Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Глава 2 Современные научные представления о тревоге Психоаналитические теории Довольно популярными до сих пор остаются психоаналитические концепции тревоги. В ее происхождении основная роль отводится детским конфликтам между инстинктами, влечениями и запретами

Научные традиции Перинатальная психология первоначально появилась в рамках психоаналитических моделей Г. Х. Грабера – ученика З. Фрейда, в рамках психологии развития Р. Шиндлера и эмбриологии Э. Блехшмидта. В начале XX в. З. Фрейд обращал внимание на события периода

Понятие гипотезы (греч. ὑπόθεσις - "основа, предположение") представляет собой научное предположение, истинность которого еще не подтверждена. Гипотеза может выступать как метод развития научного знания (выдвижение и экспериментальная проверка предположений), а также как элемент структуры научной теории. Создание гипотетической системы в процессе осуществления тех или иных мыслительных операций позволяет человеку делать доступным для обсуждения и видимого преобразования предполагаемое устройство определенных объектов. Процесс прогнозирования по отношению к данным объектам приобретает более конкретный и обоснованный характер.

История развития метода гипотез

Возникновение гипотетического метода приходится на ранний этап развития античного математического знания. В Древней Греции математики использовали мысленного эксперимента для математических доказательств. Данный метод заключался в выдвижении гипотезы с последующим выводом из нее следствий с помощью аналитической дедукции. Цель метода заключалась в проверке изначальных научных догадок и предположений. Свой собственный аналитико-синтетический метод разрабатывает Платон. На первом этапе выдвинутая гипотеза подвергается предварительному анализу, на втором необходимо провести логическую цепь выводов в обратном порядке. Если это представляется возможным, исходное предположение считается подтвержденным.

В то время как в античном наукознании гипотетический метод применяется больше в скрытой форме, в рамках других методов, в конце 17-го в. гипотеза начинает использоваться уже как самостоятельный метод научного исследования. Наибольшее же развитие и укрепление своего статуса в рамках научного познания метод гипотез получил в работах Ф. Энгельса.

Гипотетическое мышление в детском возрасте

Процедура формулирования гипотез является одним из важнейших этапов развития мышления в детском возрасте. Об этом, например, пишет швейцарский психолог Ж. Пиаже в своей работе «Речь и мышление ребенка» (1923 г.).

Примеры гипотез для детей можно встретить уже на начальных этапах обучения в Так, детям может быть предложено ответить на вопрос о том, откуда птицы знают дорогу на юг. В свою очередь, дети начинают выдвигать предположения. Примеры гипотез: «они следуют за теми птицами в стае, которые уже летали на юг раньше»; «ориентируются по растениям и деревьям»; «чувствуют теплый воздух» и т. д. Изначально мышление 6-8-летнего ребенка отличается эгоцентричностью, в своих выводах же ребенок ориентируется прежде всего на простое интуитивное обоснование. В свою очередь, развитие гипотетического мышления позволяет снять данное противоречие, способствуя поиску ребенком доказательств при обосновании тех или иных своих ответов. В дальнейшем же, при переходе в среднюю школу, процесс порождения гипотез существенно усложняется и приобретает новую специфику - более абстрактный характер, опора на формулы и др.

Активно задания на развитие гипотетического мышления используются в рамках развивающего обучения детей, построенного по системе Д.Б. Эльконина -

Тем не менее, независимо от формулировки, гипотеза является предположением о связях двух и более переменных в определенном контексте и представляет собой обязательный компонент научной теории.

Гипотеза в системе научного знания

Научная теория не может формулироваться при помощи непосредственного индуктивного обобщения научного опыта. В качестве промежуточного звена выступает гипотеза, объясняющая совокупность тех или иных фактов или явлений. Это наиболее сложный этап в системе научного знания. Ведущую роль здесь играют интуиция и логика. Рассуждения сами по себе еще не являются доказательствами в науке - это только выводы. Об их истинности можно судить только в случае истинности тех посылок, на которые они опираются. Задача исследователя в данном случае заключается в выборе из множества эмпирических фактов и эмпирических обобщений наиболее важных, а также в попытке научного обоснования данных фактов.

Помимо соответствия гипотезы эмпирическим данным, необходимо также, чтобы она отвечала таким принципам научного знания, как разумность, экономичность и простота мышления. Возникновение гипотез обусловлено неопределенностью ситуации, объяснение которой является актуальным вопросом для научного знания. Также может иметь место наличие противоречивых суждений на эмпирическом уровне. В целях разрешения данного противоречия необходимо выдвижение определенных гипотез.

Специфика построения гипотез

В связи с тем что гипотеза в своей основе опирается на некое предположение (предсказание), следует иметь в виду, что это еще не достоверное, а вероятное знание, истинность которого еще необходимо доказать. При этом она должна охватывать все факты, относящиеся к данной научной области. Как отмечает Р. Карнап, если исследователь предполагает, что слон является отличным пловцом, то речь вовсе не идет об одном конкретном слоне, которого он мог наблюдать в одном из зоопарков. В данном случае имеет место английский артикль the (в аристотелевском смысле - множественное значение), то есть речь идет о целом классе слонов.

Гипотеза систематизирует уже имеющиеся факты, а также предсказывает появление новых. Так, если рассматривать примеры гипотез в науке, можно выделить квантовую гипотезу М. Планка, выдвинутую им в начале ХХ века. Данная гипотеза, в свою очередь, привела к открытию таких областей, как квантовая механика, квантовая электродинамика и др.

Основные свойства гипотезы

В конечном итоге любая гипотеза должна получить либо подтверждение, либо опровержение. Таким образом, мы имеем дело с такими свойствами научной теории, как верифицируемость и фальсифицируемость.

