Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Розділ чотирнадцятий гіпотеза

Скачати 231.6 Kb.

Розділ чотирнадцятий гіпотеза




Скачати 231.6 Kb.
Дата конвертації13.06.2017
Розмір231.6 Kb.

Розділ чотирнадцятий

ГІПОТЕЗА



Сутність гіпотези. Розвиток гіпотези.

Способи підтвердження гіпотези.

Сучасний світ є надзвичайно складним і безмежно різноманітним, тому людина у своїй пізнавально-перетворюючій діяльності далеко не завжди може дати миттєву достовірну відповідь на якусь проблему чи питання, що виникають.

Первісна відповідь на них, як правило, буває у формі більш-менш обґрунтованого припущення. Але згодом нам доводиться аналізувати й систематизувати вже не одне, а кілька припущень, які б змогли пояснити як внутрішню сутність досліджуваного явища, так і його зв'язки з іншими предметами чи явищами. Однак при цьому висування різних припущень не має стихійного, спонтанного характеру. Усяке спостереження і всякий експеримент повинні здійснюватися за деяким планом, за певною ідеальною моделлю. Тільки такий заздалегідь спланований, змодельований задум може принести ефективний результат у науковому дослідженні, дати відповідь на поставлене запитання чи проблему.

Думка про передбачувану причину даного явища і є гіпотезою (грецьк. Hypothesis – підстава, припущення).

Термін “гіпотеза” на повсякденному рівні знання має дуже багатогранне значення. У повсякденній мові слово гіпотеза вживається насамперед як будь-яке припущення, будь-який здогад, будь-який домисел тощо. І дійсно, що б ми не прагнули пізнавати, ми завжди висуваємо якесь припущення, а вже потім його обґрунтовуємо і перевіряємо.

Візьмемо такий розхожий приклад, як впізнавання невідомої донині якої-небудь речі чи явища. У цьому найпростішому пізнавальному акті неодмінно включається структурним елементом здогад, припущення. Останні найчастіше бувають у формі аналогії. Спочатку ми прагнемо "одягти" незнане в “одяг” вже знаного, відомого, і тільки через деякий час, підключивши фактичний, реальний матеріал для аналізу "незнайомця", ми отримуємо можливість встановити його істинну суть. Але таке абсолютне впізнання буває далеко не завжди. Наприклад, для аборигенів деяких племен Африки новітня комп'ютерна система спочатку буде впізнана як зручні підставки для збирання врожаю бананів.

Збирання врожаю - сукупність робіт на завершальній стадії землеробства. Включає збір врожаю, доставку його до місця післязбиральної обробки, саму післязбиральну обробку, доставку врожаю в місця зберігання або продажу.

На такому рівні впізнавання ці комп'ютери так і залишаться в їхній пам'яті й практичному використанні.

Для значної частини українців старшого покоління ці ж комп'ютери будуть упізнані на рівні складних приладів і не впізнані за їхньою сутністю, і тільки частина сучасної молоді буде здатна впізнати комп'ютери за формою, призначенням, змістом і функціональністю. Як бачимо, впізнавання (припущення) одного й того самого предмета чи явища відбувається по-різному і на це є свої причини.

Таке широке і досить спрощене вживання терміну “гіпотеза” є скоріше предметом психологічного дослідження.

Логіку цікавлять у гіпотезі насамперед ті специфічні риси, які й виділяють її в особливу форму мислення. Здогад не обмежений нічим, має довільний характер і не підкоряється якимось строгим правилам, принципам, формулам і т.ін.

Тому логіка досліджує гіпотезу в більш вузькому спектрі, а не як здогад взагалі. А якщо гіпотеза є формою мислення, що пізнає об’єктивну реальність, то, природно, вона повинна задовольняти низку необхідних вимог, принципів, а також мати певну свою структуру.


11.1. Сутність гіпотези
Під гіпотезою в науковому розумінні цього терміну мають на увазі, по-перше, припущення про деякий факт, що з якихось причин поки недоступний для розуміння, але який порівняно легко, без спеціальних досліджень, може бути збагненним; по-друге, гіпотезою називають також особливий прийом висування припущення і його доведення у процесі наукового дослідження.

Формулювання гіпотези завжди пов'язується з конкретним об'єктом, про який складається наукове припущення. Гіпотеза полягає у тому, що в навколишніх предметах чи явищах їхня сутність нам безпосередньо не дається, ми бачимо тільки наявні їх прояви. Звичайно, якби сутність збігалася з тим, що ми виявляємо в явищах, то не було б і необхідності в гіпотезах.

У таких уявлюваних ситуаціях доводилося б констатувати побачене, почуте тощо, і на цьому б закінчувався процес пізнання.

Наукове дослідження - процес дослідження певного об'єкта (предмета або явища) за допомогою наукових методів, яке має на меті встановлення закономірностей його виникнення, розвитку і перетворення в інтересах раціонального використання у практичній діяльності людей.

Пізнáння - сукупність процесів, процедур і методів набуття знань про явища і закономірності об'єктивного голату. Пізнання є основним предметом науки гносеології (теорії пізнання).

Але в дійсності це тільки фантазія. У реальності все виявляється зовсім по-іншому. Ми зустрічаємося із зовнішніми ознаками предметів, що нам з'являються, внутрішня ж їх сутність приховується від безпосереднього споглядання та усвідомлення.

Саме останній випадок і лежить в основі наукових припущень про внутрішню сутність предметів та їхніх відношень з іншими об'єктами. Ось такі припущення ми і будемо називати гіпотезою.



Гіпотеза являє собою форму логічного мислення, що ґрунтується на новому знанні вірогідного характеру, яке розкриває причину, що викликає визначені наслідки, однак таке припущення в той же час не можна вважати твердо встановленим.

Міркування - зіставлення думок, пов’язання їх задля відповідних висновків, логічне мислення. Можна розглядати міркування як аналіз і синтез даних, та їхню оцінку. Хоча знання фактів і є точкою відліку у вивченні суспільних наук, людина також повинна мати здатність до логічного мислення-міркування, адже саме міркування наповнює факти, проблеми і поняття змістом: міркуючи над засвоєним знанням, людина приходить до повнішого розуміння предмета. Міркування є також предметом логіки, яка вказує нам правила, закони або норми, яким повинне підкорятися наше мислення для того, щоб бути істинним.

