation  

Page 1 

GIC

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 2 

UNIVERSITY OF CALICUT  

SCHOOL OF DISTANCE EDUCATION   

STUDY MATERIAL 

Core Course     

B A Philosophy 

IV Semester  

ESSSENTIALS OF MATERIAL LOGIC

Prepared by 

Module I & II 

  

Dr. V. Prabhakaran, Principal, EKNM Govt. College, Elerithattu, Kasargod. 

Module III , IV & V  Dr. Babu M.N, Assistant Professor, Department of Philosophy, SSUS, Kalady. 

Scrutinised by:  Dr. V. Prabhakaran, (Co-ordinator), Principal, EKNM Govt. College, Elerithattu, Kasargod. 

 

Layout:   Computer Section, SDE 

© Reserved

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 3 

CONTENTS PAGES

UNIT ­ I  - INTRODUCTION   5

UNIT ­ II  - KINDS OF INDUCTION  9

UNIT ­ III  - OBSERVATION AND EXPERIMENT   15

UNIT ­ IV  - CAUSAL CONNECTION   24

UNIT ­ V  - HYPOTHESIS  36

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 4 

 

             

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 5 

 

UNIT I  

INTRODUCTION 

What is Induction? 

  The  systematic  nature  of  reality  is  the  basis  of  all  inference.  It  is  by  virtue  of  the interconnectedness of things that we pass in knowledge  from one element to another. It is the  whole  system  of  reality  that  is  the  ground  of  inference.  The  principle  of  deductive inference  is  the  application  of  a  universal  or  or  system  to  any  member  thereof.  This presupposes  a  process  by  which  the  universal  or  system  is  established.  The  process  by which universal is arrived at is called induction.  

   The  main  business  of  any  science  is  to  establish  general  principles  or  law  –like statements . The general principles of science are arrived at on the basis of particular facts.  The process of arriving at general principles is called generalization or induction. Induction is  the method by which universals  are  discovered.   Universal    or  general  statements  are derived from particular facts.  Induction is the process of discovering and proving general propositions.  Induction is the process of  inferring a universal proposition from particular facts. Induction is a mental process of reasoning by which a universal law is discovered and proved from the study of particular facts observed around us. Inductive logic is the logic of scientific discovery. 

  The  universal  is  the  soul  of  deductive  reasoning.  Deduction  cannot  guarantee  the material truth , the only aim of deduction is formal truth. Deduction leave us with universal propositions  which  it  cannot  prove.  To  arrive  at  universals  is  induction.    Induction examines only a few observed  particular facts and arrives at a universal proposition out of the particular facts. For example, from the particular facts of heating metals like iron, silver, gold etc   and observing expansion of metals upon heating, the universal proposition that‘ all metals expands when heated ‘  is derived.  

The problem of Induction 

  The  problem  of  induction  is:  ‘How  are  the  premises  of  deductive  reasoning established?    ‘Since  induction provides  the material  truth of  inference,  it  has been  called material  logic.  The    aim of  science  is  to  explain  individual  facts  that  are  experienced. To explain a fact is to relate it to the law by which it is governed. It is the laws or systems that make the individual facts intelligible. The purpose of science is to discover these laws.  This is  done  by  discovering  the  wider  law  of  which  it  is  an  aspect.  Science  generalizes  from particular  facts which  are  experienced.  The process  of  generalization  is  called  induction. Thus  inductive  logic may be   described as the  logic of  the scientific method. Whatever be the  science,  there  is  a  common    method  of  generalization.  It  is  this  method  that  is  the 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 6 

subject of study  in inductive logic.  Induction is the process by which facts are induced to disclose  the  universal  that  connects  them  while  deduction  is  the  process  of  reasoning which deduces from the system or universal the  character of a member of the system or a fact coming under the universal.  

           Induction jumps from a few known instances to all instances. This jump from  some observed cases to all cases is known as inductive leap or hazard.  What is the justification for a  jump from a few known instances to all instances ? This is the problem of Induction.  The  task of  Induction  is  to  justify  the  jump  from  ‘some’  to  ‘all’  and    to show how we can infer  a  universal  proposition  from  a  few  particulars  observed  by  us.    The  problem  of Induction is how a general proposition can be arrived at from a few particular facts.   The function  of  Induction  is  to  discover  universal  propositions  and  to  verify  and  prove  the material  truth  of  universal  propositions.  The material  truth  of  universal  propositions  as premises of deductive arguments is provided by Induction. Deduction assumes the material truth  of  universal  propositions.  Induction  prove  and  guarantee  the  material  truth  of universal propositions. 

Induction and Deduction 

  In deduction we draw a conclusion consistent with the given premises. The aim of deduction is the formal validity, while Induction aims at the material truth .Since Deduction guarentees only the consistency of the conclusion with the given premises(formal validity), Deductive logic has been called the logic of consistency. The form or structure of inference is the sole concern of Deduction, hence called Formal Logic. Induction aims at the material truth of  the arguments.    It enquires whether the universal agrees with the actual  facts or not.  In Induction we are concerned with the matter expressed in the arguments, whether the matter agrees with the actual facts of the universe or not. Induction is therefore called Material Logic.  

  Induction  is  the  process  by which  facts  are  induced  to  disclose  the  universal  that connects  them,  deduction  is  the  logical  process  of  deducing  from  the  universal  the character of a member of the universal. Bacon describes induction as an ascending process and deduction as a descending process. In induction we mount up  from  the particulars to the universal whereas in deduction we get down from the universal to the particulars.   

  In Deduction  the  conclusion  is  either  particular  or  less  general  than  the premises out  of  which  it  is  derived.  In  Induction,  the  conclusion  is  is  always  greater  than  the premises.  

  In spite of the differences  between Induction and Deduction, they are not two kinds of reasoning which are quite distinct,  independent and even opposed to each other. They are two aspects of  one and the same process of reasoning.  The relation between Induction and Deduction consists in showing the way in which a system or whole is constituted. Both show  how facts are necessarily connected together by a universal law. Without deduction, the  conclusion  of  an  inductive  reasoning  will  not  be  universal  and  necessary;  without induction  , deductive reasoning will not   have content   wherewith  to proceed. Deduction 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 7 

without  induction  is  empty;  induction  without  deduction  is  blind.  The  only  distinction between the two is as regards the starting point and mode of procedure. Deduction starts with a universal and proceeds  to see  if  it  is  realized  in a particular case.  Induction starts with the particular cases and constructs the system of which they are members.  Deduction and Induction are interdependent on each other. Deduction provides the formal validity or formal  truth,  while  Induction  provides  the  material  truth.  Induction  and  Deduction  are necessary for scientific enquiry.Both are complementary.  

Postulates of Induction 

  The problem of  induction is to arrive at universal propositions on the basis of our experience of particular facts.   We need a method by which universal propositions can be established.  The method by which universal propositions are discovered is induction. The question arises: by what right do we generalize? If there were no universals , if facts were not bound to one another by principles of connection, no amount of rearch for universals would  be  of  no  use.    Hence  induction  has  to  assume  that  there  are  universals.  To understand a thing is to apprehend it in its place tin a system. It is the system that makes the  thing  intelligible.  Induction postulates  that  the world  is  an organic unity. That  it  is  a cosmos  and not a chaos , a  universe and not a multiverse. This principle or postulate of the systematic  nature  of  the  universe  has  been  expressed  in  several ways,  of which  two  are important. They are, (1) the law of Universal Causation  (2)  the principle of the  Uniformity of  Nature.  

  Induction is based on two fundamental principles, the law of causation and the law of  uniformity  of  nature which  are  called  the  postulates  of  Inductioin.  The  answer  to  the problem of Induction lies in the two fundamental principles, the Law of Causation and the Law  of  Uniformity  of  Nature.  The  law  of  causation  states  that  every  event  has  a  cause. Whatever exists has a cause. There is no causeless event.                       The law of Uniformity of Nature  states  that  the  same  cause  produces  the  same  effect  under  the  same  conditions. Nature  behaves    in  the  same way  under  similar  conditions.  By  Uniformity  of  Nature we mean that nature is orderly and systematic. Everything that happens in the world happens according to law and the nature is a system of laws.   

The law of universal causation:                                                                                                       

  One  way  of  expressing  that  the  universe  is  systematic  is  to  say  that  everything which has a beginning must have a cause. Out of nothing, nothing comes.     Ex nihilo nihil fit. There can be no uncaused event. Whatever be the event,  it must have a set   of conditions without which it cannot occur, and given which it must occur. This is known as the law of universal causation.  

The law of uniformity of nature:                                                                      

  Another way of giving expression to the systematic   character of the universe is to say  that  nature  is  uniform  ,  that  what  is  once  true  is  always  true.  The  principle  of uniformity  adds,  the  same  event  must  have  the  same  cause.  This  principle  means  that 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 8 

nature is consistent and not chaotic.     The principle of uniformity of nature  is wider than the  law  of  universal  causation.    All  things  in  the  universe  are  not  related  as  causes  and effects. There are other relations like co‐existence, whole and part etc. All these also come under the principle of uniformity.  

  The  postulates  of  induction  cannot  be  proved.  The  principle  of  uniformity  is  a postulate and cannot be proved because like the laws of thought it is the basis of all proof. If there is to be the possibility of knowledge, one must accept the principle of uniformity as a fundamental  postulate  of  thought.  It  is  not  the  task  of  induction  to  prove  uniformity. Assuming  general  uniformity  in  nature,  induction  proceeds  to  discover  particular uniformities. Hence the principle of uniformity has been called the ultimate major premise of all induction.  

Can the postulates  be proved? 

  It  has  been  held  by  empiricists  like Mill  that  the  postulates  of  induction    are  the result  of  induction  from  experience.  But  the  empiricist  view will  not  stand  examination.  First, it involves the fallacy petition principia.  In order to prove the principle of uniformity the  empiricist  has  to  assume  the  principle.  Having  observed  particulars,  limited uniformities, the empiricist uses them as a guide to general uniformity.  

  Further, we in our limited experience  meet with uniformities and infer there from the  uniformity  of  Nature  in  general.  We  experience  irregularities  also.  If  we  look  for uniformities   behind  irregularities  ,    it  is because of a  faith  in  the systematic character of Nature. But faith itself cannot be the result of experience.  

  The  principle  of  uniformity  is  a  postulate  and  cannot  be  proved,  because  like  the laws of thought, it is the basis of all proof. It is not the task of induction to prove uniformity. It  cannot  do  it.  Assuming  general  uniformity  in  nature,  induction  proceeds  to  discover particular  uniformities.  Hence  the  principle  of  Uniformity  has  been    called  the  ultimate major premises of all induction. 