Процесс верификации направлен на установление истинности того или иного знания посредством их эмпирической проверки, после чего подтверждается гипотеза исследования. Примером может служить атомистическая теория Демокрита. Также следует различать предположения, которые можно подвергнуть эмпирической проверке, и те, которые, в принципе, непроверяемы. Так, утверждение: «Оля любит Васю» - изначально не поддается верификации, в то время как утверждение: «Оля говорит, что любит Васю» - может быть верифицируемо.

Верифицируемость также может иметь косвенный характер, когда заключение делается на основе логических выводов из прямо верифицированных фактов.

Процесс фальсификации, в свою очередь, направлен на установление ложности гипотезы в процессе эмпирической проверки. При этом важно отметить, что результаты проверки гипотезы сами по себе не могут ее опровергнуть - необходима альтернативная гипотеза для дальнейшего развития исследуемой области знания. Если таковой гипотезы нет, отказ от первой гипотезы невозможен.

Гипотеза в эксперименте

Предположения, выдвигаемые исследователем для экспериментального подтверждения, носят название экспериментальных гипотез. При этом они необязательно основываются на теории. В. Н. Дружинин выделяет три типа гипотез с точки зрения их происхождения:

1. Теоретически обоснованные - основывающиеся на теории (модели реальности) и являющиеся прогнозами, следствиями данных теорий.

2. Научные экспериментальные - также подтверждают (либо опровергают) те или иные модели реальности, однако за основу берутся не уже сформулированные теории, а интуитивные предположения исследователя («А почему бы не так?..»).

3. Эмпирические гипотезы, сформулированные относительно конкретного данного случая. Примеры гипотез: «Щелкни корову по носу, она махнет хвостом» (Козьма Прутков). После подтверждения гипотезы в процессе эксперимента она приобретает статус факта.

Общим для всех экспериментальных гипотез является такое свойство, как операционализируемость, то есть формулирование гипотез в терминах конкретных экспериментальных процедур. В данном контексте также можно выделить три типа гипотез:

• гипотезы о наличии того или иного явления (тип А);
• гипотезы о наличии связи между явлениями (тип Б);
• гипотезы о наличии причинной связи между явлениями (тип В).

Примеры гипотез типа А:

• Существует ли феномен «сдвига к риску» (термин социальной психологии) в процессе группового принятия решения?
• Есть ли жизнь на Марсе?
• Возможна ли передача мыслей на расстоянии?

Также сюда можно отнести периодическую систему химических элементов Д.И. Менделеева, на основе которой ученый предсказал существование еще не открытых на тот момент элементов. Таким образом, к данному типу относятся все гипотезы о фактах и явлениях.

Примеры гипотез типа Б:

• Все внешние проявления мозговой деятельности могут быть сведены к мышечным движениям (И.М. Сеченов).
• Экстраверты имеют бо́льшую чем интроверты.

Соответственно, данный тип гипотез характеризуют те или иные связи между явлениями.

Примеры гипотез типа В:

• Центробежная сила уравновешивает тяжесть и сводит ее к нулю (К.Э. Циолковский).
• ребенка способствует развитию его интеллектуальных способностей.

Данный тип гипотез имеет в своей основе независимую и зависимую переменные, отношения между ними, а также уровни дополнительных переменных.

Гипотеза, диспозиция, санкция

Примеры данных понятий рассматриваются в рамках юридического знания в качестве элементов правовой нормы. Следует также отметить, что сам вопрос структуры норм права в юриспруденции является объектом дискуссии как для отечественной, так и для зарубежной научной мысли.

Гипотеза в юриспруденции представляет собой часть нормы, определяющей условия действия данной нормы, на факты, при которых она начинает функционировать.

Гипотеза в рамках права может выражать такие аспекты, как место / время происшествия определенного события; принадлежность субъекта к определенному государству; сроки вступления правовой нормы в действие; состояние здоровья субъекта, влияющее на возможность реализации того или иного права, и др. Пример гипотезы нормы права: «Ребенок неизвестных родителей, обнаруженный на территории РФ, становится гражданином РФ». Соответственно, указывается место происшествия и принадлежность субъекта конкретному государству. В данном случае имеет место простая гипотеза. В праве примеры подобных гипотез являются достаточно распространенными. Простая гипотеза имеет в своей основе одно обстоятельство (факт), при котором она вступает в действие. Также гипотеза может быть сложной, если речь идет о двух и более обстоятельствах. Кроме того, существует альтернативный вид гипотез, предполагающий действия различного характера, приравненные законодательством друг к другу по тем или иным причинам.

Диспозиция направлена на закрепление прав и обязанностей участников правовых отношений, указание их возможного и должного поведения. Как и гипотеза, диспозиция может иметь простую, сложную либо альтернативную форму. В простой диспозиции речь ведется об одном юридическом последствии; в сложной - о двух и более, наступающих одновременно либо в совокупности; в альтернативной диспозиции - о разных по характеру последствиях («либо-либо»).

Санкция, в свою очередь, является частью нормы, указывающей на принудительные меры для обеспечения прав и обязанностей. Во многих случаях санкции направлены на конкретные виды юридической ответственности. С точки зрения определенности, выделяют два вида санкций: абсолютно-определенные и относительно-определенные. В первом случае речь идет о юридических последствиях, не предусматривающих никаких альтернатив (признание недействительности, передача прав собственности, штраф и т. д.). Во втором случае может рассматриваться несколько вариантов решения (например, в Уголовном кодексе Российской Федерации это может быть штраф либо лишение свободы; рамки действия срока наказания - например, от 5 до 10 лет, и т. д.). Также санкции могут быть штрафными и правовосстановительными.