Таким чином, гіпотеза спрямована на розкриття причинно-наслідкових зв'язків і відношень досліджуваних явищ об'єктивної дійсності. Від істинного знання вона відрізняється не предметом дослідження, а тільки рівнем обґрунтованості знання, що міститься в ній. Гіпотеза – це своєрідна за формою предтеча наукової теорії, це ідея, що систематизує за заздалегідь визначеними принципами знання, що накопичилися, і пропонує нестандартні рішення виникаючих проблем у різних галузях знання. Формуванню уявлення про сутність гіпотези може допомогти рис. 11.1.

Треба підкреслити, що гіпотеза виступає формою розвитку наукового знання не тому, що вона є судженням-припущенням.

Науко́ва тео́рія - це система узагальненого знання, пояснення різнобічності подій, ситуацій, що відбуваються у природі чи суспільстві.

Наукове знання - система знань про закони природи, суспільства, мислення. Наукове знання є основою наукової картини світу, оскільки описує закони його розвитку.

Саме по собі взяте окремо припущення не розвиває знання про предмет дослідження. Наукове припущення виконує свою функцію тільки тоді, коли воно поставлене у зв'язок з вірогідно встановленим попереднім знанням і тими висновками, що випливають з нього. Отже вірогідність знання в гіпотезі складає основу, базу, її фундамент. Евристична цінність гіпотези саме і полягає в тому, що в ній гармонійно поєднуються раніше відоме знання і досвід з новознайденим.



Рис. 11.1 − Сутність гіпотези


За своєю формою і навіть за окремими сутнісними аспектами гіпотеза нагадує нам проблематичне судження, тобто судження, істинність чи хибність якого ще не доведена. Але ці судження входять до структури гіпотези складовими елементами і підлеглі загальній концептуальній гіпотетичній ідеї. Гіпотеза підкоряє усі види суджень як логічний інструментарій для обґрунтування її центральної стратегічної мети.

Іноді думка може здобувати форму припущення, не будучи ним за своєю сутністю. Досить згадати доведення від супротивного. Щоб довести істинність судження А, припускають істинним судження не-А. З цього припущення виводять наслідки, хибність яких очевидна. Від хибності наслідків з не-А доходять висновку про хибність самого не-А, а від хибності не-А переходять на підставі закону виключеного третього до встановлення істинності судження А.

Закон виключеного третього (поширена лат. назва tertium non datur - «третього не дано») - закон класичної логіки, який полягає в тому, що з двох висловлювань - «А» чи «не А» - одне обов'язково є істинним, тобто два судження, одне з яких є запереченням іншого, не можуть бути одночасно хибними.

Наприклад, при доведенні теореми, що дві паралельні прямі лінії в геометрії Евкліда не перетинаються, робиться припущення: припустимо, що вони перетинаються.

Евклі́дова геоме́трія - геометрична теорія, основана на системі постулатів, вперше викладеній у «Началах» Евкліда (III століття до н. е.). Аксіоматика[ред. • ред. код] Проблема повної аксіоматизації елементарної геометрії - одна з проблем геометрії, що виникла у Стародавній Греції у зв'язку з критикою цієї першої спроби побудувати повну систему аксіом так, щоб всі твердження евклідової геометрії з цих аксіом були чисто логічним висновком без унаочнювальних креслень. У «Початках» Евкліда, була дана наступна аксіоматика: Від усякої точки до всякої точки можна провести пряму лінію. Обмежену лінію можна безперервно продовжувати до прямої. З усякого центра довільним розхилом циркуля може бути описане коло. Усі прямі кути рівні між собою. Якщо пряма, що перетинає дві прямі, утворює внутрішні односторонні кути, які менші ніж два прямі кути, то ці дві прямі, продовжені необмежено, зустрінуться з тієї сторони, де кути менші за два прямі. Аксіома паралельності Евкліда

Це припущення приводить до хибних наслідків, а значить воно саме хибне, отже істинним є суперечне йому твердження: паралельні прямі не перетинаються.

Чи можемо ми вважати таке припущення гіпотезою? Звичайно ж ні, Чому? Тому, що дане припущення не є ідеєю, яка б змогла звести знання в систему й одержати нові наукові результати. Це припущення має явно обмежений характер і зводиться лише до прийому в доведенні. Адже ми свідомо, доцільно взяли хибне судження і приписали йому статус істинності. У гіпотезі передбачається саме те, що дійсно точно не встановлено. Так, судження про те, що на Венері може бути життя – це тільки припущення, тому що на сьогоднішній день вірогідно встановити істинність цього положення неможливо.

Є ще один вид припущення, що своєю формою нагадує гіпотезу – це допущення. На відмінність від першого припущення, що виступає як прийом в доведенні, допущення – це спосіб утворення абстракції. Допущення в науці виконує функцію не доведення, а дослідження предмета, утворення спрощеної абстракції. Іншими словами, вчений припускає досліджуваний предмет у спрощеному, чистому вигляді. Наприклад, кібернетики розглядали людський мозок (у 60-ті роки минулого сторіччя) як певний перетворювач інформації, і подумки конструювали модель цього процесу.

Головний мозок людини - головний орган центральної нервової системи (ЦНС), що складається з маси взаємозалежних нервових клітин.

Мозок у цих моделях розглядався чисто в інформаційному аспекті. Однак ці допущення робилися не для того, щоб їх довести, а виділялися в чистий предмет вивчення, не деформований випадковостями. Отже ціль допущення полягає в тому, щоб досліджуваний предмет звільнити від різних випадковостей і полегшити його сутнісне розуміння.

У гіпотезі припущення виступає в ролі своєрідного фокуса, що концентрує в собі досягнення сучасної науки і техніки й спрямовує увагу дослідника на виявлення новітніх фактів і закономірностей в осягненні об'єктивного світу, на можливість їх використання у практично-перетворювальній діяльності.