 

 

 

 

 

 

 

 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 9 

UNIT II 

KINDS OF INDUCTION 

   

Induction by enumeration (Enumerative induction) 

  Enumerative Induction is a method of making a universal proposition  on the basis of a mere number of observed instances. It is a process of simple counting the instances of the phenomenon under investigation.    .  It  is a mere counting of instances. The schoolmen  of   the   Middle Ages divided induction into two kinds: (1) Perfect  induction  (2)Imperfect induction  Enumerative  Induction  is  of  two  kinds.  (1)  Perfect  Induction  or  Induction  by complete counting.  

(2)Imperfect Induction or Induction by simple enumeration. 

(1) Perfect Induction or Induction by complete counting. 

  Perfect  Induction  is  arriving  at  a  universal  proposition  after  counting  all  the individual instances .It is a generalization based on complete counting of all the instances. In perfect induction we observe each and every instance and express the result in the form of  a  universal  proposition.For  example,  after  observing  each  and  every  fruit  in  a  basket make the proposition that all  the fruits  in the basket are apples. We count the number of days in each month of the year and make the general statement that all months of the year contain  less  than  thirty‐two  days  each.    Perfect  Induction  is  exhaustive  and  complete enumeration of all the instances and the universal proposition arrived at by this method is absolutely certain. Perfect refers to the completeness of counting.  

Limits of perfect  induction:  It  is  only  a  summation  of  several  observed  instances.    The view  has  been  criticized  by most  of  the  writers  on  scientific  induction.  The  business  of induction  is  not  to  count  instances.  Counting  cannot  give  an explanation of  facts.  Perfect induction is not at all genuine induction.The proposition arrived at by perfect induction is not a genuine universal proposition, but a universal proposition in appearance. It is only a collective  universal.  It  is  only  a  shorthand  registration  of  known  facts.  There  is  no  new knowledge.                                                                                                                                

  Further, there is no inductive leap.  Inductive leap is an important characteristic of genuine  induction. Perfect  induction  refers primarily  to  the number of  instances and not their nature or qualities.  

Merits of perfect induction: 

  The proposition arrived at by the method of induction is certain. Further, expressing a great number of particular facts  in a very brief form is very essential to the progress of science. 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 10 

 

(2) Imperfect Induction  or Induction by simple enumeration. 

  The method  of  incomplete  counting  is  called  imperfect  induction.  It  is  also  called induction by simple enumeration. Imperfect Induction is a method of arriving at a universal proposition after counting  only a few instances of the phenomenon under investigation. In this method we observe only some instances and then make a universal proposition  which applies  to all  the  instances of  the phenomenon. For example,  after observing a  few short men who are unreliable, we make a general statement that all short men are unreliable.  In imperfect induction we count some instances only and make a general statement  covering not only  the observed instances but also the unknown instances. We count several crows, notice their black colour and make the general statement ‘All crows are black’.  

Merits of Imperfect Inductiion:         The characteristic of  induction  is  inductive  leap. The method of  imperfect  induction has  inductive  leap.  In  imperfect  induction  there  is a  jump from some to all. After observing a few instances, it generalizes about all. There is a march of information, new knowledge.  

   Further, it is based on the postulate of Uniformity of Nature because generalization is made on the belief that the unobserved instances would also behave in the same way as the observed instances.   Again, it is very useful in cases where the number of instances is unlimited  and  counting  all  instances  is  impossible.  Imperfect  induction  suggests  good hypothesis. The value of imperfect induction lies in it’s power to suggest causal relation. In fact, imperfect induction prepares the ground for inductive enquiry. 

Defects of Improper Induction:    Simple enumeration is not the method of induction that is  employed  by  science.    Imperfect  induction  is  unscientific  since  it  counts  only  a  few instances  and it is simply a descriptive and not an explanatory method. Sufficient to make the universal statement false. There is always the possibility of a contradictory instance.  

  This  method  commits  the  fallacy  of  Hasty  Generalisation.  The  fallacy  of  hasty generalization  consists  in  generalizing  from  a  few  favourable  instances  ignoring  or  not considering  unfavourable instances.  The conclusion obtained through simple enumeration is only probable and never certain.  

Parity of  Reasoning 

  Under  the heading  ‘Inductions  improperly  so‐called’, Mill  includes, besides perfect induction,  two  other  processes  called  ‘Parity  of  reasoning’  and  ‘colligation  of  facts’. Induction  by  parity  of  reasoning  is  the  process  of  establishing  the  truth  of  a  general proposition on the ground that the same reasoning which proves a particular case will also prove every other      similar  case  covered by  the general proposition. On  the basis of  this knowledge we say that all triangles have their three angles equal to two right angles. The principle of inference here is that the method of proof in the case of one triangle is the same as that in any other. This is called induction by parity of reasoning.    Mill  characterizes 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 11 

this  method  as    ‘induction  improperly    so‐called’  because  the  essential  of  induction  , observation  of  facts  is  not  present  here.  Geometrical  reasoning  does  not  depend  on observation or sense‐experience.  

Colligation of Facts. 

  Colligation of facts is making a mental union of facts observed by means  of a general conception.    Kepler  observed  planet Mars  in  different  positions  in  it’s  orbit  and  brought those positions together under the general conception of an ellipse. Mill defines colligation as  that  mental  operation  which  enables  us  to  bring  a  number  of  actually  observed phenomena under a description. 

  According  to Mill,  colligation of  facts  is  not  induction proper.  It  gives us merely  a summary  of  the  various  observations,  like  the  so‐called  perfect  induction.  Colligation  is descriptive of facts, it does not explain them. 

Induction by Analogy 

  Analogy  is a method of  Induction in which a more complete resemblance between things  is  inferred  from  their  partial  resemblances  in  certain  points.  Analogy  is  a  form of reasoning in which from the resemblances of two or more things  in certain respects their likeness  in other  respects  is  inferred.  For  example,  the planets Earth and Mars  resemble each  other  in  certain  respects:  both  have  day  and  night,  both  have  land  sea  and atmosphere, both rotate round the sun and borrow light from the sun, both revolve on their own axis . The Earth is inhabited by men. So Mars also is inhabited by men. In Analogy, the principle of inference is similarity.  

 Conditions(Rules) of a good or sound analogy. 

  1.      The  points  of  resemblance  must  be  essential  and  relevant  to  the  conclusion drawn The qualities  of  resemblance must  be  really  connected with  the  inference drawn.  For example, from the similarity between two students in certain respects such as colour, hair style, mode of walking, way of speaking, age, diet, weight height etc , to infer that one being intelligent the other is also intelligent. In this inference, the similarities are irrelevant to the point of inference. The points of resemblances have no necessary connection to the point of intelligence. Hence, the analogy is bad or unsound. Mere number of similarities is not of much use. The value or strength of analogical inference depends not on the number of  similarities  but  similarities  on  essential  and  relevant  qualities  to  the  inferred quality.Quality  and  not  quantity  of  similarity  be  the  criterion  of  perfect  analogy.    If  the points of similarity are both essential and numerous, then the greater the value of analogy.  

  2.         There should not be essential or  fundamental differences between the things compared  with    respect  to  the  inferred  quality.    Not  only  the  resemblances  must  be essential  , the differences must be superficial. The less the number and importance of the points of difference, the greater is the value of the analogy. For example, whales and sharks resemble  each  other  in  their  shape,  in  their  food,  in  living  under  water,  in  having  back 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 12 

bones  etc.  Therefore,  whales  like  the  sharks  breath  the  oxygen  from  water.  This  is  an unsound analogy because while sharks have a special organ ‘gills’ necessary for breathing the oxygen from water, whales do not possess ‘gills’.  

  3. Analogy must be based on fairly extensive knowledge of the things compared.  If our knowledge of the things  is not exhaustive, we cannot know all  the essential points of resemblance and the important differences between them. For example, Democracy cannot succeed  in  India,  because  it  failed  in  China.  This  is  false  analogy  because  it  is  based  on limited and imperfect knowledge  of the conditions existing in  India and China.     A sound analogy is one in which the conclusion is based on the presence of essential resemblances, the absence of essential differences and an extensive knowledge of the things compared. An unsound  analogy  is  one  in  which  the  resemblances  are  superficial,  the  differences  are essential and our knowledge of things is very little.  

The value (use) of Analogy 

  Analogy helps in suggesting hypothesis. By suggesting hypothesis, analogy has led to scientific discoveries. Analogy as a method of discovery has played an important role in the progress  of  science.  On  the  analogy  of  sound,  it  was  discovered  that  light  too  travels  in waves. The analogy which Newton perceived between an apple  falling  to  the ground and the heavenly bodies  falling  in space  led  to  the discovery of  the of gravitation.   Analogy  is superior to enumerative induction. While enumerative induction merely counts instsances, analogy  analyses  the  similarities  between  phenomena.  Analogy  stands midway  between enumerative induction and scientific induction. 

Defects of analogy 

Analogy gives only probable conclusion.  Analogy  is  an  incomplete  process  of  induction.  It  is  a  mere  guide  post  pointing  to  the direction in which more investigations are to be held.  

Scientific Induction 

  Scientific  induction  is  a  process  of  establishing  a  universal  proposition  from  an  observation  and  analysis  of  a  few  particulars  of  our  experience.  It  is  a  process  of generalization from the study and examination of a few particular facts. For example, Heat expands metals.  

Characteristics of scientific induction: 

  The establishment of real general propositions is the main characteristic of scientific induction.  A real proposition is one whose predicate states a quality added to the subject. Scientific induction aims at real propositions. In scientific induction, the nature of instances is more important than the number of  instances.  It  is a general truth applicable to all  the instances of the phenomenon under study, true for all time and space.   

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 13 

  Another  characteristic  of  scientific  induction  is  that  it  is  based  on  facts.  It  is  the result of observing concrete facts occuring  aroud us.   Observation of facts is the material ground of induction.  Scientific induction is based on analysis of particular facts. Scientific induction is based more on the analysis   than on simple counting of instances.     Inductive leap  is  another  characteristic  of  scientific  induction.  Inductive  leap  means  the  passage From  some observed particulars to the universal.  

Stages of scientific induction.   

1. Observation and analysis of facts. 

  Observation  and  analysis  of  facts  is  the  first  stage  of  scientific  induction. Observation and analysis of facts supplies the materials of induction.  

2. Formulation of hypothesis. 

  Framing a hypothesis is the second stage of scientific induction.  It is an attempt  to explain the observed fact, a guess , a provisional explanation of the observed fact . When Newton observed a fruit falling to the ground, he guessed that it may be due to the attraction of earth.  

3. Verification of hypothesis 

  Verification  means  testing  a  hypothesis  whether  a  hypothesis  is  true  or  false. Verification may be direct  or  indirect.    In  direct  verification,  the  hypothesis  is  compared with actual facts  by observation or experiment . For example, seeing a crowd at a distance guess that an accident has occurred. This hypothesis can be verified directly by going to the spot and see whether an accident has occurred or not.  