Анализ структуры правовой нормы

Соответственно, структуру «гипотеза - диспозиция - санкция» (примеры правовой нормы) можно представить в следующем виде: ГИПОТЕЗА («если..») → ДИСПОЗИЦИЯ («то..») → САНКЦИЯ («иначе..»). Однако в реальности одновременно все три элемента в норме права встречаются достаточно редко. Чаще мы имеем дело с двучленной структурой, которая может быть двух видов:

1. Регулятивные нормы права: гипотеза-диспозиция. В свою очередь, могут подразделяться на обязывающие, запрещающие и управомочивающие.

2. Охранительные нормы права: гипотеза-санкция. Также могут быть трех видов: абсолютно-определенные, относительно-определенные и альтернативные (см. классификацию санкций).

При этом гипотеза необязательно должна находиться в начале правовой нормы. Соответствие определенной структуре отличает норму права от индивидуаль-ного предписания (рассчитанного на однократное действие), а также от общих принципов права (не выделяющие гипотезы и санкции, регулирующие отно-шения без особой определенности).

Рассмотрим примеры гипотезы, диспозиции, санкции в статьях. Регулятивные нормы права: «Трудоспособные дети, достигшие 18 лет, должны заботиться о нетрудоспособных родителях» (Конституция РФ, ч. 3, ст. 38). Первая часть нормы, касающаяся трудоспособных детей, достигших 18 лет - это гипотеза. Она, как и положено гипотезе, указывает на условия действия нормы - на порядок ее вступления в силу. Указание на необходимость заботы о нетрудоспособных родителях - это диспозиция, закрепляющая определенную обязанность. Таким образом, элементами правовой нормы в данном случае являются гипотеза и диспозиция - пример обязывающей нормы.

«Подрядчик, ненадлежащим образом выполнивший работы, не вправе ссылаться на то, что заказчик не осуществлял контроль и надзор за их выполнением, кроме...» (Гражданский кодекс РФ, ч.4, ст.748). Это примеры гипотезы и диспозиции запрещающей нормы.

Охранительные нормы права: «За вред, причиненный несовершеннолетним, не достигшим 14-ти лет, отвечают его родители...» (Гражданский кодекс РФ, ч.1, ст.1073). Это структура: гипотеза-санкция, пример абсолютно-определенной правовой нормы. Данный вид представляет собой единственно точное условие (вред, который причинил несовершеннолетний) в сочетании с единственно точной санкцией (ответственность родителей). Гипотезы в охранительных правовых нормах указывают на нарушения.

Пример альтернативной правовой нормы: «Мошенничество, совершенное группой лиц по предварительному сговору… наказывается штрафом в размере до 300 тыс. рублей, либо в размере заработной платы или иного дохода осужденного за период до 2 лет, либо обязательными работами на срок до 480 часов...» (Уголовный кодекс РФ, ст. 159 п. 2); «Мошенничество, совершенное лицом с использованием своего служебного положения... наказывается штрафом в размере от 100 тысяч до 500 тысяч рублей» (Уголовный кодекс РФ, ст. 159 п. 3). Соответственно, факты мошенничества, о которых идет речь, являют собой примеры научных гипотез, а те или иные альтернативы ответственности за данные преступления - примеры санкций.

Гипотеза в рамках психологического исследования

Если речь идет о психологическом научном исследовании, опирающемся на методы то гипотеза в данном случае должна соответствовать прежде всего таким требованиям, как четкость и лаконичность. Как отмечает Е.В. Сидоренко, благодаря данным гипотезам исследователь в ходе расчетов, собственно, и получает ясную картину относительно того, что он установил.

Принято выделять нулевую и альтернативную статистические гипотезы. В первом случае речь идет об отсутствии различий в исследуемых признаках, согласно формуле Х 1 -Х 2 =0. В свою очередь, Х 1 , Х 2 - значения признаков, по которым проводится сопоставление. Соответственно, если цель нашего исследования - доказать статистическую значимость различий между значениями признаков, то мы хотим опровергнуть нулевую гипотезу.

В случае же с альтернативной гипотезой утверждается различий. Таким образом, альтернативная гипотеза - это то утверждение, которое мы стремимся доказать. Также ее называют экспериментальной гипотезой. Следует отметить, что в некоторых случаях исследователь, напротив, может стремиться доказать нулевую гипотезу, если это соответствует целям его эксперимента.

Можно привести следующие примеры гипотез в психологии:

Нулевая гипотеза (Н 0): Тенденция возрастания (убывания) признака при переходе от одной выборки к другой является случайной.

Альтернативная гипотеза (Н 1): Тенденция возрастания (убывания) признака при переходе от одной выборки к другой не является случайной.

Предположим, что в группе детей с высоким уровнем тревожности была проведена серия тренингов по снижению данной тревожности. Были сделаны замеры данного показателя до и после проведения тренингов соответственно. Необходимо установить, является ли различие между данными замерами статистически значимым показателем. Нулевая гипотеза (Н 0) будет иметь следующий вид: тенденция снижения уровня тревожности в группе после проведения тренингов случайна. В свою очередь, альтернативная гипотеза (Н 1) будет звучать как: тенденция снижения уровня тревожности в группе после проведения тренингов не является случайной.

После применения того или иного математического критерия (например, G-критерий знаков) исследователь может сделать вывод о статистической значимости / незначимости полученного «сдвига» в отношении исследуемого признака (уровня тревожности). Если показатель является статистически значимым, принимается альтернативная гипотеза, а нулевая, соответственно, отбрасывается. В обратном случае, наоборот, принимается нулевая гипотеза.

Также в психологии может иметь место выявление связи (корреляции) между двумя и несколькими переменными, что также отражает гипотеза исследования. Пример:

Н 0: корреляция между показателем концентрации внимания школьника и показателем успешности выполнения им контрольного задания не отличается от 0.

Н 1: корреляция между показателем концентрации внимания школьника и показателем успешности выполнения им контрольного задания статистически значимо отличается от 0.