У науці існує такий вид припущення, відповідно до якого мислиться існуючим щось ідеальне. Воно в даних умовах є недосяжним, але для повного розуміння досліджуваного предмета вважається необхідним. Це можна проілюструвати на прикладі абсолютного нуля, введеного у фізику В. Томсоном. Треба сказати, що абсолютний нуль – це не порожнє поняття; воно має об'єктивний зміст, який дозволяє раціонально й ефективно проникати в сутність теплових явищ. У системі з іншими поняттями воно відбиває реальні процеси зміни стану речовини в зв'язку зі зниженням її температури, особливо в зоні так званих наднизьких температур.

Зазначений вид припущення відрізняється від двох раніше нами проаналізованих. Якщо перший з них виступав у ролі своєрідного прийому в доведенні, а другий був способом дослідження, то останній вивчає безпосередньо висунуте припущення, і на цій основі створює струнку систему знань, тобто теорію. Такий вид припущення є найбільш близьким за своїм змістом до припущення в гіпотезі, але істотно відрізняється від нього за своїми функціями. Так, якщо ми вводимо поняття абсолютного нуля або робимо припущення про ідеальний газ, абсолютно тверде тіло, абсолютно чорне тіло і т.

Абсолю́тно чо́рне ті́ло - фізична абстракція, що вживається у термодинаміці; тіло, яке цілком поглинає проміння (всіх довжин хвиль), що падає на нього. Не зважаючи на назву, абсолютно чорне тіло може випускати теплове випромінювання.

Абсолю́тно тверде́ тíло - тіло, яке ні за яких умов не деформується і за всіх умов відстань між двома точками (або точніше між двома частинами) якого залишається постійною.

ін., то ми не ставимо перед собою самоціль – досягти саме цього стану. Ми просто з'ясовуємо роль і значення цього припущення для більш глибокого, всебічного пізнання фізичних законів. На цьому функція такого припущення і закінчується.

Зовсім інший зміст і функціональне призначення має припущення в гіпотезі. Воно полягає в тому, щоб довести реальне існування передбачуваного явища. Наприклад, наука прагне довести істинність припущення про існування життя на Венері. Це припущення ґрунтується на реальних фактах, отриманих російськими космічними апаратами "Венера" і американськими зондами "Pioneer Venus" і "Magellan".

Фізичний закон - наукове узагальнення, що ґрунтується на емпіричному спостереженні за поведінкою природних тіл, яке вважається універсальниим і незмінним фактом фізичного світу.

Космічний апарат (КА) - технічний пристрій, що використовується для виконання різноманітних завдань у космічному просторі, а також проведення дослідницьких та іншого роду робіт на поверхні різних небесних тіл.

За допомогою апаратури, встановленої на кораблях, вченим удалося дослідити скупчення крапель води в хмарах, що огортають планету. Вони знайшли дивні особливості в їхньому хімічному складі.

Хімічний склад, також Склад речовини - термін хімії - частка вмісту окремих хімічних елементів у речовині, матеріалі, сплаві, породі тощо.

За словами дослідників, це може свідчити про можливість присутності в цих хмарах деяких мікроорганізмів. Вони являють собою частки витягнутої форми і за своїми розмірами вони такі ж чи ледве більші, ніж бактерії на Землі.

В атмосфері Венери були також виявлені сульфід водню і двоокис сірки – два гази, що реагують один з одним і не спостерігаються в одному місці одночасно, якщо тільки щось не виділяє їх.

Незважаючи на сонячну радіацію й освітленість, атмосфера планети навряд чи містить окис вуглецю, отже можна припустити, що він чимось поглинається.

Атмосфе́ра планети - (від грец. άτμός - пара і σφαῖρα - куля) - зовнішня газова оболонка планети, що утримується навколо неї гравітацією. Наявність атмосфери можлива лише за умови досить великої маси планети.

Атмосфе́ра Вене́ри - газова оболонка, що оточує Венеру. Набагато щільніша та гарячіша, ніж атмосфера Землі: її температура на середньому рівні поверхні становить 740 К (467 °С) при тиску близько 93 бар.

Діокси́д сі́рки, сульфу́р(IV) окси́д - неорганічна бінарна сполука складу SO2. За звичайних умов являє собою безбарвний газ з різким задушливим запахом. Проявляє доволі сильні відновні властивості. Використовується у синтезі сульфатної кислоти, а також як відбілювач і для обробки приміщень від шкідників.

Со́нячна радіа́ція - електромагнітне і корпускулярне випромінювання Сонця, яке поширюється у вигляді електромагнітних хвиль.

Усі перераховані вище об'єктивні дані дозволяють висловити припущення про можливість існування певних форм життя на планеті Венера. Але це лишається тільки припущенням, хоча воно і спирається на точно встановлені факти, але останніх поки недостатня кількість, щоб гіпотеза перетворилася в наукову істину.

Припущення в гіпотезі не є чимось застиглим, статичним, воно виникає, розвивається і постійно удосконалюється. Так, у всіх нинішніх підручниках з біології значиться, що молекулярна структура ДНК є стійко стабільною. Однак з початком XXI ст. пов'язана нова гіпотеза, а вірніше більш досконала гіпотеза. Відповідно до її центральної ідеї, ДНК має "коливну" структуру подвійної спіралі, тобто являє собою динамічну хаотичну систему.

Подві́йна спіра́ль, у геометрії - структура, що складається з двох конгруентних спіралей (гвинтових ліній) із спільною віссю, що відрізняються тільки трансляцією уздовж тієї ж осі, яка може бути як на половину періоду кожної із спіралей, так і на іншу величину.

А як же бути з ідеєю жорсткої структури ДНК? Ця ідея в більш досконалій гіпотезі виступає вже тільки як окремий випадок. Жорстка структура тепер розцінюється як середнє положення стану ДНК на певний момент часу.

Нова ідея похитнула і стійке розуміння електропровідності ДНК. Голландські вчені, а саме вони відкрили динамічний характер ДНК, показали, що хаотичні рухи обмежують властивості питомої електропровідності ДНК, а ми знаємо, що електропровідність, навіть якщо вона недосконала, все одно є важливою для життя клітин. Наприклад, клітина використовує вільні електрони для переміщення електричних зарядів у ДНК, щоб відремонтувати пошкоджені з'єднання тощо.

Вільні частинки - термін, який уживається в фізиці для позначення частинок, які не взаємодіють з іншими тілами, а, отже мають тільки кінетичну енергію.