  In indirect verification, assuming the hypothesis to be true certain consequences are deduced and if the deduced consequences agree with the observed facts the hypothesis is verified  ,if  not  it  is  given up  or modified.  For  example,  Galileo  noticed   water  rising  in  a pump up to 33 feet.  Torricelli, his pupil suggested a hypothesis that air must have weight and it is   the pressure of this weight of air on the surface of   water which forces it up the pump. The hypothesis was assumed to be true and the following consequences were drawn from it.  

  a) The weight of the air ought to lift mercury, which is 14 times heavier than water,        only to 1/14 of the water height of the water height of 33 feet.  

  b)At  the  top of  a high mountain   where  there  is  less  air pressing downwards,  the         hight of mercury should fall considerably.  

  These  two consequences were compared with actual events and  they agreed with them.  Thus  the  hypothesis  was  verified.    To  verify  a  hypothesis  is  not  to  prove  it. Verification only shows that the hypothesis explain the given fact , but it does not establish it to be the only explanation. A verified hypothesis is called a theory.  

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 14 

4. Proof 

  The proof of a hypothesis consists in showing that the verified hypothesis is the only adequate explanation of  the given phenomenon, and  that  there  is no other hypothesis  to explain it satisfactorily.   When several theories seem to be acceptable for one and the same phenomenon, only one of them must be correct. To decide between the rival theories, the crucial instance is used. A crucial instance is an event which can be explained only by one of the several rival hypotheses.  The word ‘crucial’ means a cross put up at road junctions to point out the proper to a particular place and to show that the other roads will not lead to the same place. A crucial instance enables us to find out the correct hypothesis and at the same time to reject the other hypotheses as false. For example, Queen Sheba wanted to test the wisdom of king Solomon, placed at a distance two rose flowers, 09one natural and the other artificial. King Solomon asked all the windows and doors of the hall to be left open. After some time bees came on and settled on one rose only to enjoy the honey from it. From this the king pointed out the real rose. In this example, the settling of the bees is a crucial instance which helped the king find out the real rose and reject the other as artificial.  The theory which is proved is called a law.  

  Scientific  induction  is  the  process  of  establishing  a  universal  proposition  on  the basis  of  the  analysis  of  a  few  observed  facts.  It  depends  on  analysis  and  not  on  mere counting.   There  is  inductive  leap. The provisional  suggestion  or unverified guess  that  is made  for  explaining  facts  is  a  hypothesis. When  the  hypothesis  is  verified  it  is  called  a theory. When the theory has been well established, it is called a law. Thus the three terms, hypothesis, theory and law indicate different stages in the process of explanation from the unverified tentative supposition to the well‐established law of Nature.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 15 

UNIT III 

OBSERVATION AND EXPERIMENT 

  

Introduction 

  It  has  been  said  that  induction  requires  both  formal  and  material  grounds  of generalization. The law of uniformity of nature and the law of causation are regarded as the formal grounds of induction. Some regard observation and experiment as material grounds of  induction. So  these  two processes are called material grounds and supply material  for inductive  generalization.  We  start  with  collection  facts,  which  are  facilitated  by observation. Further we try to analyze the facts and find out the causal connection between them. This is better facilitated by experiment. An experiment is regarded as an observation made under artificial conditions. Experiment becomes possible only when some knowledge has  already  been  gained  by  the  first  material  ground  of  induction  and,  in  sciences,  it remains the chief ground 

  The urge for knowledge is universal. Man by nature is so constituted that he can not but be inquisitive about himself and his surroundings. This urge for knowledge leads him to  supplying materials  to  induction. We must distinguish between observation and mere perception and many of us  look at nature but only a  few observe nature. This means we should know what we have to observe to  our purpose.   

  If  our  observation  and  experiment  should  be  sound  and  accurate,  it  is  necessary physically  that  the  observer  should  possess  sound  sense  organs.  In  observation  and experiment   a defective sense organs will lead to defective results. Francis Bacon pointed out that the mind must be free from all prejudices and preconceptions. Morally observation should  be  carried  out  impartially  and  without  prejudice.  In  order  to  get  correct observation,  the  observer  requires  patience  .    Observation  also  requires  concentration, abstraction and well regulated imagination. Nature is a cosmos and not a chaos. There are lots of conditions necessary both for observation and experiment. 

  Most  regarded observation as  the  first ground  for  induction  .So observation  is  the only  ultimate  way  of  getting  facts.  Observation  is  not  as  simple  and  easy  as  it  seems. Observation literally means keeping something before the mind. Scientific observers have to be trained to be accurate in distinguishing, in noticing and quick in selecting what is new and instructive. This clearly brings out the real nature of observation. Observation may be defined as a regulative perception which requires careful selection and concentration, and is conditioned by interest and purpose.  

  

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 16 

                    Observation of facts then is a cardinal part of the method of science. The facts on which our inferences are based, by which our conclusions are tested, must be accurate. But in  thus  laying  emphasis  on  the  necessity  of  accurate  observation,  we  must  beware  of rushing  to  the  opposite  extreme,  and  supposing  that  observation  alone  is  enough. Observation, the accurate use of the senses is not the whole work of science. We may stare at facts every minute of our waking day without being a whit the wiser unless we exert our intellects  to build upon  them or  under  them. To make our examination  fruitful, we must have conceptions, theories, and speculations, to bring to the test. The comparison of these with the facts is the inductive verification of them. Science has to exercise its ingenuity both in making hypotheses and  in contriving occasions  for  testing them by observation. These contrived  occasions  are  its  artificial  experiments,  which  have  come  to  be  called experiments  simply  by  contrast  with  conclusive  observations  for  which  nature  herself furnishes the occasion. The observations of science are not passive observations. The word experiment simply means trial, and every experiment, natural or artificial,  is the trial of a hypothesis. In the language of Leonardo da Vinci, “Theory is the general, Experiments are the soldiers”. 

  Observation and inference go hand in hand in the work of science, but with a view to a  methodical  exposition  of  its  methods,  we  may  divide  them  broadly  into  methods  of observation and methods of inference. 

  There are errors especially incident to observation and errors especially incident to inference.  How  to  observe  correctly  and  how  to  make  correct  inferences  from  our observations are the two objects of our study in inductive logic. We study the examples of science  because  they  have  been  successful  in  accomplishing  those  objects.  That  all inference  to  the  unobserved  is  founded  on  facts,  on  the  data  of  experience,  need  not  be postulated it is enough to say that inductive logic is concerned with inference in so far as it is founded on the data of experience. But all the data of experience are not of equal value as bases  of  inference;  it  is  well  to  begin  with  an  analysis  of  them,  if  we  wish  to  take  a comprehensive  survey  of  the  various  modes  of  inference  and  the  conditions  of  their validity. 

Observation with instrument 

It  is  well  that  our  sense  have  certain  limitations.  Man’s  urge  for  knowledge makes  him overcome the limitations and thus we find man has invented instruments that help him in this  direction.  We  see  distant  things  with  the  help  of  telescopes  and  with  the  help  of microscopes A  faint  sound  can be heard with  the help of  a microphone. The use of  such instruments  increases our  field of observation  .Instruments make our observation better, precise and accurate. Observation made with  the help of  instruments  is possible without interfering  observed  objects.  Instrumental  observation  holds  an  intermediary  position between pure observation and experiment.  In biology and astronomy this method is very useful. 

  

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 17 

  Ordinary observation analyses the concrete given whole and selects certain parts of it for consideration before scientific observation begins. Scientific observation goes a stage further  and  performs  more  accurately  and  deliberately  the  processes  than  in  ordinary perception.  Scientific  observation  is  to  discover  deeper  uniformities,  more  exact classification,  more  comprehensive  laws.  This  involves  correcting  the  analysis, classifications, and interpretations, of ordinary thought. The scientist manipulates a fact in certain ways, introduces or removes conditions to see what will happen. Experiment may said to be observation under condition which we have prearranged. 

Nature of observation    Etymologically,  the  term  observation  means,  “Keeping  an  object  before  mind”.  However,  in  science  observation means  the  selective  perception  of  facts  with  a  definite purpose.  So observation differs from perception.  Observation is an active process whereas ordinary perception is a passive process.  Observation is a process of looking at thing with the purpose of determining their nature as accurately as possible.  Observation is regulated perception of facts presented by nature.  For instance, we observe eclipses, comets and so on.   Observation  can  be  defined  as  the  objective,  selective,  systematic  and  concentrated activity of mind performed through the senses. 

Characteristics of Observation 

  Observation is not merely looking at external objects that are mere perception. But observation  is  described  as  regulative perception. Regulative perception  requires  careful selection  and  concentration  on  the  facts  we  observe.  In  observation  we  are  selective because  there  is  some  purpose  and  we  observe  only  those  objects  in  which  we  are interested  and  ignore  all  other  things. We must  avoid  observing wrongly  or  overlooking certain  things. Our aim  in observation  is  to  secure correct  information of  the events  that take place  in nature and we should observe without prejudice or bias.  In observation we only  interpret what  is  given  to  us  but  we  arrange  the  individuals  observed  and  classify them into kinds according to various resemblances or identities. 

  Observation  may  be  defined  as  a  regulative  perception  which  requires  careful selection and concentration, and is conditioned by  interest and purpose.  It  is well known that our senses have certain limitations. To overcome these limitations we use observation with  instruments.  The use  of  instruments  increases  our  field  of  observation  Instruments make  our  observation  better,  precise  and  accurate.  E.g.,the  case  of  a  doctor  using  a stethoscope. In biology and astronomy this method is every useful. 

Characteristics of Scientific Observation 

a) Observation is selective 

  In  observation  we  must  select  only  those  facts  which  are  connected  with  the purpose.   For  instance,  an  artist  and  a  botanist  see  a  flower  differently.   The  artists  see mainly its beauty while the botanist sees mainly its structural arrangement. 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 18 

 

b) Observation is teleological 

  Observation involves a definite goad or purpose.  In observation we perceive things with a) Definite purpose. 

c) Observation is unbiased. 

  Since  our  aim  in  observation  is  to  secure  correct  information  of  facts  we  should observe things without any bias or prejudice. 

 Experiment 

  Experiment is preferable to observation It enables us to multiply instances. We can produce  an  effect  under  known  conditions  and  so  we  can  isolate  antecedents.  In experiment we can vary the conditions.  And can observe with great care and precision. So results of experiment are more certain than those of observation. These features bring out clearly  the  advantages  of  experiment  over  observation.  There  are  certain  limitations  to experiment. The heavenly bodies the winds and the movements of history are beyond our power  to  experiment  with.  The  effect  of  poison  on  human  body  can  not  be  studied  by experiment.  Similarly,  if  we want  to  study  the  effects  of  war  or  earthquake, we  can  not resort to experiment. 