Кроме того, примеры научных гипотез в психологическом исследовании, требующие статистического подтверждения, могут относиться к распределению признака (эмпирический и теоретический уровень), степени согласованности изменений (при сопоставлении двух признаков либо их иерархий) и др.

Гипотеза в социологии

Например, если речь идет о неуспеваемости студентов в вузе, необходимо проанализировать ее причины. Какие гипотезы в данном случае может выдвинуть социолог? А.И. Кравченко приводит следующие примеры гипотез в социологическом исследовании:

• Низкое качество преподавания ряда предметов.
• Отвлечение студентов вуза от учебного процесса на дополнительный заработок.
• Низкий уровень требовательности администрации вуза к успеваемости и дисциплине студентов.
• Издержки конкурсного приема в вуз.

Важно, чтобы примеры научных гипотез отвечали требованиям ясности и конкретности, касаясь только непосредственно предмета исследования. Грамотность формулирования гипотез, как правило, определяет грамотность выбора методов исследования. Данное требование одинаково для построения гипотез во всех формах научной социологической работы - будь то гипотеза в рамках семинарского занятия либо гипотеза дипломной работы. Пример с низкой успеваемостью в вузе, в случае выбора гипотезы о негативном воздействии подработки студентов, можно рассматривать в рамках метода простого опроса респондентов. Если же выбрана гипотеза о низком качестве преподавания, необходимо использовать экспертный опрос. В свою очередь, если речь идет об издержках конкурсного отбора, можно применить метод корреляционного анализа - при сопоставлении показателей успеваемости студентов данного вуза с разными условиями поступления.

Профессор Оксфордского, Кембриджского и Эдинбургского университетов, а также лауреат почти десятка престижных премий в области математики Майкл Фрэнсис Атья представил доказательство гипотезы Римана , одной из семи «проблем тысячелетия», которая описывает, как расположены на числовой прямой простые числа.

Доказательство Атьи небольшое, вместе с введением и списком литературы оно занимает пять страниц. Ученый утверждает, что нашел решение гипотезы, анализируя проблемы, связанные с постоянной тонкой структуры, а в качестве инструмента использовал функцию Тодда. Если научное сообщество сочтет доказательство корректным, то за него британец получит $1 млн от Института математики Клея (Clay Mathematics Institute, Кембридж, Массачусетс).

На приз претендуют также другие ученые. В 2015 году о решении гипотезы Римана заявлял профессор математики Опиеми Энох (Opeyemi Enoch) из Нигерии, а в 2016 году свое доказательство гипотезы представил российский математик Игорь Турканов . По словам представителей Института математики, для того чтобы достижение было зафиксировано, его необходимо опубликовать в авторитетном международном журнале с последующим подтверждением доказательства научным сообществом.

В чем суть гипотезы?

Гипотезу еще в 1859 году сформулировал немецкий математик Бернхард Риман . Он определил формулу, так называемую дзета-функцию, для количества простых чисел до заданного предела. Ученый выяснил, что нет никакой закономерности, которая бы описывала, как часто в числовом ряду появляются простые числа, при этом он обнаружил, что количество простых чисел, не превосходящих x , выражается через распределение так называемых «нетривиальных нулей» дзета-функции.

Риман был уверен в правильности выведенной формулы, однако он не мог установить, от какого простого утверждения полностью зависит это распределение. В результате он выдвинул гипотезу, которая заключается в том, что все нетривиальные нули дзета-функции имеют действительную часть, равную ½, и лежат на вертикальной линии Re=0,5 комплексной плоскости.

Доказательство или опровержение гипотезы Римана очень важно для теории распределения простых чисел, говорит аспирант факультета математики Высшей школы экономики Александр Калмынин . «Гипотеза Римана — это утверждение, которое эквивалентно некоторой формуле для количества простых чисел, не превосходящих данное число x . Гипотеза, например, позволяет достаточно быстро и с большой точностью посчитать количество простых чисел, не превосходящих, к примеру, 10 млрд. Это не единственная ценность гипотезы, потому что у нее есть еще целый ряд довольно далеко идущих обобщений, которые известны как обобщенная гипотеза Римана, расширенная гипотеза Римана и большая гипотеза Римана. Они имеют еще большее значение для разных разделов математики, но в первую очередь важность гипотезы определяется теорией простых чисел», — говорит Калмынин.

По словам эксперта, при помощи гипотезы можно решать ряд классических задач теории чисел: задачи Гаусса о квадратичных полях (проблема десятого дискриминанта), задачи Эйлера об удобных числах, гипотезу Виноградова о квадратичных невычетах и т. д. В современной математике данной гипотезой пользуются для доказательства утверждений о простых числах. «Мы сразу предполагаем, что верна какая-то сильная гипотеза типа гипотезы Римана, и смотрим, что получается. Когда у нас это получается, то мы задаемся вопросом: можем ли мы это доказать без предположения гипотезы? И, хотя такое утверждение пока за пределами того, чего мы можем достигнуть, оно работает как маяк. За счет того, что есть такая гипотеза, мы можем смотреть, куда нам двигаться», — говорит Калмынин.

Доказательство гипотезы также может повлиять на совершенствование информационных технологий, поскольку процессы шифрования и кодирования сегодня зависят от эффективности разных алгоритмов. «Если мы возьмем два простых больших числа по сорок знаков и перемножим, то у нас получится большое восьмидесятизначное число. Если поставить задачу разложить это число на множители, то это будет очень сложная вычислительная задача, на основе которой как раз построены многие вопросы информационной безопасности. Все они заключаются в создании разных алгоритмов, которые завязаны на сложностях подобного рода», — говорит Калмынин.

Проблема жизни и живого является объектом исследования многих естественных дисциплин, начиная с биологии и завершая философией, математикой, рассматривающих абстрактные модели феномена живого, а также физикой, определяющей жизнь с позиций физических закономерностей.