Момент часу - точка на часовій осі. Про події, що відповідають одному моменту часу, говорять як про одночасні.

Електри́чний заря́д - фізична величина, яка є кількісною мірою властивості фізичних тіл або частинок речовини, що вступають в електромагнітну взаємодію. Електричний заряд звичайно позначають латинськими літерами q або великою буквою Q .

Удосконалена гіпотеза значно вплинула на перспективу розвитку молекулярної мікроелектроніки. Якщо остання тепер ґрунтується на теоретичній базі стабільної структури ДНК, то нові результати поклали кінець цьому напрямку. Тепер дослідники-електронники повинні брати як опорну базу неефективну питому електропровідність ДНК і вже від цього вихідного положення розвивати напрямок молекулярної електроніки, зокрема напрямок по створенню біологічних комп'ютерів.

Таким чином, процес становлення і розвитку припущення є складним, суперечливим, але науково цікавим; він надихає розум вчених на пошук усе нових і нових шляхів удосконалення і поглиблення знання.

Гіпотеза як форма мислення на певному етапі накопиченого знання дозволяє здійснити своєрідний стрибок, вона перериває безперервне, думка приходить до зовсім нових уявлень, як це ми бачили на прикладі сучасного розуміння ДНК. Тут криється своєрідна діалектика в русі людського мислення.

Думка переходить від постановки проблеми до її вирішення у формі гіпотези. І в цей час вона різко порушує усталену, стабільну, надійну систему знань, до якої вчені звикли. У цей період відбувається саме цікаве для одних вчених і драматичне для інших. І все це тому, що гіпотеза робить "логічну" диверсію, тобто руйнує цитадель стабільності й при тому здійснює це не за звичними правилами.

Іншими словами, вона ще не в змозі строго логічно, на базі досвідченого знання обґрунтовувати законність початого акта демонтажу старих знань і висування зовсім нової системи знань. Тому спочатку це "божевільне" припущення є досить вразливим з боку консервативних знань. Пізніше з'являться і логічні, і дослідні обґрунтування цієї ідеї, вона перетвориться в сучасну наукову теорію. Але пройде час і вона колись також "застаріє", на зміну їй прийдуть молоді, "юні", "задерикуваті" ідеї, і знов-таки не за правилами вони відсунуть цю теорію в одну з історичних ніш людського знання.
11.2. Розвиток гіпотези

Гіпотеза у своєму розвитку проходить певні етапи або стадії, в яких вона уточнюється, доповнюється новими фактами і додатковими припущеннями. Але вона не може розвиватися до нескінченності, настає такий період, коли вона доводиться і перетворюється в наукову теорію чи спростовується, в результаті на її місці виникає нова гіпотеза. Безгіпотезного "вакууму" в науці не буває.

Кожна гіпотеза проходить конкретні стадії у своєму розвитку. Існує три таких основних стадії (рис. 11.2).



Рис. 11.2 − Основні стадії генезису і розвитку гіпотези

Перша стадія характерна тим, що на основі численних фактів і деяких наявних систем наукових положень зароджується і формулюється гіпотеза.

Друга стадія розвитку гіпотези відрізняється тим, що здійснюється аналіз основоположного припущення. Але головне на цьому етапі полягає в розробці наслідків, які з необхідністю повинні детермінуватися, тобто обумовлюватися висунутим припущенням.

Третя стадія являє собою процес зіставлення аналітичного матеріалу основного припущення з даними, отриманими в результаті досвіду і наукового спостереження. Якщо це зіставлення покаже, що всі без винятку наслідки, що випливають з основного припущення, є в реальності, то це і буде основним свідченням того, що гіпотеза має імовірний характер.

Якщо наслідки теоретично виводяться з основного припущення гіпотези, підтверджуються реальними фактами, то це не завжди є доказом вірогідності істини, але це і не значить, що її варто відкинути.

У першому випадку один і той самий наслідок може обумовлюватися одночасно різними підставами. Тому факти, що відповідають основному теоретичному припущенню гіпотези, не можуть бути вагомим доказом істинності. Залишається одне – поставити жорсткі рамки перевірки емпіричного матеріалу, щоб випадково в поле зазначеної гіпотези не потрапили факти із сфери інших закономірностей.

У другому випадку, якщо гіпотеза в даний момент не може пояснити який-небудь факт, слід працювати над гіпотезою, ретельно досліджувати інші факти, удосконалювати теоретичну структуру гіпотези, щоб вона пояснила все коло досліджуваних явищ. Але не слід забувати й про інше – факти можуть бути випадковими, невірними і суб'єктивними.

Досить послатися на відомі приклади з історії всесвітньої науки. Коли Ньютон висунув гіпотезу про те, що центральна сила тяжіння, яка утримує на орбіті Місяць, убуває обернено пропорційно квадрату його відстані від Землі, то спочатку ця гіпотеза суперечила фактичним даним астрономії того часу.

Гравіта́ція або тяжіння - властивість тіл із масою притягуватись одне до одного. Гравітаційна взаємодія найслабша із фундаментальних взаємодій, однак її характерною особливістю є те, що тіла, які мають масу, завжди притягаються одне до одного.

Виникла в науці пікантна ситуація: або невірною є гіпотеза Ньютона, або результати вимірів були неточними. Пройшло 9 років з моменту проголошення гіпотези. І ось Жан Пікер (французький астроном, учень філософа-матеріаліста П. Гассенді), використавши метод триангуляції і вперше застосувавши для кутових вимірів інструменти, обладнані замість діоптрів зоровими трубами із сіткою ниток, точно виміряв довжину 1° меридіана. Вона дорівнювала 111,21 км (сьогодні за умови найточніших вимірювальних приладів встановлено, що довжина 1° меридіана складає 111,18 км).

Нові дані про розмір Землі використав І. Ньютон і цим незаперечно, за допомогою чисельних розрахунків підтвердив закон всесвітнього тяжіння і гіпотезу про те, що центральна сила тяжіння, яка утримує на орбіті Місяць, дійсно убуває обернено пропорційно квадрату його відстані від Землі.

Вимі́рювальний при́лад (рос. измерительный прибор; англ. indicating instrument; measuring instrument; нім. Ausmessungsgerät n, Messgerät n) - засіб вимірювань, в якому створюється візуальний сигнал вимірюваної інформації.