               We find that Observation is passive experience and experiment is active experience. Observation  and  experiment  differ  not  in  kind  but  in  degree  as  both  are  regulated perceptions. It can be said that experiment is more careful and accurate form of perception than observation.  In experiment we can vary  the  conditions at our will because  they are under our control. 

  It is difficult to differentiate observation and experiment. But it is drawn differently by different writers. Experiment has certain advantages over observation.   In experiment, we can multiply the instances as often as we like. That is we can reap the phenomenon, as often as we like. But in observation we are at the mercy of the nature. We can observe only when  the  phenomenon  re‐appears.  In  experiment,  we  can  isolate  a  phenomenon  and observe it under favorable and suitable conditions. In observation, which is dependent on nature, we  can  not  isolate  the  phenomenon.  In  experiment we  can  study  a  phenomenon under varied circumstances. We can vary the conditions as we like. But in observation we have to depend upon nature for the presentation of the phenomenon. 

  In  experiment  we  can  observe  and  examine  a  phenomenon  with  greater  care, precision, accuracy, and coolness of mind, because the phenomenon is under control. But in observation  we  have  no  opportunity  to  observe  with  the  same  degree  of  caution  and precision. 

  

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 19 

Characteristics of experiment  a) Experiment is preferable to observation 

b) Experiment helps us to multiply instances 

c)  It  is  possible  to  produce  an  effect  under  known  conditions  and  so  we  can  isolate antecedents. 

d) Vary the conditions in experiment. 

e)  In experiment we can give more care and precision 

f) In experiment the results are more certain than that of observation.                            

g)  There  are  certain  limitations  to  experiment  .E.g.,  the  heavenly  bodies,  the  earth movements of history, are beyond our power to experiment with. 

h) We can’t study the effect of poison on the human body, the effects of war or earthquake.    

I) Physical, chemical inquires and investigation in physiology and of plants the experiment is constantly practiced. 

Similarities between observation and Experiment 

  Experiment  is  deliberate  observation.  In  experiment  we  examine  phenomena according to the terms we prescribe.  It is deliberately designed to find out the answers to definite questions.  Experiment involves variation of conditions. 

  Events  and  phenomena  presented  to  us  by  nature  are  very  complex.   They  are accompanied by many conditions.   In experiment,  the scientist can vary  the conditions at will and determine which of them are relevant and which are irrelevant. 

  Experiment  involves  repetition;  the  conditions  required  for  the  experiment  are under  full  control  of  the  experimenter.   Hence  he  can  repeat  the  different  stages  of experiment  as  required.   Moreover,  others  can  also  repeat  the  experiment  in  similar conditions. 

Points to remember 

Experiment is the process of collecting facts under artificially set conditions. 

Experiment is controlled and deliberate observation. 

Experiment involves variations of conditions and also repetition. 

Observation  depends  on  natural  conditions  whereas  in  experiment  we  make  use  of artificial equipments and conditions. 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 20 

Observation is at the mercy of nature while experiment can be repeated at will. 

Both observation and experiment are methods of collecting facts and hence the materials grounds of inductive inference.  Hence, there is no essential difference between the two. 

The difference between observation and experiment   In observation it is the deliberate perception of an event that occurs in the course of nature  and  Phenomenon  can  be  found  .Humans  have  no  control  over  the  conditions .Observation is conducting at the mercy of nature. No variation of circumstances is possible in  observation.  The  Progress  in  getting  knowledge  is  slow  and  information  is  vague  and uncertain. The scope of observation is unlimited and it proceeds from cause to effect and also from effect to cause. 

  On  the  other  hand  experiment  is  conducted  in  artificial  conditions  and  by  using artificial  equipments and  the phenomenon  is made.  In experiments  conditions are under control  and  can  be  repeated  at will  for  any  number  of  times  In  experiment  variation  or alteration of circumstances is possible. So rapid advance in scientific knowledge is possible. More  precision  and  accuracy  leading  to  trustworthy  results.  The  range  of  experiment  is limited. In experiment we start from cause to effect only. 

  Experiment  establishes  causal  connections  with  greater  certainty.  Observation  is finding  a  fact  .But  experiment  is making  one.  Experiment  is  observation  under  standard conditions  that can be varied,  repeated and  isolated by  the observer Experiment  is more subtle and precise than observation. 

Relative merits of observation and experiment 

 Advantages of Experiment 

  Control over phenomenon:  In experiment the experimenter has  full control over the  phenomenon.   Hence,  he  can  repeat  the  different  stages  of  experiment  until  he  gets satisfactory  results.  A  scientist  who  desires  to  understand  the  properties  of  a  chemical compound  can produce the compound as often as he likes. 

  Separation  of  various  factors:   Nature  represents  the  phenomenon  in  complex surroundings.  The experimenter can isolate the necessary factors for observation.  Hence experiment  helps  one  to  concentrate  on  the  relevant  and  necessary  factors  of  the phenomenon. By means of experiment  we can ascertain that it is the presence of oxygen in the atmospheric air that makes the burning of a substance like  the candle possible. By an experimental  analysis of  air we  can  separate  it’s  constituents  ,  fill  different  jars with  the different gases, and by inserting a burning candle into each of the jars we can know that it is the oxygen content of air that makes the burning possible. 

  Variations of  conditions:  In  experiment,  one  can  alter  the  condition  at  will  and observe the changes that are taking place in the phenomenon.  Quantitative changes can be 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 21 

brought about  in experiment.  But  it  is not possible  in observation. Suppose we desire  to know  the  condition  which  makes  the  audition  of  sound  possible.  We  may  increase  or decrease the amount of air in a bell‐jar , and by striking the bell each time show that for the audition of sound the presence of medium like the air is necessary. 

Accuracy of knowledge:  Experiment can provide more accurate knowledge. 

Cool and calm : In experiment we can be cool and calm ,and at perfect ease.  

Advantages of observation 

Observation is wider in scope:  There are realms of reality which are beyond the scope of experiment.   In  such  circumstances,  one  has  to  depend  completely  on  observation.  One cannot produce an eclipse or an earthquake. One has to wait for their occurrence and then observe.Thus observation is wider in scope. 

Observation is prior to experiment.  The scientist can conduct an experiment only after collecting  sufficient  data  through  observation.  Observation  prepares  the  way  for experiment. Experiment is observation under control.  

Reason From cause to effect and  from effect to cause  In observation one can proceed from cause to effect and also from effect to cause. But in experiment one can proceed from cause to effect only. 

The  phenomenon  under  observation  has  originality:     The  phenomenon  artificially produced  in  experiment  is  not  always  the  same  as  the  phenomenon  that  we  get  in observation.  In experiment, the scientist artificially sets up the necessary conditions.  But in observation the scientist is dealing with original natural phenomenon.  

Fallacies of observation 

    In  the process  of  observation,  there  are many difficulties  that may  lead  to  certain errors or fallacies.  The possible errors are non ‐ observation and mal ‐observation. 

The fallacy of non – observation 

  Non‐observation means the failure to observe some conditions or factors which are actually necessary for the analysis.  So non observation is a negative fallacy or it is a fallacy of omission.  This fallacy arises either due to the complexity of the observed phenomenon or  due  to  prejudices  on  the  part  of  observer–    non  observation  of  instances  and    non observation  of  essential  circumstances‐.   The  former  consists  of  overlooking  or  omitting relevant  instances  or  facts  of  the  phenomena  under  observation.   This  can  be  due  to neglecting  the    unfavorable  physical  conditions.   The  latter  consists  of  focusing  on unnecessary circumstances by neglecting the relevant circumstances. 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 22 

    Example, the popular belief like “the dreams of early morning will become true” and “the number 13 will  always bring misfortune”  are  cases of    generalization based on non observation.  Similarly, the conclusions like “the good are inevitably happy and the wicked are unhappy”  and  “fortune  favors  fools”  etc  are  also based on  insufficient observation of instances. 

 The fallacy of mal – observation 

   Mal – observation occurs due to wrong interpretation of the observed facts.    Hence what  is  perceived  is  misunderstood  it  involves  wrong  or  mistaken  observation  and sometimes wrong explanation also.  So it is a positive fallacy or a fallacy of commission.  It consists  of mistaking  one  thing  for  another.   All  kinds  of  illusions  and  hallucinations  are examples  of  mal‐observation.   E.g.,  the  rope  –  snake  illusion  in  dim  light  is  a  common instance of mal‐observation . 

Quest:  Explain the principles of observation and experiment in scientific inquiry 

   Ans:  

  The  observational  method  is  most  common  in  the  natural  sciences,  especially  in fields  such  as  biology,  geology  and  environmental  science.   It  involves  recording observations  according  to  a  plan, which  prescribes what  information  to  collect, where  it should  be  sought,  and  how  it  should  be  recorded.   In  the  observational  method,  the researcher  does  not  control  any  of  the  variables.   In  fact,  it  is  important  that  the observation  be  carried  out  in  such  a  manner  that  the  investigations  do  not  change  the behaviour  of  what  is  being  observed.   Errors  introduced  as  a  result  of  observing  a phenomenon are known as systematic errors because they apply to all observations.  Once valid  observations  have  been  recorded,  the  researcher  analyzes  and  interprets  the  data, and develops a theory or hypothesis, which explains the observations.   

  The experimental method begins with a hypothesis.  An experiment  is designed to test  the  hypothesis  by  observing  the  response  of  one  variable  to  changes  in  a  limited number of other variables under controlled conditions.  The data are analysed to determine whether  a  relationship  exists  which  either  confirms  or  refutes  the  hypothesis.   The experimental  method  is  frequently  used  in  investigations  in  the  physical  sciences  and engineering.   In both methods, establishing relationships may include the development of models  to  explain  the  relationships  being  postulated.  Occasionally,  the  observational method  may  lead  to  a  hypothesis,  which  is  subsequently  tested  by  the  experimental method. 

  As with the observational method, it is important that the act of collecting the data not change  the behaviour being recorded, but, unlike observations,  there  is usually some interaction between the researcher and the subjects being studied.  Three types of surveys can be recognized: historic, current and prospective.  Historic surveys collect data on how things were in the past with the intent of explaining certain phenomena.  A current survey examines how things are now, such as attitudes to new traffic signs.  A prospective survey 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 23 

selects a group of people today and examines the same people at future times to investigate changes.  Prospective surveys are often used in medical research, for example, to examine the incidence of cancer or heart disease in a segment of the population.   