Вокруг этой главной проблемы концентрируются все другие более частные проблемы и вопросы, а также строятся философские обобщения и выводы.

В соответствии с двумя мировоззренческими позициями — материалистической и идеалистической — еще в древней философии сложились противоположные концепции происхождения жизни: креационизм и материалистическая теория происхождения органической природы из неорганической.

Сторонники креационизма утверждают, что жизнь возникла в результате акта божественного творения, свидетельством чего является наличие в живых организмах особой силы, управляющей всеми биологическими процессами.

Сторонники происхождения жизни из неживой природы утверждают, что органическая природа возникла благодаря действию естественных законов. Позднее эта концепция была конкретизирована в идее самозарождения жизни.

Концепция самозарождения , несмотря на ошибочность, сыграла позитивную роль; опыты, призванные ее подтвердить, представили богатый эмпирический материал для развивающейся биологической науки. Окончательный отказ от идеи самозарождения произошел только в XIX в.

В XIX в. также была выдвинута гипотеза вечного существования жизни и ее космического происхождения на Земле. Было высказано предположение, что жизнь существует в космосе и переносится с одной планеты на другую.

В начале XX в. идею космического происхождения биологических систем на Земле и вечности существования жизни в космосе развивал русский ученый академик В.И. Вернадский.

Гипотеза академика А.И. Опарина

Принципиально новая гипотеза происхождения жизни была изложена академиком А.И. Опариным в книге «Происхождение жизни », опубликованной в 1924 г. Он выступил с утверждением, что принцип Реди , вводящий монополию биотического синтеза органических веществ, справедлив лишь для современной эпохи существования нашей планеты. В начале же своего существования, когда Земля была безжизненной, на ней происходили абиотические синтезы углеродистых соединений и их последующая предбиологическая эволюция.

Суть гипотезы Опарина заключается в следующем: зарождение жизни на Земле — длительный эволюционный процесс становления живой материи в недрах неживой. Произошло это путем химической эволюции, в результате которой простейшие органические вещества образовались из неорганических под влиянием сильнодействующих физико-химических процессов.

Появление жизни он рассматривал как единый естественный процесс, который состоял из протекавшей в условиях ранней Земли первоначальной химической эволюции, перешедшей постепенно на качественно новый уровень — биохимическую эволюцию.

Рассматривая проблему возникновения жизни путем биохимической эволюции, Опарин выделяет три этапа перехода от неживой материи к живой.

Первый этап — химическая эволюция. Когда Земля была еще безжизненной (около 4 млрд лет назад), на ней происходили абиотический синтез углеродистых соединений и их последующая предбиоло- гическая эволюция.

Для этого периода эволюции Земли были характерны многочисленные вулканические извержения с выбросом огромного количества раскаленной лавы. По мере остывания планеты водяные пары, находившиеся в атмосфере, конденсировались и обрушивались на Землю ливнями, образуя огромные водные пространства (первичный океан). Эти процессы продолжались многие миллионы лет. В водах первичного океана были растворены различные неорганические соли. Кроме того, в океан попадали и различные органические соединения, непрерывно образующиеся в атмосфере под действием ультрафиолетового излучения, высокой температуры и активной вулканической деятельности.

Концентрация органических соединений постоянно увеличивалась, и, в конце концов, воды океана стали «бульоном » из белковопо- добных веществ — пептидов.

Второй этап — появление белковых веществ. По мере смягчения условий на Земле, под воздействием на химические смеси первичного океана электрических разрядов, тепловой энергии и ультрафиолетовых лучей стало возможным образование сложных органических соединений — биополимеров и нуклеотидов, которые, постепенно объединяясь и усложняясь, превращались в протобионтов (доклеточных предков живых организмов). Итогом эволюции сложных органических веществ стало появление коацерватов , или ко- ацерватных капель.

Коацерваты — комплексы коллоидных частиц, раствор которых разделяется на два слоя: слой, богатый коллоидными частицами, и жидкость, почти свободную от них. Коацерваты обладали способностью поглощать различные вещества, растворенные в водах первичного океана. В результате внутреннее строение коацерватов менялось в сторону повышения их устойчивости в постоянно меняющихся условиях.

Теория биохимической эволюции рассматривает коацерваты как предбиологические системы, представляющие собой группы молекул, окруженные водной оболочкой.

Так, например, коацерваты способны поглощать вещества из окружающей среды, вступать во взаимодействие друг с другом, увеличиваться в размерах и т.д. Однако в отличие от живых существ ко- ацерватные капли не способны к самовоспроизводству и саморегулированию, поэтому их нельзя отнести к биологическим системам.

Третий этап — формирование способности к самовоспроизводству, появление живой клетки. В этот период начал действовать естественный отбор, т.е. в массе коацерватных капель происходил отбор ко- ацсрватов, наиболее устойчивых к данным условиям среды. Процесс отбора шел в течение многих миллионов лет. Сохранившиеся ко- ацерватные капли уже обладали способностью к первичному метаболизму — главному свойству жизни.

Вместе с тем, достигнув определенных размеров, материнская капля распадалась на дочерние, сохраняющие особенности материнской структуры.

Таким образом, можно говорить о приобретении коацерватами свойства сам о вое производства — одного из важнейших признаков жизни. По сути дела, на этой стадии коацерваты превратились в простейшие живые организмы.

Дальнейшая эволюция этих предбиологических структур была возможна только при усложнении обменных процессов внутри ко- ацервата.

Внутренняя среда коацервата нуждалась в защите от воздействий окружающей среды. Поэтому вокруг коацерватов, богатых органическими соединениями, возникли слои липидов, отделившие ко- ацерват от окружающей его водной среды. В процессе эволюции липиды трансформировались в наружную мембрану, что значительно повысило жизнеспособность и устойчивость организмов.