Закон всесвітнього тяжіння - фізичний закон, що описує гравітаційну взаємодію в рамках Ньютонівської механіки. Закон стверджує, що сила притягання між двома тілами (матеріальними точками) прямо пропорційна добутку їхніх мас, і обернено пропорційна квадрату відстані між ними.

Добре відомо, особливо хімікам, що гіпотеза Д.І. Менделєєва не узгоджувалася з деякими фактами, що панували на той час в хімії. Але Менделєєв стояв на своєму; продовжував дослідження. Зрештою з'ясувалося, що наявні фактичні дані виявилися неточними. Переборола гіпотетична теорія, яка переросла у фундаментальний закон хімії –періодичний закон Менделєєва.

Якщо гіпотеза являє собою обґрунтоване наукове припущення, адекватне дійсності, то вона здатна пояснити не тільки раніше відомі явища, але також явища, що стали відомими згодом. Це є важливою умовою перевірки істинності основного припущення гіпотези. У цих відношеннях наявного системного знання і наслідків, пов'язаних із упровадженням положень гіпотези, просліджується чітка закономірність. Чим більше відкриває наука нових фактів, що пояснюються основним припущенням висунутої гіпотези, тим більш високою стає ступінь імовірності гіпотези. Остання постійно перебуває в розвитку, реалізуючи себе поетапно, як це й наведено на рис. 11.2. Так, у минулому столітті була висунута найвищою мірою правильна гіпотеза про те, що магнітне поле Землі змінює свою полярність.

Магнітне поле Землі, геомагнітне поле (англ. geomagnetic field, Earth’s magnetism, terrestrial magnetic field, нім. Magnetfeld der Erde, geomagnetisches Feld n) - силове поле, виникнення якого зумовлене джерелами, що знаходяться в земній кулі та навколоземному просторі (магнітосфері та іоносфері).

Була зібрана безліч фактів, які досить переконливо підтверджували основне припущення гіпотези. Але разом з цими достовірними фактами залишалися відкритими питання: коли відбулася зміна полюсів, як часто міняються полюси; швидко чи повільно відбувається цей процес.

Голландські вчені в 2002 р. розвили поліпшений метод ідентифікації сліду магнітного поля в старих геологічних породах. Новий метод дослідження показав, що магнітне поле Землі дійсно цілком перемінило свою полярність, зокрема приблизно десять мільйонів років тому.

Років тому - шкала часу, що широко використовується в археології, геології та інших науках для датування подій в минулому. Оскільки час відрахунку змінюється, стандартна практика пропонує використання 1950 року як еталонної точки «сучасності».

Де́сять Мільйо́нів - телевізійна гра, прем'єра якої відбулася 4 вересня 2010 року на телеканалі «Росія-1».

Ме́тод (від грец. μέθοδος - «шлях крізь») - систематизована сукупність кроків, які потрібно здійснити, щоб виконати певну задачу чи досягти певної мети; поняття тотожне алгоритму дій і технологічному процесу.

До отримання цих результатів інформація про зміну полюсів мала суто передбачуваний характер.

Суть нового ідентифікаційного методу полягає в тому, що частки заліза у відкладеннях породи відповідної епохи орієнтуються згідно з напрямком на магнітне поле планети. Оскільки осадові породи ущільнюються і кам'яніють протягом декількох десятиліть, частки заліза продовжують лежати в напрямку, який вони зайняли спочатку за орієнтацією силових ліній магнітного поля.

Силова́ лі́нія векторного поля - це уявна лінія в просторі, дотична до якої в будь-якій точці збігається з напрямком поля в цій точці.

Ці дані використовують в усьому світі як геологічні сліди пластів. Новий метод дає інформацію щодо носіїв магнітного сигналу в геологічних відкладеннях.

Дослідження магнітного поля минулого відіграють важливу роль для нашого розуміння геодинаміки. За рядом припущень, магнітне поле планети утворюється в центрі Землі її залізним ядром.

Магнітне поле планети тепер орієнтоване в напрямку Північ-Південь так, що орієнтує стрілку компаса в напрямку на Північ. Приблизно 800000 років тому стрілка компаса показувала на Південь. Здавалося б, проблему розв’язано, можна поставити крапку в цій геодинамічній системі, але в науці так не буває. Вирішення однієї проблеми звичайно висуває десятки інших проблем, як правило, більш складного рівня рішення.

Так вийшло й у даній ситуації. Виникли запитання такого роду. "У який проміжок часу відбувається зміна полюсів? " "Чи здійснюється вона шляхом швидкого стрибка, чи поступово, внаслідок повільного еволюційного процесу?" тощо.

Поліпшений метод ідентифікації дозволяє гранично точно відповісти на вище поставлені та інші подібні запитання. По-перше, зміни полярності магнітного поля Землі відбувалися протягом дуже короткого часу. По-друге, такі зміни в історії планети відбувалися не один раз.

Якби зміна полюсів розтягувалася на тривалий термін, то життя на нашій планеті в ці проміжки було б знищене сонячною радіацією.

Еволю́ція - природне явище зміни популяцій, видів, вищих таксонів, біоценозів, флор і фаун, генів і ознак у часі в ході історії Землі.

Земля́ - третя від Сонця планета Сонячної системи, єдина планета, на якій відоме життя, домівка людства. Земля належить до планет земної групи і є найбільшою з цих планет у Сонячній системі. Землю іноді називають світом, латинською назвою Терра або грецькою - Гея.

Сонячна радіація в такому випадку безперешкодно проникала б в атмосферу планети і досягала б її поверхні, оскільки крім магнітного поля для сонячного вітру не існує перешкод.

Розглянутий приклад показує, як додаткові, істотно нові факти розвивають первісне положення, не вимагають докорінної зміни основного припущення гіпотези. Більше того, додатковий матеріал значною мірою уточнює і без того загалом вірне пояснення, але одночасно і ставить нові проблеми щодо розуміння природи магнетизму планет та закономірностей динаміки його еволюції.

Однак історія науки знає й інші випадки, коли ніякі виправлення, внесені до гіпотези, не приводили до задовільної згоди між старою гіпотезою і новими фактами, що спростовують її основне припущення.