  The terms theory and hypothesis are sometimes used interchangeably, but there is an important distinction between the terms.  A hypothesis is an idea put forward to explain certain  facts,  and  which  can  be  tested.   A  theory  is  broader  in  scope  and  constitutes  a conceptual  framework  that  seeks  to  explain  the  connection  of  events  and  enables  other relationships  to  be  predicted.   From  a  theory,  it  should  be  possible  to  derive  testable hypotheses, which,  if  supported by  the  data,  enhance  the  validity  of  the  theory.   Usually, many related hypotheses have to be tested and verified, before one has confidence in the validity of a theory.  The connection between the data and the hypothesis is much stronger than between the data and the theory, which is conceptual and results from an intellectual process. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 24 

UNIT IV      

CAUSAL CONNECTION 

 Introduction 

  The notion of cause is of great importance in science as well as in everyday life.  The most  general  ideal  of  cause  is  about  some phenomenon  that produces  and  accounts  of  a change or changes.  Everything that has a beginning must also have a cause to account for it.  The connection between cause and effect is called causal connection.  The term ‘causal’ refers  to  the  formation  or  expression  of  a  cause  or  causes.   The  principle  of  causality implies  that  everything  has  a  cause  or  nothing  comes   out  of  nothing.  Out  of  nothing, nothing can come. This has been expressed as ex nihilo nihil fit. 

Nature of cause 

  Cause  is  the  set  of  conditions  necessary  and  sufficient  to  produce  the  effect.   A condition is said to be necessary if in the absence of which the effect would not occur.  For example, the statement ‘nutrition is necessary for the growth of a plant’ means that in the absence of nutrition  the plant would not grow.  A condition  is  said  to be sufficient  if  it  is such that whenever it  is present, the effect occurs.  To establish the causal relationship  is the distinguishing mark of  the scientific  induction.  Philosophers,  logicians,  and scientists have defined causation differently according to their requirements.  Philosophers deal with the  theme of  causality which mainly attempts  to answer  the question about how or why events happen.  The concept of causality  is closely related to  the problem of determinism and  free will.   Determinism  states  that  strict  causal  laws  govern  all  physical  and  natural events, and even human actions are governed by them. 

   Causal  connection  is  a  relation  of  invariable  succession  and  hence  stronger  and stricter  connection  than  merely  correlation.   Causal  relationship  implies  succession  in time.  Cause is antecedent, and hence precedes the effect.  Effect is consequent, and hence follows the cause.  In time sequence, it is the cause which first and the effect later on.  The time interval between cause and effect may be very less.  Because of this a cause is different from co‐ existence.  In the proposition “all crows are black” crow and black color co‐ exist.  One is not the cause of other.  

    Though cause is antecedent event, but not every antecedent is the cause or part of the cause of an effect.  If x is the cause of y, then certainly x precedes y, but to say that since p precedes q, therefore, p is definitely cause of q, is wrong.  This kind of thinking leads to the fallacy of post hoc ,ergo propter hoc which means after this therefore the consequence. 

  Cause  must  be  invariable  as  well  as  unconditional  antecedent  of  an  effect.  Unconditionally of antecedent event means the antecedent is self – sufficient to produce an effect.  The antecedent event when capable enough to give rise to effect by itself, then it is called  unconditional,  for  it  does  not  need  anything more  to  give  birth  to  effect.   Besides 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 25 

being unconditional and invariable, cause must also be immediate or proximate antecedent of an effect.  Scientist and logicians are not interested in the remote causes.  The conditions which precede cause and which have  indirect bearing upon the effect are called “remote, mediate or predisposing causes”.  For instance in the following case: 

A is cause of B 

B is cause of C 

C is cause of D 

D is cause of E 

Therefore A is cause of E. 

  A is remote cause of E; B and C are also remote causes of E, though less remote than A.   Only  D  is  immediate  or  proximate  cause  of  E.   Logician  and  scientists  are  interested merely  proximate  causes.   Cause,  thus  is  defined  as  invariable,  unconditional,  immediate antecedent of an effect. 

Ancient views of cause 

  The  primitive  notions  of  cause  ascribe  causation  to  some  agency.   In  the anthropomorphic view, natural phenomena are regarded as caused and controlled by Gods and spirits conceived in terms of the human will to act.  For instance, in the Vedic religion Varuna is the god of rain fall and Vayu is the power behind wind movement.  Animism is another  prehistoric  view  that  explains  natural  phenomena  as  caused  by  some  life  force inherent  in  them.   These  ancient  views  are defective mainly because  they  emphasize  the terms instead of the relation.  

Aristotle’s view of cause 

  The  influence  of  Aristotelian  physics  and  account  of  scientific  demonstration transformed  discussions  about  causality,  leading  to  more  analytical  treatment  of  the principle  of  causality  and  the  achievability  of  scientific  knowledge.    Aristotle  sought explanation  of  nature  and  change  in  causal  principles.  All  things  tend  to  intrinsically determined goals. Every change requires a cause, and nothing can change by itself. These assumptions  adopted  from  his  predecessors  and  taken  as  self‐evident  led  Aristotle  to propose material, formal, final, and efficient causes (not necessarily all four) to account for change.  The  basic  principles  that  influenced  his  medieval  commentators  attest  to  their acceptance  generally  of  commonsense  notions  and  of  the  principle  of  the  uniformity  of nature. Things acting always or for the most part in regular and predictable ways cannot, they thought, be due to chance. They contrasted natural motions with forced motions, and attempted  to  account  for  forced motions  in  terms  of  natural  motions.  Accordingly,  they rejected  the  possibility  that  regularly  observed  events  could  be  the  result  exclusively  of external forces acting on a body.  

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 26 

  

  Critics  tried  to  refine  notions  and  settle  disputes  about  details.  Most  adopted Aristotle’s formal and final causes, the material subject of change that is receptive of form and capable of being formed, and the efficient or producing causes of change and motion. In some cases,  entities  transmit  the  form  they possess  to  the entity  that  they produce or  in which they produce a change. Among motions, locomotion has a privileged status. Because all change is dependent on contact or proximity, every change depends on locomotion. In Aristotle’s  cosmological  vision,  lower  motions  depend  on  higher  motions.  In  a  chain  of efficient  causes,  the  first  is  the moving  cause,  leading  Aristotle  to  propose  the  unmoved mover as the ultimate and first source of all change in the universe.  

  By  his  account  no  change  is  neutral;  all  change  is  either  according  to  nature  or contrary  to  nature.  In  Aristotle’s  account  of  natural  elemental  motions,  their  natures account for tendencies and directionality, but their moving or efficient causes are the entity that generated the elemental nature in the first place and the agents that remove obstacles. The distinctions among the elements are rooted in qualitative contraries in the case of the contrary motions of sub lunar elements, and in the eternal circular motion of the celestial element, according to the Prime Mover’s emulation of the unmoved mover. 

Aristotle  introduced the earliest systematic expression of causation in the West.  His  four fold idea of cause is as follows: 

The material cause‐ the matter or substance of which a thing is made. 

The formal cause ‐the shape or form into which a thing is made. 

The efficient cause – the agency that produces a thing, and  

The final cause – the purpose or goal that determines the making or becoming of a thing.  The material and formal causes are intrinsic as they are inherent in the effect.  The efficient and final causes are extrinsic as they remain outside the effect. 

Plurality theory of causation 

  The  scientific  interpretation  of  causation  has  important  characteristics  that  the same  cause  produces  the  same  effect.  If  there  is  the  slightest  change  in  the  cause  event, then effect event also changes accordingly.  This scientific interpretation of causation that the  same  cause  produces  same  effect  however  differs  from  the  views  held  by  certain logicians,  like  J.  S. Mill who  think  there  can be more  than one  cause which produces  the same  effect.   There  can  be  several  causes,  several  logically  independent  sufficient conditions  which  produce  the  same  effect.   This  theory  is  called  plurality  theory  of causation.  Many causes may produce mechanical motion; many causes may produce some kinds of sensation, many causes may produce the same effect, e.g, death. 

  

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 27 

  The  causes  of  unnatural  death  are  several  such  as  accident,  illness,  bullet  injury, poison,  burns,  etc.   The  effect  remains  the  same.   Take  another  example;  there  are many sources  of  light  say  electricity,  fire,  moon,  sun,  etc.   Take  yet  another  example  of  poor cultivation of crops.  The crops can fail due to various reasons.  The flood can destroy the crops, the insects may damage it, the drought can spoil it, but the result is single, that is the crops had failed. 

  For a common man and on the  level of common sense understanding the plurality theory of causation seems to be correct and acceptable.  But  if we analyze the situation a little further and go in depth, then the plurality theory of causation will be found incorrect and unattainable.  In all examples cite above, the causes were analyzed and separated but effect events were not analyzed properly. The causes are labeled as C1, C2, C3, etc.. But effect event was wrongly presumed  to be  identical. We have wrongly  thought effect  is one and the same.  Whenever there is slightest change in because event effect, event also changes.  Death due to bullet injury is of different kind than the death of poisoning.  If all the deaths would have been of the same kind, then why postmortem is done to   determine the right cause of death. 

  The crops failed due to flood is of different kind than the crops failed due to insects, or lack of proper care.  Similarly sunlight is different from moon light.  Candle light is of a unique  type,  and  different  from  the  moon  light.   Candle  light  is  of  a  unique  type,  and different from the rest of other types of lights.  As the sources of light are different, nature of  light  is  also  different.    Against  the  plurality  theory  of  causation,  the  unique  theory  of causation (same cause produces same effect) appears to be more logical and consistent. 

  The unique  theory of  causation  is  also  compatible with  scientific  interpretation of causation which  is  in  terms of  conditions.  A  set of  certain  conditions produces  a  certain effect, and the slightest variation in those conditions makes difference to the effect event. 

  The concept of cause as  the set of certain conditions responsible  for producing an effect, however, no  longer  fascinates a scientist.  This conception of causation  in terms of conditions is replaced by the latest concept of functional dependence.  The word function is widely  used  in mathematics.   In  an  effort  to  be more  accurate  and  certain,  the  scientists express causal relationships  in  terms of mathematical equations.  Consequently,  scientific laws are formulated n mathematical terms and mathematical framework.   