Появление мембраны предопределило направление дальнейшей биологической эволюции по пути все более совершенной авторегуляции, завершившейся образованием первичной клетки — археклет- ки. Клетка — элементарная биологическая единица, структурно-фун- кциональная основа всего живого. Клетки осуществляют самостоятельный обмен веществ, способны к делению и саморегулированию, т.е. обладают всеми свойствами живого. Образование новых клеток из неклеточного материала невозможно, размножение клеток происходит только благодаря делению. Органическое развитие рассматривается как универсальный процесс клеткообразования.

В структуре клетки выделяют: мембрану, отграничивающую содержимое клетки от внешней среды; цитоплазму, представляющую собой соляной раствор с растворимыми и взвешенными ферментами и молекулами РНК; ядро, содержащее хромосомы, состоящие из молекул ДНК и присоединенных к ним белков.

Следовательно, началом жизни следует считать возникновение стабильной самовоспроизводящейся органической системы (клетки) с постоянной последовательностью нуклеотидов. Только после возникновения таких систем можно говорить о начале биологической эволюции.

Возможность абиогенного синтеза биополимеров была экспериментально доказана в середине XX в. В 1953 г. американский ученый С. Миллер смоделировал первичную атмосферу Земли и синтезировал уксусную и муравьиную кислоты, мочевину и аминокислоты путем пропускания электрических зарядов через смесь инертных газов. Таким образом было продемонстрировано, как под действием абиогенных факторов возможен синтез сложных органических соединений.

Несмотря на теоретическую и экспериментальную обоснованность, концепция Опарина имеет как сильные, так и слабые стороны.

Сильной стороной концепции является достаточно точное эспериментальное обоснование химической эволюции, согласно которой зарождение жизни является закономерным результатом предбиологической эволюции материи.

Убедительным аргументом в пользу этой концепции является также возможность экспериментальной проверки ее основных положений.

Слабой стороной концепции является невозможность объяснения самого момента скачка от сложных органических соединений к живым организмам.

Одну из версий перехода от предбиологической к биологической эволюции предлагает немецкий ученый М. Эйген. Согласно его гипотезе возникновение жизни объясняется взаимодействием нуклеиновых кислот и протеинов. Нуклеиновые кислоты являются носителями генетической информации, а протеины служат катализаторами химических реакций. Нуклеиновые кислоты воспроизводят себя и передают информацию протеинам. Возникает замкнутая цепь — гиперцикл, в котором процессы химических реакций самоускоряются за счет присутствия катал и заторов.

В гиперциклах продукт реакции одновременно выступает и катализатором, и исходным реагентом. Подобные реакции называются автокаталитическими.

Другой теорией, в рамках которой можно объяснить переход от предбиологической эволюции к биологической, является синергетика. Закономерности, открытые синергетикой, позволяют прояснить механизм возникновения органической материи из неорганической в терминах самоорганизации через спонтанное возникновение новых структур в ходе взаимодействия открытой системы с окружающей средой.

Замечания к теории происхождения жизни и возникновении биосферы

В современной науке принята гипотеза абиогенного (небиологического) происхождения жизни под действием естественных причин в результате длительного процесса космической, геологической и химической эволюции — абиогенеза, основой которой явилась гипотеза академика А. И. Опарина. Абиогенезная концепция не исключает возможности существования жизни в космосе и ее космического про- исхожления на Земле.

Однако, исходя из современных достижений науки, к гипотезе А.И. Опарина напрашиваются следующие уточнения.

Жизнь не могла возникнуть на поверхности (или около нее) воды Океана, поскольку в те далекие времена Луна находилась много ближе к Земле, чем в настоящее время. Приливные волны должны были быть огромной высоты, большой разрушительной силы. Про- тобионты в этих условиях просто не могли образоваться.

Из-за отсутствия озонового слоя под воздействие жесткого ультрафиолетового излучения протобионты так же не могли существовать. Это говорит о том, что жизнь могла появиться только в толще воды.

Из-за особых условий жизнь могла появиться только в воде первичного Океана, но не на поверхности, а на дне в тонких пленках органического вещества, адсорбированного поверхностями кристаллов пирита и апатитов, видимо, около геотермальных источников. Поскольку, установлено, что органические соединения образуются в продуктах извержения вулканов, а вулканическая деятельность под Океаном в древности была весьма активной. Растворенного кислорода в древнем Океане, способного окислить органические соединения, не было.

Сегодня считается, что протобионты представляли собой молекулы РНК, но не ДНК, так как доказано, что процесс эволюции шел от РНК к белку, а затем к образованию молекулы ДНК, у которой С-Н связи были более прочными, чем С-ОН связи у РНК. Однако понятно, что молекулы РНК не могли возникнуть в результате плавного эволюционного развития. Вероятно, имел место скачек со всеми чертами самоорганизации вещества, механизм которого к настоящему времени не ясен.

Первичная биосфера в толще воды, вероятно, была представлена богатым функциональным разнообразием. И первое появление жизни должно было произойти не в виде какого-то одного вида организма, а в совокупности организмов. Сразу должны были появиться многие первичные биоценозы. Они состояли из простейших одноклеточных организмов, способных выполнять все без исключения функции живого вещества в биосфере.

Эти простейшие организмы были гетеротрофами (питались готовыми органическими соединениями), были прокариотами (организмами без ядра), были анаэробами (использовали дрожжевое брожение как источник энергии).

Из-за особых свойств углерода жизнь появилась именно на этой основе. Однако никакие современные данные не противоречат вероятности появления жизни не только на углеродной основе.