Істо́рія нау́ки - це дослідження феномену науки в його історії. Наука, зокрема, являє собою сукупність емпіричних, теоретичних і практичних знань про навколишній світ, отриманих науковим співтовариством.

У таких випадках науці доводилося не доповнювати застарілу гіпотезу новими фактами, рятуючи її інколи навіть багатовіковий авторитет, а рішуче відкидати її й заміняти новою (рис. 11.3).

Хрестоматійним прикладом такої заміни є гіпотеза про центральне положення нерухомої Землі у Всесвіті. Великий давньогрецький астроном Клавдій Птолемей (II століття н.е.

Клавдій Птолемей (або Клавдій Птоломей, грец. Κλαύδιος Πτολεμαῖος; бл. 87 - 165) - давньогрецький вчений (математик, астроном, географ, астролог), твори якого мали великий вплив на розвиток астрономії, географії та оптики.

) у своїй праці "Алькагест" стверджував, що нерухома куляста Земля знаходиться в центрі Всесвіту. За допомогою сукупності різних (іноді сумнівних навіть для того часу) припущень Птолемей довів правильність своєї гіпотези про геоцентричний характер системи світобудови. Однак сам він вважав її лише математичною моделлю. Але як би там не було, його система проіснувала чотирнадцять століть. Можна без перебільшення сказати, що вона необмежено панувала в науці й давала можливість практичного використання у мореплавстві.


Рис. 11.3 − Можливі варіанти існування гіпотези


І тільки в XVI ст. на зміну їй прийшла геліоцентрична система Світу.

Математи́чна моде́ль - система математичних співвідношень, які описують досліджуваний процес або явище. Математична модель має важливе значення для таких наук, як: економіка, екологія, соціологія, фізика, хімія, механіка, інформатика, біологія та ін.

Геліоцентри́зм або Геліоцентри́чна систе́ма сві́ту (від грец. ηλιος «сонце» і лат. centrum «осереддя, центр») - вчення в астрономії і філософії, яке ставить Сонце в центр Всесвіту, а навколо нього (точніше, навколо спільного центра мас всієї його системи) обертаються усі тіла.

її творцем став Микола Копернік. У новій теорії було висловлене припущення (згодом науково обґрунтоване), що Земля є тільки однією з планет Сонячної системи.

Микола́й Копе́рник (пол. Mikołaj Kopernik, нім. Nikolaus Kopernikus, лат. Nicolaus Copernicus Torinensis або Thorunensis або Torunensis, ім'я при народженні - Nikolas Koppernigk; 19 лютого 1473, Торунь, нині Польща - 24 травня 1543, Фромборк, нині Польща) - польсько-німецький астроном і математик, фізик, правник, дипломат, економіст, канонік та лікар.

Со́нячна систе́ма - планетна система, що включає в себе центральну зорю - Сонце, і всі природні космічні об'єкти, що обертаються навколо нього.

Але це тільки черговий етап в осягненні цієї системи, тому що ми ще й досі точно не знаємо її походження. Ми не знаємо достовірно великомасштабної структури Всесвіту.

Великомасштабна структура Всесвіту в космології - структура розподілу матерії на найбільших спостережуваних масштабах.

Можливо, в ньому існують своєрідні міні-всесвіти, одним з яких є Метагалактика. Чи існують у космічному просторі "брати по розуму" і світовий розум?

Ко́смос (від грец. κόσμος - «порядок») - одне з ключових понять давньогрецької історії та культури. Вживалося на позначення встановленого Богом (богами, Божеством) Всесвітнього Ладу, Порядку - на противагу Хаосу - Всесвітньому Безладу.

Яке космічне майбутнє чекає нашу земну цивілізацію? Ці та багато, багато інших проблем постає перед наукою, які рано чи пізно втіляться в систему гіпотез, а потім, цілком можливо, матеріалізуються в наукові теорії і перетворяться на реальну дійсність.

У процесі становлення і подальшого розвитку гіпотези часто виникає ситуація, коли деякі гіпотези суперечать одна одній. Таке суперництво гіпотез є плідним, воно збуджує творчу думку вчених, викликає до життя все нові й нові дослідження, експерименти, результати яких поглиблюють наші знання. Класичним прикладом, що ілюструє подібну ситуацію в науці, є природа світла.

Протягом тривалого часу в науці суперничали дві гіпотези стосовно природа світла: корпускулярна і хвильова. Обидві ці гіпотези містили певний момент істини, кожна з них відбивала і, більше того, абсолютизувала одну сторону в складній природі світла. Ньютон намагався створити компромісну гіпотезу, яка б поєднувала воєдино обидві концепції, але так у нього і не вийшло обґрунтованої гіпотези.

Тільки у XX ст. французький фізик, лауреат Нобелівської премії Луї де Бройль висловив гіпотезу про те, що фотону світла притаманні як хвильові, так і корпускулярні властивості. Луї де Бройль міркував у такий спосіб. Відомо, що геометрична оптика являє собою граничний випадок хвильової оптики і разом з тим її закони можуть бути виражені у формі, математично тотожній законам класичної механіки.

Класична механіка - розділ фізики, який вивчає рух на основі законів Ньютона та принципу відносності Галілея. Тому її часто називають «Ньютоновою механікою».

Фізи́чна о́птика (відома також як хвильова оптика) - розділ оптики, у якому вивчаються явища інтерференції, дифракції, поляризації світла та інші процеси, в яких наближення геометричної оптики не справджується.

Геометри́чна о́птика - розділ оптики, в якому вивчаються закони поширення світлових променів.

Виникло запитання: Чи можна побудувати нову ("хвильову") механіку, граничним випадком якої була б класична, і яка стояла б у такому ж відношенні до хвильової оптики, в якому класична механіка стоїть до оптики геометричної? Таким чином, Луї де Бройль прийшов до думки наділити частки хвильовими властивостями й екстраполювати на них ті математичні співвідношення, що були уже встановлені Ейнштейном у його фотонній теорії в оптиці. Відомо, що на той час Ейнштейн ставив в відповідність світловій хвилі особливі частки – фотони, а хвильовим характеристикам (частоті у і довжині хвилі корпускулярні (енергію Е та імпульс р)) за формулою: Е = h і р = h/.