 

 Scientific definition of cause (J.S. Mill definition)     John  Stuart  Mill  defines  cause  as  “the  invariable  and  unconditional  or  necessary antecedent”.  Mill’s scientific definition of cause – effect relation implies the following: Cause is an invariable and unconditional antecedent of the effect Cause –effect relation is reciprocal or reversible Cause is the totality of conditions 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 28 

Cause is quantitatively equal to effect. 

 i) Cause and effect are relative terms.  Hence a cause is the antecedent phenomenon and the effect is the consequent.  But it is not always a relation of before and after.  In fact, there is no time gap between cause and effect as in the case of fire as the cause of heat.  It is clear that fire and heat occur simultaneously even though the former is the cause of the latter.  So causation implies the beginning of a phenomenon succeeded by another resulting phenomenon. 

   ii) Cause is the invariable antecedents of effect in the sense that the presence of the one implies the necessary occurrence of the other.  So whenever the cause is present we expect the effect to follow and vice versa. 

iii)  An  antecedent,  to  be  cause  must  not  only  be  invariable  but  also  unconditional  or necessary.   So  the  relation  between  cause  and  effect  is  not  mere  conjunction,  but  an intrinsic  connection.   The  occurrence  of  the  invariable  antecedent  A  becomes  the  causal condition  of  the  effect  B  if  and  only  if  A  can  produce  B  independently  of  any  other condition.  Hence unconditional means ‘not dependent on any other condition’. 

 iv)  implies that cause is a immediate antecedent.  Whether other conditions are present or not, as soon as the cause is preset the effect must follow immediately from the cause.  So nothing intervenes between the cause and its effect. 

v) Reciprocity or reversibility is another characteristic of cause – effect relation.  Hence the same cause must have the same effect, and the same effect must have the same cause.  This follows  from the Principle of Uniformity of Nature.   So  cause  is  reversible  into effect and vice versa, and therefore we must be able to infer the effect from the cause and the cause from the effect. 

 vi) Cause is the totality of conditions.   In fact, an effect follows from many circumstances that  are  necessary  for  its  occurrence.   The  cause  of  an  event  is  not  always  a  single antecedent but  a  set  of  antecedents.   Several  conditions  combine  together  to  produce  an effect.  If anyone necessary condition is absent, the effect will not occur. 

 vii)  Cause  is  quantitatively  equal  to  the  effect.   According  to  the  Law of  Conservation  of Matter  and  Energy,  the  total  quantum  of  matter  and  energy  in  the  universe  remains constant.  Hence causation implies transfer of energy from cause to effect without change in quantity.  The quantity o f energy in the effect is exactly equal to that in the cause. 

 Mill’s method of Experimental Inquiry 

   The aim of inductive investigation is to establish universal laws, and causality is the most fundamental expression of these laws. J.S. Mill stated, “There is no other uniformity in the event of nature than that which arises from the law of causation” 

 Mill suggested five methods of experimental enquiry  

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 29 

The Method of Agreement The Method of Difference The Joint Method of Agreement and Difference The Method of Concomitant Variations The Method of Residues 

The Method of Agreement  

  If  two  or  more  instances  of  the  phenomenon  under  investigation  have  only  one circumstance in common then, the circumstance in which alone the entire instance agrees is the cause or the effect of the given phenomenon. 

Analysis of the rule: There should be several instance of the phenomenon under investigation. The instance must be positive i.e.; those in which phenomenon occurs. They have only one circumstance in common. The other circumstances are available. The invariable circumstance is the cause of the phenomenon. 

Symbolic expression: ABC followed by PLM  ADE followed by PQR AFG followed by PST Therefore A is the cause or the effect of P. 

Example: Suppose we want to know the cause of malaria, we study a number of malarial patients; they differ in age, sex, food, strength and heredity.  But all of them are invariably exposed to mosquito bite.  Thus we conclude that mosquitoes are the cause of malaria. 

 

Limitations 

  The method  of  agreement  is mainly  an  observational method.   This method  takes into account only positive  instances.   It  is difficult  to  fulfill  this condition because natural events  are  extremely  complex.   Even  if  we  are  able  to  discover  the  single  common circumstances  in which  all  the  instances  agree,  the  conclusion  is  only  probable  and  not certain.   

  This method helps us to discover the invariably of a single antecedent, but not the element of necessity, But mere invariability is not enough for causation. 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 30 

  The method of agreement is not much useful if we are presented with a plurality of causes.  Mill  explains  the method as  “if  two or more  instances  of  the phenomenon under investigation  of have only one circumstance in common, the circumstance in which alone all the instances agree is the cause (or effect) of the given phenomenon. 

  The  method  of  agreement  is  also  called  a  method  of  observation.   In  this  lie  its merits  as  well  as  demerits.   In  the  field  where  the  experiments  are  very  dangerous  to perform,  the method of  observation  is  the only  available method  for  the  investigation of causal relationship.  But sometimes the phenomenon occurs so rarely that one has to wait quite a long time to observe it again.  It may possible that the phenomenon may occur once in  hundred  years.   In  that  case  the  method  of  agreement  is  not  profitable  method  for discovering causal connection. 

    Mill’s  formulation  of  the method  demands  that  cause  and  effect  events  should  be analyzed into simpler components.  By the method of agreement once cannot differentiate between cause and co existence.  For  instance day and night  follow each other  invariably but none of  them  is  cause of  another.  They both are  rather  co  effects of  something else, similar objection can be made regarding heat and light, lightning and thunder. 

Advantages                                                                                                                                   

  The method of agreement has all the advantages of observation.  In this method, we can  argue  effect  to  cause  and  from  cause  to  effect.  Its  main  applications  in  suggesting hypotheses about cause. 

 The Method of Difference (disagreement) 

  If an instance in which the phenomenon under investigation occurs, and an instance in  which  it  does  not  occur,  have  every  circumstance  in  common  save  one,  that  one occurring only  in the former; the circumstance  in which alone the two instances differ,  is the effect or the cause or an indispensable part of the cause, of the phenomenon. Mill stated as “if an instance in which the phenomenon under investigation occurs, and an instance in which it does not occur, have every circumstance save one in common, that one occurring only in the former, the circumstance in which alone the two instances differ, is the effect, or the cause, or a necessary part of the cause, of the phenomenon. 

Analysis of the rule: 

  Positive  and  the  other  negative  circumstance  should  be  present  in  the  positive instances and absent in the negative one This sole differing circumstance must be causally connected with the phenomenon. 

Symbolic Expression ABC followed by PQR  BC followed by QR 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 31 

A is the cause or the effect or an indispensable part of the cause of P. 

Examples: 

  A  piece  of  litmus  paper  when  dipped  in  acid  turns  red  at  once.   Another  exactly similar piece of litmus paper when dipped in water does not turn red.  Therefore, acid is the cause of the color change in litmus paper. 

  In the Coin and Feather Experiment, we can prove that these two objects all on the ground at different  times under normal  circumstances.   This  is  due  to  resistances of  air.  The cause of the difference in time can be analyzed in the following experiment: 

Instance 1(positive) 

  In a  jar  filled with air a coin and  feather are dropped  from the same height at  the same moment.  They reach the bottom of the jar at different time t1 and t2. 

  Instance 2(negative) The same experiment is repeated after removing the air in the jar.  The coin and feather reach the bottom of the jar at the same time t1. 

  So  we  can  conclude  that  the  resistance  of  the  air  in  the  jar  is  the  cause  of  the difference between t1 and t2. This is called the method of difference because it is based on the difference between  the  two observed  instances.   It  is  an experimental method.   If  the experiment is performed with accuracy we arrive at the cause with certainty.  Sometimes only one experiment is sufficient to establish the result. 

This  is  called  the method of difference because  it  is based on  the difference between  the two observed instances.  It is an experimental method.  If the experiment is performed with accuracy,  we  arrive  at  the  cause  with  certainty.   Sometimes  only  one  experiment  is sufficient to establish the result. 

Limitations 

This method is mainly an experiment method, we can reason only from cause to effect, but not vice versa. As in the method of agreement, in difference method also it is very difficult to reach a conclusion about the cause, in case there is a plurality of causal conditions. 

 The Joint Method of Agreement and Difference  If two or more instances in which the phenomenon occurs have only one circumstances in common, while the two or more  instances  in which  it does not occur nothing in common save  the  absence  of  that  circumstance,  the  circumstance  in  which  alone  the  two  sets  of instances  differ,  is  the  effect  or  the  cause,  or  an  indispensable  part  of  the  cause  of  the phenomenon. In the joint method the negative instances strengthen the conclusion drawn from the positive instances, thus  in this method there is emphasis both on necessary and sufficient conditions. 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 32 

Analysis of the rule: 

  In this method we require two sets of instances.  In the first set of positive instances the single common circumstance is detected. If that single common circumstance present in the  first  set  is  found  absent  in  the  second  set  of  negative  instances  that  is  the  probable cause of  the given phenomenon. The  instances must be as  far as  possible  from  the  same field. 

  The causal conclusion is based on the uniform presence of a condition in the positive set and its uniform absence in the negative set.  The Joint Method is also called the double method of agreement because  its conclusion  is based on a double agreement, because  its conclusion  is  based  on  a  double  agreement,  i.e  the  agreement  in  presence  and  the agreement in absence. 

Symbolic expression Positive set ABC followed by PQR ACD followed by PRS ADE followed By PST Negative set BCD followed by QRS CDE followed by RST DEF followed by QTV Therefore A is the cause of the effect or indispensable part of the cause of P. 

Example   We  take  the  case  of  a  person  suffering  from  insomania.   The  circumstances proceeding the sleepless nights such as heavy meal, prolonged study, taking a cup of strong coffee, mental tension etc are analyzed carefully.  The patient concludes that ‘taking coffee’ is the only invariable common circumstance present in all the instances of sleepless nights.  By the method of agreement, he may consider this condition as the probable cause.   In the next stage, the analysis is repeated by eliminating the common circumstance, that  is, by avoiding coffee  in the succeeding nights.   If  the patient  is able to sleep well, he can further conclude that the condition present  in all positive instances, and absent  in all negative instances is the probable cause of his insomnia. Limitations   In  the  joint  method,  we  have  to  consider  the  only  one  circumstance  that  is commonly  present  in  the  positive  instances  and  commonly  absent  in  the  negative instances.  This is not much easy in a field of investigation. 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 33 

  This method,  like  the  agreement  and  difference method we  can  suggest  only  the probable  cause.  Moreover,  this  method  cannot  help  us  to  establish  a  quantitative  relationship between cause and effect. Advantage   This  method  combines  the  advantage  of  both  the  agreement  and  difference methods.   If we are able  to  get  true negative  instances,  then by eliminating all  irrelevant conditions, this method can give us the cause of a phenomenon.  Some logicians consider it as the fundamental method of science.  It is largely used in various social sciences. 

 The Method of Concomitant Variations    Whatever  phenomenon  varies  in  any  manner,  whenever  another  phenomenon varies  in some particular manner,  is either a cause or an effect of  that phenomenon or  is connected with it through some fact of causation. Analysis of the rule We take two phenomena that always vary together. The variations are uniform. They must be in the same direction, i.e; either in direct or I inverse proportion. 

Symbolic Expression C1 U S1 C2 U  S2 C3  U  S3  

  The  variations  in  C  are  followed  by  corresponding  variation  in  S.   Therefore  C  is causally connected with S. Examples there is variation in the time, size and strength of the tides whenever there is a variation in the phases of the moon.  Therefore, there is a causal connection between the phases of the moon and the changes in tides.  Increase of poverty in  society  shows  a  corresponding  increase  in  crime.   Therefore,  they  are  causally connected. 