Некоторые будущие направления изучения происхождения жизни

В XXI в. с целью прояснения проблемы возникновения жизни, исследователи проявляют повышенный интерес к двум объектам - к спутнику Юпитера, открытому еще в 1610 г. Г. Галилеем. Он находится на расстоянии от Земли, равном 671 000 км. Его диаметр составляет 3100 км. Он покрыт многокилометровым слоем льда. Однако под покровом льда находится океан, и в нем, возможно, сохранились простейшие формы древней жизни.

Другой объект - Восточное озеро , которое называют реликтовым водоемом. Находится оно в Антарктиде под четырехкилометровым слоем льда. Наши исследователи обнаружили его в результате глубоководного бурения. В настоящее время разрабатывается международная программа, ставящая своей целью проникнуть в воды этого озера, не нарушая его реликтовую чистоту. Возможно, что там существуют реликтовые организмы возрастом несколько миллионов лет.

Проявляется также большой интерес к обнаруженной на территории Румынии пещере, не имеющей доступа света. Когда же пробурили вход в эту пещеру, то обнаружили существование слепых живых организмов типа жучков, которые питаются микроорганизмами. Эти микроорганизмы используют для своего существования неорганические соединения, содержащие сероводород, поступающие изнутри дна этой пещеры. В эту пещеру не проникает свет, но там есть вода.

Особый интерес вызывают микроорганизмы, открытые в последнее время американскими учеными при исследовании одного из соленых озер. Эти микроорганизмы п роя an я ют исключительную устойчивость к среде обитания. Они могут жить даже на чисто мышьяковистой среде.

Привлекают также большое внимание организмы, живущие в так называемых «черных курильщиках» (рис. 2.1).

Рис. 2.1. «Черные курильщики» дна океана (струи горячей воды показаны стрелками)

«Черные курильщики» — действующие на дне океанов многочисленные гидротермальные источники, приуроченные к осевым частям срединно-океанических хребтов. Из них в океаны под высоким давлением в 250 атм. поступает высокоминерализованная горячая вода (350 °С). Их вклад в тепловой поток Земли составляет порядка 20%.

Гидротермальные океанические источники выносят растворенные элементы из океанической коры в океаны, изменяя кору и внося весьма значительный вклад в химический состав океанов. Совместно с циклом генерации океанической коры в океанических хребтах и ее рециклирования в мантию, гидротермальное изменение представляет двухэтапную систему переноса элементов между мантией и океанами. Рециклированная в мантию океаническая кора, видимо, ответственна за часть мантийных неоднородностей.

Гидротермальные источники в срединно-океанических хребтах — среда обитания необычных биологических сообществ, получающих энергию из разложения соединений гидротермальных флюидов (черный цвет струи).

В океанической коре, видимо, находятся самые глубинные части биосферы, достигающие глубины 2500 м.

Гидротермачьные источники вносят значительный вклад в тепловой баланс Земли. Под срединными хребтами мантия подходит наиболее близко к поверхности. Морская вода по трещинам проникает в океаническую кору на значительную глубину, вследствие теплопроводности нагревается мантийным теплом и концентрируется в магматических камерах.

Глубокое изучение перечисленных выше «особых» объектов, несомненно, приведет ученых к более объективному пониманию проблемы происхождения жизни на нашей планете и образованию ее биосферы.

Однако следует указать, что к настоящему времени экспериментально получить жизнь не удается.

ГИПОТЕЗА

ГИПОТЕЗА

Философия: Энциклопедический словарь. - М.: Гардарики . Под редакцией А.А. Ивина . 2004 .

ГИПОТЕЗА

(от греч. hypothesis – основание, основа)

хорошо продуманное предположение, выраженное в форме научных понятий, которое должно в определенном месте восполнить пробелы эмпирического познания или связать различные эмпирические знания в целое либо дать предварительное объяснение факту или группе фактов. Гипотеза является научной лишь в том случае, если она подтверждается фактами: «Hypotheses поп fingo» (лат.) – «Гипотез я не измышляю» (Ньютон). Гипотеза может существовать лишь до тех пор, пока не противоречит достоверным фактам опыта, в противном случае она становится просто фикцией; она верифицируется (проверяется) соответствующими фактами опыта, в особенности экспериментом, получая истины; она является плодотворной как эвристическая или , если может привести к новым знаниям и новым путям познания. «Существенная гипотезы состоит в том, что она ведет к новым наблюдениям и исследованиям, благодаря чему наша догадка подтверждается, опровергается или модифицируется, – короче, расширяется» (Мах). Факты опыта какой-либо ограниченной научной области вместе с осуществленными, строго доказанными гипотезами или связывающими, единственно возможными гипотезами образуют теорию (Пуанкаре , Наука и гипотеза , 1906).

Философский энциклопедический словарь . 2010 .

ГИПО́ТЕЗА

(от греч. ὑπόϑεσις – основа, предположение)

1) Особого рода предпо- ложение о непосредственно ненаблюдаемых формах связи явлений или причинах, производящих эти явления.

3) Сложный прием, включающий в себя как выдвижение предположения, так и его последующее доказательство.

Гипотеза как предположение. Г. выступает в двоякой роли: либо как предположение о той или иной форме связи между наблюдаемыми явлениями, либо как предположение о связи между наблюдаемыми явлениями и внутр. производящей их основой. Г. первого рода называются о п и с а т е л ь н ы м и, а второго – о б ъ я с н и т е л ь н ы м и. В качестве научного предположения Г. отличается от произвольной догадки тем, что удовлетворяет ряду требований. Выполнение этих требований образует состоятельности Г. Первое условие: Г. должна объяснять весь круг явлений, для анализа к-рого она выдвигается, по возможности не противореча ранее установл. фактам и науч. положениям. Однако, если объяснение данных явлений на основе непротиворечия известным фактам не удается, выдвигаются Г., вступающие в с ранее доказанными положениями. Так возникли многие фундамент. Г. науки.