Луї де Бройль переніс ці співвідношення на звичайні частки й одержав для довжини хвилі, що зіставляється частці, співвідношення

=h/p = h/mv.

З цієї математичної екстраполяції були зроблені логічні висновки.

Довжина́ хви́лі - характеристика періодичної хвилі, що позначає найменшу відстань між точками простору, в яких хвиля має однакову фазу. Крива на представленому малюнку може розглядатися, наприклад, як миттєвий знімок збурень в струні, коли відхилення точок струни від положнення рівноваги задається виразом

Ло́гіка (грец. λογιχη від грец. logos - слово, значення, думка, мова) - наука про закони і різновиди мислення, способи пізнання та умови істинності знань і суджень.

Так виявилося, що групова швидкість хвиль Луї де Бройля збігається зі швидкістю частки. А ще через кілька років фізики шляхом експерименту встановили явище дифракції електронів, яке дійсно доводило наявність у них хвильових властивостей.

Дифракція електронів або електронна дифракція - явище непрямолінійного розповсюдження електронів і огинання ними перешкод, що виникає завдяки їхній хвильовій природі.

Таким чином, відбувся плідний синтез двох суперечних гіпотез, результат якого дозволив поєднати позитивні моменти кожної з них в єдину цілісну теорію світла.



11.3. Способи підтвердження гіпотези

Чим більш широким, багатим і точним стає знання в тій галузі, до якої відноситься висунута гіпотеза, тим більше виникає можливостей знайти підстави, достатні для того, щоб виключити конкуруючі гіпотези. Багатство емпіричного матеріалу дозволяє перевірити на вірогідність гіпотезу, яка залишилася в конкурентній боротьбі не спростованою.

Пройшовши найтяжкі випробування в конкурентних боях з подібними собі в одному і тому самому питанні, гіпотеза без перепочинку вступає в період самовдосконалення. Що це значить? Це значить, що коло можливих причин, до яких може бути віднесена вся сукупність спостерігаємих явищ, поступово звужується і в решті решт залишається одна єдина. Інші причини, що також розглядалися раніше (у період конкурентної боротьби) як підстави гіпотези, визнаються несуттєвими в їхніх претензіях на основне припущення. Тепер навколо останнього й основного припущення, як у своєрідному епіцентрі, групуються і систематизуються внутрішні сили гіпотези. Йде інтенсивний пошук способів виведення можливо більшого числа наслідків, що випливають з основного припущення гіпотези. І нарешті настає довгоочікуваний момент підтвердження гіпотези. Перший, найдійовіший і найбільш очевидний шлях перетворення гіпотези в достовірне знання полягає в тому, що та прихована спочатку причина, про яку говорилося в гіпотезі, в процесі розвитком науки стає доступною безпосередньому спостереженню. Цей шлях може бути названий простим встановленням даних досвіду; виявленням передбачуваного об'єкта чи його окремих властивостей.

Наприклад, саме таким шляхом були доведені гіпотези про існування планет Нептун і Плутон (правда, на Всесвітньому астрономічному конгресі 2006 року Плутон було визнано не планетою, а астероїдом), відкриття явища штучної радіоактивності та інші більш дрібні за масштабом відкриття, які за своєю сутністю являли собою доведення певних гіпотетичних припущень. Ілюстрацією до одного з останніх є гіпотеза, яка існує багато сотень років, про уродженість страху в деяких з людей. З розвитком томографії і генетики вдалося нарешті підтвердити фактично це явище.

Дійсно, полохливість ми багато в чому дістаємо у спадщину: учені в США відкрили існування гену страху. Відомо, що за "страшні" емоції відповідає невелика мозкова структура з романтичною назвою "амігдала". (Ця ділянка мозку за формою нагадує мигдаль, по-латинському - Amigdalus). Коли ми лякаємося, активність в амігдалі зростає.

В експерименті американців різним людям показували одні й ті самі картинки, так звані страшилки, одночасно скануючи реакцію мозку. З'ясувалося, що амігдали реагували більш бурхливо в тих, хто є носієм укороченої форми одного з генів, а саме гена, що бере участь у доставці серотоніну. Людей з "довгим" геном залякати було важко.

А ось приклад самого новітнього і масштабного підтвердження гіпотези про існування найбільш віддаленої і самої старої групи галактик. Група астрономів з Нідерландів, Німеччини, Франції і США за допомогою найбільшого телескопа ESO знайшли і цим підтвердили гіпотезу про віддалену групу галактик, що розташована від нас на відстані в 13,5 мільярдів світлових років.

Світлови́й рік (св. р., ly) - позасистемна одиниця виміру довжини, що дорівнює відстані, яку світло долає за один рік.

Гру́па гала́ктик (скорочене позначення - GroupG або GrG) - просторово відокремлене та гравітаційно пов'язане об'єднання галактик, що налічує до сотні членів. Об'єднання з кількістю членів більше ста зазвичай називають скупченнями галактик, хоча чітко визначеної межі між ними немає.

Світло, що дійшло до нас від цих галактик, показує картину, що могла бути, коли наш Всесвіт був ще дуже молодий. Спектрометричні спостереження показали, що ці галактики переміщуються зі швидкістю в кілька сотень кілометрів за секунду. Розміри їх дуже великі - більше 10 мільйонів світлових років у поперечнику.

Другий шлях доведення гіпотези – це так зване апагогічне доведення, або доведення за модусом tollendo ponens (заперечностверджувальному) розділово-категоричного умовиводу. У чому суть цього прийому? Ми вибудовуємо всі можливі гіпотези, здатні так чи інакше пояснити конкретну сукупність явищ. Ретельно перевіряємо всі ці гіпотези методом виведення наслідків з них і виявляємо, що всі вони, крім однієї, суперечать фактам. Тоді згідно з tollendo ponens (заперечностверджувальним) модусом доходимо висновку, що одна гіпотеза, яка залишилася, і буде істинною. Структура доведення є дуже простою. Нехай, наприклад:

Явище X могло бути викликане причинами А, або В, або С.

Явище X не викликане ні А, ні С.

Отже, X викликане В.