 

 

 Limitations   The  method  of  concomitant  variations  is  used  mainly  as  an  auxiliary  to  other methods.   Hence  in  experiment  it  is  combined  with  the  method  of  difference,  and  in observation  with  the  method  ofagreement.  Another  defect  is  that  the  two  phenomena varying together may not be causally   connected, but may be the co – effect of a common cause. If the concomitant variations are superficial the result of analysis will be misleading. 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 34 

Advantages This method enables the scientist to discover not only causal relations but also quantitative relations.  It may be used as an auxiliary of  the method of difference  in order to get more precise results.  

The Method of Residues   This method can be employed only at  a  late  stage of  causal  investigation. Residue means remainder. Residual phenomenon means that part of a complex phenomenon which remains unexplained by the already known cause. This method deals with the unexplained remaining part of the phenomenon  Analysis of the rule   By applying the previous methods, we have explained the causal connection among parts of some complex phenomenon. One antecedent is left. This antecedent is the cause of the remainder. Symbolic expression  ABC followed by PQR B is known to be the cause of Q C is known to be the cause of R Therefore A is the cause of P. Examples:   We  weigh  a  wagon  filled  with  coal.   Already  we  know  the  weight  of  the  wagon without coal.  If we subtract the weight of the wagon from that wagon filled with coal, then we get the weight of the coal.   The  discovery  of  Neptune  illustrates  the  application  of  this  method.   The  planet Uranus did not  follow the orbit calculated  in terms of  the attraction of  the sun.  The only one possibility left (the residue factor) was the existence of an undiscovered planet pulling Uranus out of its calculated orbit.  The hypothesis was later confirmed with the discovery of Neptune. Limitations   This method is dependent on previous inductions.  It can be used only at the final stage to explain the residual phenomenon.  The entire antecedent and their consequences must be analyzed before applying residue method.  The five methods are dependent on each other.  They  are  all  derived  from  the  Law  of  Causation  as  the  universal  expression  of  the uniformity of nature.  Reference books‐ 

 I M Copy & Carl Cohen, Introduction to Logic, Prentice‐Hall of India, New Delhi 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 35 

 James Edwin Creighton, An Introductory Logic, Mac Millan Publishing Co.,Delhi 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UNIT V 

 HYPOTHESIS 

Introduction 

  The  aim  of  science  is  to  discover  the  laws  of  nature.  It  explains  the  phenomena under observation. The discovery of such laws of nature is a result of the normal working of  our  thought  processor.  In  the  daily  life  of  our  observation  facts  are  carried  on  the 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 36 

background  of  a  purpose  or  a  theory.  Therefore,  it  is  natural  that  the  scientist  observes facts. He explicitly formulates a theory regarding the law which binds the observed facts. A theory about the relations of observed fact is called a hypothesis. A hypothesis is a guess or a supposition.   It  is a provisional explanation of  facts. A Hypothesis sometimes employed instead of a known law, asa premise in the deductive investigation of nature. Mill defined hypothesis  as  “  any  supposition  which  we  make  (either  without  actual  evidence,  or  on evidence  avowedly  insufficient)  in  order  to  endeavor  to  deduce  from  it  conclusions  in accordance with facts which are known to be real; under the idea that if the conclusions to which  the  hypothesis  leads  are  known  truths,  the  hypothesis  itself  either must  be,  or  at least  is  likely  to  be,  true.”  The  deduction  of  known  truths  from  an  hypothesis  is  its verification.  when  this  has  been  accomplished  in  a  good  many  cases,  and  there  are  no manifest  failures,  the  hypothesis  is  often  called  a  theory.  This  term  is  also  used  for  the whole system of laws of a certain class of phenomena; it is called in astronomy as a ‘theory of the heavens.’ Between hypothesis and theory in the former sense no distinct line can be drawn; for the complete proof of any speculation may take a long time.  

Nature of Hypothesis 

  A hypothesis is merely a tentative or provisional solution to a problem.  It is not the real  solution  of  the  problem,  (for  which  the  hypothesis  is  constituted)  till  verified.   A hypothesis  is  of    fundamental  importance  for  a  proper  and  systematic  scientific investigation.  It points the direction in which the scientist  should make observations and conduct experiments.  By framing hypothesis the research is focused on specific points and the  entire  energy  is  used  to  gather  the  evidences  in  favor  of  the  hypothesis.   Random investigations  are  of  no  help  and  only  an  organized  investigation  is  fruitful.  Hypothesis defines  the  scope  of  a  scientific  inquiry  and  helps  in  saving  time  and  efforts  of  the investigators.  The hypothesis serves as the starting point in the rigorous scientific research and thus a hypothesis is assumed as a guide to scientific inquiry. All scientific investigators start with the formulations of hypotheses and stops with their verification and proof.   

  Suppose when  I  go  back  home  and  I  find my  son  not  reached  home  from  school which he normally does by that time, I start guessing and making tentative explanations as to what would have happened to him.  I may suppose that he has missed the school bus, or his school bus is late for it is caught in traffic.  These alternative explanations, suggestions or solutions are called hypothesis. 

   A  hypothesis  is  simply  a  suggestion  or  a  possible  explanation  of  a  particular phenomenon.   It  is merely a  suggestive,  tentative or a provisional  solution  to a problem.  Prof. Coffeey defines hypothesis as “a hypothesis is an attempt at explanation; a provisional supposition made in order to explain scientifically some fact or phenomenon”. 

   A hypothesis is extremely important in every field of investigation. Let us see how it is framed.  The formation of a hypothesis is not a mechanical process.  No rules or criteria can  be  laid  down  for  making  a  “relevant”  or  “good”  hypothesis.   Actual  framing  of hypothesis is the work of a genius.  Here the sagacity, genius  and originality of a scientist play important role, for only a genius or trained mind can see something significant in the 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 37 

phenomenon which others do not notice.  Hypotheses are suggested, writes De Morgan, not by rules, but by sagacity of which no description can be given previously because the very owners of  it do not act under any prescribed laws.  S.H. Mellone adds beautifully,  ‘nature, herself ….. dies gives broad hints as to the direction in which a fruitful hypothesis may be looked for, but only a prepared mind knows how to take the hint’. 

  Nature  gives  ‘broad  hints’  to  inquisitive mind  and  they  are  finger  posts  in  nature pointing outlines of fruitful inquiry.  Induction by simple enumeration and analogy are two main  sources  which  suggest  hypothesis  to  scientist.   Two  phenomena  when  repeatedly occur  together,  and  then  it  suggests  that  there  is  some  connection  between  them,  and consequently  a  scientist  frames  a  hypothesis.   Induction  by  simple  enumeration  cannot prove  the causal connection between two phenomena but  it does suggest a hypothesis, a line  of  inquiry  to  a  scientist.   Similarly  analogy  does  not  conclusively  prove  a  causal connection  though  it  is a  fruitful  source  for suggesting hypothesis.  When  it  is  found  that two things resemble each other in certain important respects, we frame the hypothesis that they will possibly resemble each other  I other respects  too.  The planets, earth and mars, resemble  each  other  in  possessing  similar  kind  of  atmosphere,  land  etc.   On  the  basis  of these resemblances we are led to suppose that the planet mars might resemble the earth in being  inhabited  by  living  creatures.   The  analogy  is  a  very  important  source  of  making hypotheses. 

  Science demands a higher degree of exactness and in this sense scientific research is a  vigorous  investigation.   For  this  purpose  there  should  be well  defined problems which need a solution.  One of the important characteristic of scientific thinking and of all thinking having scientific spirit is to grasp the problem and its nature before proceeding to solve it.  Sometimes it comes to a scientist well defined and some other times the scientist himself sees a problem where others do not.  Only attentive and  intellectually  curious mind sees the problem where others do not.  A scientist then begins by providing possible solutions, conjectures, suppositions, hypothesis to solve the marked problem.  All his energy is then focused on framing and verifying hypotheses. 

  A  hypothesis  is  considered  for  serious  discussion  only  if  it  satisfies  certain conditions,  though  these  conditions  are,  by  no  means,  conclusive  or  exhaustive.  A Hypothesis  is  a  guess or  supposition,  as  to  the  existence of  some  facts or  law which will serve to explain a fact or connection of facts already known to exist.  It is an expression of the tendency of the mind to leave nothing standing in isolation, but to explain the various parts  of  the  experience  by  bringing  them  into  relation  with  one  another.   It  is  only  the beginning of explanation.  It is an attempt to explain facts and in this way either verified or disproved. 

  In  ordinary  experience,  we  are  constantly  trying  to  imagine  the  most  lightly explanation of  facts which we perceived  through  the sense.  For ex;  if a man has  typhoid fever, we are sure to guess that the he has being drinking impure water.  The formation of hypothesis  is  simply  the  minds  to  response  to  the  demand  for  explanation.  Theory  is another word that  is often used as equivalent  to hypothesis.  Strictly speaking  it  is better usage to employ the term hypothesis for the unverified or only partially verified guess, and 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 38 

to  reserve  theory,  for  the  hypothesis  that  has  been more  completely  demonstrated.  It  is necessary to distinguish in some way the mere hypothesis, or supposition which is often as lightly  to  be  false  as  true,  from  the  hypothesis  which  has  been  established  by  proof.  Hypothesis  has been by  a  flash  of  scientific  genius by  imaginative  insight which we may almost  called  inspiration  that  great  scientific  theories  have discovered.  Man  of  scientific insight penetrates more deeply is not the nature of things and is able to discover analogies and  resemblances  to  which  the  ordinary  man  is  blind.   We  are  constantly  making hypothesis  of  these  character  to  explain  the  phenomena  we  meet  within  everyday experience.  The popular use of hypothesis is opposed to the scientific usage of hypothesis, in  the  case  of  scientific  hypothesis  we  assumes  the  explanation  of  the  cause  –  effect relationship. A hypothesis is an attempt at explaining the cause of a new fact, it is tentative or probable explanation about the cause of an observed facts.      

   A  fertile  mind  is  necessary  for  making  a  good  hypothesis.   Good  hypothesis  are suggested  by  a  flash  of  scientific  genius,  by  imaginative  insight.   Observation  of  fact  is another equally important requisite for the formation of a hypothesis.  The mind must be richly  stored  without  observed  facts  in  order  to  renter  the  hypothesis  worthy  of consideration.   Newton’s  passage  from  a  falling  apple  to  the  universal  law  of  gravitation was an act of the prepared imaginations.  At every stage of inductive reasoning hypothesis place  am  important  role.   All  science  starts  with  hypothesis.   The  story  of  induction  is nothing  but  the  story  of  hypothesis.   The  first  stage  of  inductive  reasoning  is  the observation of facts.  The second stage of induction is the formulation of hypothesis out of observed  facts.   Verification  of  hypothesis  is  to  test  its  correctness  is  the  third  stage  of induction.  The final stage of scientific induction is connected with hypothesis because the hypothesis  which  has  been  proved  to  be  only  adequate  explanation  of  the  given phenomena  and  established  as  a  general  law.   Thus  hypothesis  is  vitally  connected with scientific induction. 

 Conditions of good hypothesis The main characteristic of a good, valid, and legitimate hypothesis is that it should explain facts around us; it must be based on events actually occurring in nature.  Valid hypothesis depends on facts in its origin and also for its verification. A good hypothesis is that it should be verifiable with reference to observation or experience.  The verifiability of a hypothesis can  be  done  directly  or  indirectly.   A  hypothesis  which  lacks  any  verification  is  called barren hypothesis, and is not for the scientific inquiries.   

  A hypothesis should be purposeful, and directed to solve the problem for which it is framed. Random or irrelevant hypotheses cannot be considered for serious discussions in sciences or in ordinary common life.  In other words, a hypothesis must be relevant to the problem  it  is  supposed  to  solve.   Relevance here means  the  hypothesis must  either  be  a cause or part of a cause of a phenomenon for which it is formed.  If, however, a hypothesis is neither or them, then it is irrelevant hypothesis and cannot be called ‘good’ hypothesis.  The hypothesis must be clearly and distinctly conceivable  in  itself.   It  should be stated  in the clearest terms.  The vague, obscure and ambiguous hypothesis will only compound the problem of scientific instead of solving it. 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 39 

  A hypothesis which needs less calculation or mapping or observation is considered good.  The scientist prefers the ‘mathematically simplest hypothesis’ equation if both fit the data.  Copernicus  suspected  that  complexities  of  the  epicyclical  orbits  of  the  heavenly bodies  were  due  to  the  observers  own  motion.   By  shifting  to  the  sun  as  centre  of  the coordinate system, he managed to produce as far simpler system of celestial bodies.   

   One  of  the  important  characteristics  of  a  goods  hypothesis  is  that  it  must  not contradict  other  established  truths  or  laws.   This  condition  requires  that we  should  take into  account  the  achievements  of  the  past.   Certain  things  have  been  established  rather definitely and any novel  suggestion, which contradicts one of  such well  established  laws, will  be  treated with  suspicion.  Knowledge  of  facts  and  laws  previously  ascertained  give steadiness to scientific knowledge and nay contradiction of these established laws will only raise  the  suspicion  towards  the  new  hypothesis.   There  are  instances  in  the  history  of sciences, such as Ptolemy’s theory of universe (according to which the earth is the centre of the  universe,  and  the  sun,  the  moon  and  other  planets  revolve  around  it)  was  once established  and  accepted  theory.   It  was  later  challenged  and  replaced  by  Copernican theory according to which sun  is  the centre of  the solar system, and the earth, and other planets move around it. 

    A  hypothesis which  conforms  to  the  various  conditions  laid  down  above  is  called valid, legitimate, good or working hypothesis.  A working hypothesis is accepted as true for time being and is used as a guide for further inquiry.  But a working hypothesis is accepted as the real solution only after verification and confirmation.  It is to remember that a valid scientific  hypothesis  shall  be  conceivable  and  not  absurd.  The  hypothesis  shall  not  be contradict any of the known laws of nature .The hypothesis must be based on facts, and the hypothesis must be verifiable. 

  The verification  of  the  hypothesis  is  the most  essential  test  of  the  soundness of  a hypothesis.  A hypothesis from which nothing can be deduced or inferred as consequences is known as Barren hypothesis. A barren hypothesis is incapable of verification it does not admit of any deductions  from  it. For example;  the  failure of monsoons  is due  to anger of god, and the fever of the child is due to the evil eye sight by the neighbors. 

 

 

Verification and Proof of Hypothesis 

  A working hypothesis is to be tested and verified. Without verification a hypothesis can never be accepted as the real solution to the problem.  This is the most crucial stage in the scientific investigation.  There are two stages of testing the validity of a hypothesis. 

1. Verification of a hypothesis 

2. Proof of a hypothesis 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 40 

  Verification of a hypothesis means testing of the truth of the hypothesis in the light of the actual facts and in the context of empirical data.  The process of verification involves a  comparison  between  the  conclusion  deduced  from  the  hypothesis  and  facts  gathered through observation.  The greater the agreement between the inferences derived from the hypothesis and facts gathered through of confirming the hypothesis.  Verification means to find  out whether  the  conclusion  derived  from  the  hypothesis  is  supported  by  the  actual experiences or not. Verification of a hypothesis is of two types. They are direct and indirect. 

(a)   Direct Verification 

  It  is done by direct appeal  to experiences and observation.   Suppose one wants  to test  the hypothesis  that  the  involvement of  students  in  the  college  administration  solves the  discipline  problem  among  the  students.   For  this  the  behavior  of  the  students  are studies  to  find  out  whether  they  respond  to  the  responsibility  given  to  them.   If  the observation shows that an increased participation in the college administration decreases the indiscipline among them, then the hypothesis is verified by direct observation. 

(b)Indirect verification 

  In  many  cases  direct  verification  of  hypotheses  is  not  possible,  in  those  cases indirect verification, and indirect verification and indirect evidence are looked for to verify the hypotheses.  In indirect verification the consequences are deduced from the hypothesis (the one which one wants to verify) and they are then compared with the actual  facts.   If the  deduced  consequences  or  evidences  agree with  the  facts  actually  observed,  then  the hypothesis is verified, otherwise it stands rejected. 

  There are situations  in science where a scientist verifies  the hypothesis  indirectly, that  is,  by  deducing  evidences,  such  as  the  hypothesis  of  universal  gravitation,  or  the atomic hypothesis, or the gene theory of biology than by deducing from it directly testable consequences.    Indirect  verification  of  a  hypothesis  is  done  by  constructing  a  logical argument.   If  expressed  in  the  strict  logical  form  it  becomes  a  hypothetical  syllogism.  Suppose  one  wants  indirect  verification  of  a  hypothesis  say  H,  then  one  will  frame hypothetical syllogism as follows: If the fact S is observed, then the hypothesis H is true. S is observed. Therefore, the hypothesis H is true. Take a concrete example: If the roads are wet, then it has rained recently. The roads are wet. Therefore, it has rained recently. Take another example: If the house is badly ransacked then the aim of criminals was to steal. 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 41 

The house was badly ransacked. Therefore, the aim of criminals was to steal. 

In all the above examples the hypotheses are verified or confirmed on the basis of certain other facts which are observed as true. 

 The hypothetical syllogism can also be used to disconfirm or to disprove a rival hypothesis say H.  The structure of the reasoning adopted for this purpose would be as follows: 

If hypothesis H is true, then the fact S must be observed. The fact S is not observed. Therefore, the hypothesis H is not true. Yet another example,  If it rained recently, then the rods are wet. The roads are not wet. Therefore, it did not rain recently. Take another illustration: If the aim of criminals is to rob, then the valuables must be missing. But no valuables were missing. Therefore the aim of criminals was not to rob. 

  It  is  evident  that by disproving  the  rival hypotheses  to  increase  the probability of some other hypothesis.  For example, in order to know by the cause of the gruesome crime in which all the members of the family were killed, the investigating team makes a number of  hypotheses  say  H1,  H2,  H3  etc.   By  framing  the  hypothetical  syllogism  the  rivalry hypotheses are eliminated one by one.   If  the  investigating  team wants  to know whether the  hypotheses  H1  that  is  robbery  was  the  motive  of  the  crime,  then  by  structuring hypothetical  syllogism, as we have done above, H1  can  to be ruled out.  The  investigating team  then  takes  second  hypothesis  H2  for  verification.   The  hypotheses  H2  states  that probably the revenge was the cause of the crime.  The hypothetical argument is framed as follows: 

If  revenge was  the  cause  of  the  crime,  then  the  victims were  known  to  be  unpopular  or unfriendly people. 

But the victims were not known to be unpopular or unfriendly people. 

Therefore, the revenge was not the possible motive of crime. 

  In  this  manner  the  hypotheses  H2  is  also  disproved  and  eliminated.   The  list  of hypotheses  is  short  –  listed  in  this way  and  then  the  attention  is  paid  to  the  remaining possible causes of the crime. 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 42 

  Scientist detectives and historians use direct as well  as  the  indirect verification  to justify  and  verify  their  hypotheses.   The  utilitarian  justification  of  a method  of  accepting and  rejecting  hypotheses  is  usually  employed  by  them.   The  utilitarian  justification  of hypothesis means the satisfaction produced by accepting a particular hypothesis.  If we get good  result  and  it  work  pragmatically  well  in  our  experiences  and  explain  the  facts perfectly  well,  then  the  hypothesis  is  accepted  as  confirmed  and  verified.   But  no hypothesis  is  totally  true  or  completely  confirmed.   There  can  be  only  a  high  degree  of confirmation. 

 Proof of a hypothesis 

  Verification  is  merely  one  step  in  the  direction  of  proving  a  hypothesis.   The hypothesis  is  called  proved  conclusively  only  when  it  stands  as  the  only  hypothesis, providing an adequate explanation for the facts or is the only solution for the problem.  In verifying  hypotheses,  the  scientists  take  each  alternative  hypothesis  one  by  one,  and examine it in the light of available evidences.  While verification is the process of evaluating each hypothesis  separately on  its own merits, proof  is  the process of  comparison among the verified hypothesis.  Proof of a hypothesis means a “process of elimination of competing hypothesis”.   After eliminating rivalry hypothesis, the best and most acceptable hypothesis is  chosen  as  the proved hypothesis.  Hypothesis  is  first  verified  and  then  among verified hypothesis the best one is selected, and that chosen one is called proved hypothesis.  When more  than  one  hypothesis  is  verified  then  there  is  competition  among  them.   I  order  to select  one  out  of  them,  further  investigation  is  done  and  then  the  best  among  them  is chosen.  This best chosen one is called proved hypothesis. 

  A  proved  hypothesis  must  adequately  explain  all  the  facts  for  which  it  has  been made  and  it must  be  the only hypothesis  to do  so.  Moreover,  a  proved hypothesis must explain not only those facts for which it is framed but other related facts also.  For example, the law of gravitation explains not only the falling of bodies on the earth but provides the explanation  for  the  movements  of  the  planets  and  their  behavior.   In  short,  a  proved hypothesis must  be  verified,  and  it must  be  adequate  to  explain  the  phenomenon under investigation, and also it should be the only hypothesis to do so. 

  In science, many hypotheses remain unproved even though they have been verified.  This happens because the conclusive evidences may not be available to support the facts.  For instance, there are different hypothesis regarding the origin of the world.  Each one of them  stands  verified  to  some  extent,  but  some  has  yet  been  proved  conclusively.   The demand for absolute and conclusive proof of a hypothesis is an ideal demand which cannot be  always  met.   However,  the  very  hypothesis  that  stands  verified  with  the  support  of evidences is raised to the status of theory.  At the same time a well approved and generally accepted theory becomes a law. 

Reference Books 

Same as in the unit 4 

School of Distance Education  

Essentials of Material Logic  Page 43 

 


Recommended