Зовні цей спосіб доведення уявляється дуже простим і був би надзвичайно ефективним, якби не одна скрутна обставина, з якою доводиться часто зустрічатися. Справа в тому, що висновок про вірогідність нашої гіпотези (X є В) може бути зроблений тільки при єдиній умові: необхідно перелічити всі без винятку гіпотези (а чи завжди ми можемо бути впевнені, що ми перелічили всі можливі варіанти?); одночасно необхідно ґрунтовно спростувати всі без винятку хибні гіпотези (чи завжди є в нас остаточна, безповоротна впевненість, що всі, крім однієї, гіпотези є хибними?). Але саме такої впевненості, як у першому випадку, так і в другому, в переважній більшості випадків і не буває.

Третій шлях доведення гіпотези полягає у виведенні її з якогось більш загального положення, тобто підведення часткового під загальне. На рівні маломасштабних проблем цей метод є дуже ефективним, але найчастіше його застосування на цьому і закінчується. У той же час, коли доводиться мати справу з великомасштабними (а виходить і найбільш загальними) гіпотезами науки, то вони не можуть бути доведені цим методом з простої причини. Їх просто нізвідкіля виводити. Вони самі утворюють велику систему найбільш загальних положень даної науки. Тут досить згадати з області філософії, які труднощі зустрічали філософи, прагнучи сформувати дефініцію поняття матерії.



Основним способом підтвердження гіпотези є виведення наслідків та їхня верифікація (лат. verus – істинний facere – робити), тобто установлення вірогідності дослідним шляхом. Наприклад, протягом досить тривалого часу фізики не могли довести, чому Сонце випромінює значно меншу кількість нейтрино, ніж повинно було б їх бути згідно з існуючою гіпотезою, тобто відповідно до результатів теоретичних розрахунків. Тільки в 2001 р. групі вчених з Великобританії, США і Канади вдалося методом верифікації довести істинність раніше висунутої гіпотези. Відомо, що нейтрино являють собою елементарні частки речовини, які не мають ніякого електричного заряду і надзвичайно малі за своєю масою. Вони випромінюються у великій кількості при термоядерних реакціях, що забезпечують безупинний життєвий цикл Сонця.

Я́дерний си́нтез - це процес, під час якого два, або більше, атомних ядра об'єднуються, формуючи важче ядро.

Відомо також, що нейтрино існують у трьох типах, пов'язаних з трьома різними зарядженими частками - електроном і його менш відомими близькими формами – мюоном і t-часткою. Сонце ж випромінює тільки електронні нейтрино.

Отож, попередні експерименти показували меншу кількість цього нейтрино, ніж очікували побачити вчені, ґрунтуючись на розрахунках "сонячної гіпотези нейтрино".

Нові дані цілком пояснюють цю невідповідність. Виявляється, що левова частка електронних нейтрино, які фізики не виявляють, фактично перетворюються в дещо, що вчені насправді реєструють, але до цього не помічали.

Нейтри́но - стабільні нейтральні лептони з напівцілим спіном, що беруть участь лиш у слабкій і гравітаційній взаємодіях - надзвичайно мляво взаємодіють з речовиною: нейтрино з енергією 1 МеВ мають у свинці довжину вільного пробігу ~ 1020 см (~ 100 світлових років).

Нейтрино не зникли. У минулому дослідники висловлювали припущення, що нейтрино, які випромінюються Сонцем, видозмінюються, але дотепер не було ніяких доказів наявності інших типів нейтрино.

Нейтронна обсерваторія в Канаді використовує унікальні властивості води, що містить водень з додатковим нейтроном, щоб знайти всі три відомих типи досліджуваних часток шляхом різних реакцій, на відміну від тих, котрі використовуються для того, щоб безпосередньо знайти електронні нейтрино.

Загальна кількість усіх виявлених часток цих трьох типів співпала з теоретичними обчисленнями згідно з існуючою гіпотезою. Отже електронні нейтрино, що випромінюються Сонцем, перетворилися в мюони чи t-частки перш ніж вони досягли Землі.

На прикладі вищевикладеної "сонячної гіпотези нейтрино" можна переконатися у великій ролі експериментальних досліджень у процесі підтвердження чи спростування гіпотез. Експерименти в процесі верифікації бувають: польові, лабораторні, комплексні, а стосовно предмета доведення всіх їх видів і не перерахувати – це і фізичні, і хімічні, медичні, біологічні, соціально-економічні, біокібернетичні, педагогічні та багато інших. Комплексні експерименти враховують звичайно вплив на досліджуваний об’єкт чи явище не одного якого-небудь чинника, а цілу систему чинників, що забезпечує надійність, конкретність і ефективність підтвердження на істинність висунутої гіпотези.

Таким чином, у результаті наведених прикладів, що ілюструють формування, розвиток і підтвердження гіпотези у сфері фізики, хімії, космології та інших галузей науки, ми можемо зробити аподиктичний висновок про те, що гіпотеза являє собою форму розвитку знання у всіх сферах людського пізнання.

Контрольні запитання та вправи


1. Що характерне для гіпотези як форми розвитку знань?

2. Яким умовам повинна відповідати гіпотеза?

3. Які види гіпотез ви знаєте?

4. Чим робоча гіпотеза відрізняється від наукової?

5. Як відбувається перевірка гіпотези?

6. У чому полягає спростування (фальсифікація) гіпотези?

7. В якому зв'язку перебуває гіпотеза з іншими формами пізнання?

8. Чому Д. Менделєєв тривалий час називав створену ним Періодичну систему хімічних елементів гіпотезою?

Періоди́чна систе́ма елеме́нтів - класифікація хімічних елементів, розроблена на основі періодичного закону.



9. Які ви знаєте гіпотези про виникнення Сонця і сонячної системи, виникнення життя на Землі?

Виникнення життя на Землі - подія чи процес, що відбувся між 4,4 та 3,6 мільярди років тому та призвів до появи живих істот на планеті Земля та початку біологічної еволюції. Механізми виникнення життя вивчаються на стику наук фізичної хімії, нерівноважної термодинаміки, молекулярної біології.








Скачати 231.6 Kb.

  • Рис. 11.1 − Сутність гіпотези
  • Рис. 11.2 − Основні стадії генезису і розвитку гіпотези
  • Контрольні запитання та вправи