Второе условие: принципиальная проверяемость Г. Гипотеза есть предположение о нек-рой непосредственно ненаблюдаемой основе явлений и может быть проверена лишь путем сопоставления с опытом выведенных из нее следствий. Недоступность следствий опытной проверке и означает непроверяемость Г. Надо различать двоякого рода непроверяемость: практич. и принципиальную. Первая состоит в том, что следствия не могут быть проверены на данном уровне развития науки и техники, но в принципе их проверка возможна. Практически непроверяемые в данный момент Г. не могут отбрасываться, но они должны выдвигаться с известной осторожностью; не может сосредоточивать свои осн. усилия на разработке таких Г. Принципиальная непроверяемость Г. состоит в том, что она не может дать следствий, допускающих сопоставление с опытом. Яркий образчик принципиально непроверяемой Г. дает предложенное Лоренцем и Фицджеральдом объяснение отсутствия интерференционной картины в опыте Майкельсона. Предположенное ими сокращение длины любого тела в направлении его движения принципиально не может быть обнаружено никаким измерением, т.к. вместе с движущимся телом такое же сокращение испытывает и масштабная линейка, при помощи к-рой будет производиться . Г., к-рые не ведут ни к каким наблюдаемым следствиям, кроме тех, для объяснения к-рых они специально выдвигаются, и будут принципиально непроверяемыми. Требование принципиальной проверяемости Г. есть, по самой сути дела, требование глубоко материалистическое, хотя его и пытается использовать в своих интересах , особенно , к-рый выхолащивает из требования проверяемости содержание, сводя его к пресловутому началу принципиальной наблюдаемости (см. Верифицируемости принцип) или к требованию операционалистского определения понятий (см. Операционализм). Позитивистские спекуляции на требовании принципиальной проверяемости не должны приводить к объявлению самого этого требования позитивистским. Принципиальная проверяемость Г. – чрезвычайно важное условие ее состоятельности, направленное против произвольных конструкций, не допускающих никаких внешних обнаружений, никак не проявляющих себя вовне.

Третье условие: приложимость Г. к возможно более широкому кругу явлений. Из Г. должны выводиться не только те явления, для объяснения к-рых она специально выдвигается, но и возможно более широкий явлений, непосредственно, казалось бы, не связанных с первоначальными. Т. к. представляет собой единое связное целое и отдельное существует лишь в той связи, к-рая ведет к общему, Г., предложенная для объяснения к.-л. сравнительно узкой группы явлений (если она верно охватывает их ), непременно окажется имеющей силу и для объяснения каких-то др. явлений. Напротив, если Г. ничего не объясняет, кроме той специфич. группы явлений, для понимания к-рой она и была специально предложена, то это значит, что она не схватывает общей основы этих явлений, что она в значит. своей части произвольна. Такие Г. носят гипотез , т.е. Г., выдвигаемых исключительно и только для объяснения данной, немногочисл. группы фактов. Напр., Г. квантов была первоначально предложена Планком в 1900 для объяснения одной сравнительно узкой группы фактов – излучения абсолютно черного тела. Осн. допущение этой Г. о существовании дискретных порций энергии – квантов – было необычно и резко противоречило классич. представлениям. Однако Г. квантов, при всей своей необычности и кажущемся характере Г. ad hoc, оказалась способной в дальнейшем объяснить исключительно широкий круг фактов. В частной области излучения абсолютно черного тела она нащупала общую основу, обнаруживающую себя во многих др. явлениях. Именно такой характер носят науч. Г. вообще.

Четвертое условие: наивозможная принципиальная простота Г. Это не должно пониматься как требование легкости, доступности или простоты математич. формы Г. Действит. простота Г. заключается в ее , исходя из единого основания, объяснить по возможности более широкий круг различных явлений, не прибегая при этом к искусств. построениям и произвольным допущениям, не выдвигая в каждом новом случае все новых и новых Г. ad hoc. Простота науч. Г. и теорий имеет источник и не должна смешиваться с субъективистской трактовкой простоты в духе, напр., принципа экономии мышления. В понимании объективного источника простоты науч. теорий существует коренное различие между метафизич. и диалектич. материализмом, к-рый исходит из признания неисчерпаемости материального мира и отбрасывает метафизич. веру в некую абс. простоту природы. Простота Г. относительна, поскольку относительна "простота" самих объясняемых явлений. За кажущейся простотой наблюдаемых явлений раскрывает их внутр. сложность. Науке постоянно приходится отказываться от старых простых концепций и создавать новые, могущие на первый взгляд казаться значительно более сложными. Задача состоит в том, чтобы не останавливаться на констатации этой сложности, а идти дальше, к раскрытию того внутр. единства и диалектич. противоречия, той общей связи, к-рая лежит в основе этой сложности. Поэтому с дальнейшим прогрессом знаний новые теоретич. построения необходимо приобретают принципиальную простоту, хотя и не совпадающую с простотой прежней теории. Соблюдение осн. условий состоятельности Г. еще не превращает ее в теорию, но при их отсутствии предположение вообще не может притязать на роль науч. Г.

Гипотеза как умозаключение. Умозаключение Г. состоит в перенесении субъекта из одного суждения, обладающего данным предикатом, в др. , имеющее сходный и нек-рый неизвестный пока . На Г. как особое умозаключение впервые обратил М. Каринский, переоценивший, однако, свое открытие и включивший в умозаключение Г. не только выдвижение нек-рого предположения, но и процесс его последующего доказательства. Выдвижение любой Г. начинается всегда с изучения того круга явлений, для объяснения к-рого эта Г. создается. С логич. точки зрения это означает, что происходит формулировка установочного суждения для построения Г.: X есть Р1 и Р2 и Р3 и т.д., где Р1, Р2 – открытые исследованием признаки изучаемой группы явлений, а X – неизвестный пока носитель этих признаков (их ). Среди имеющихся суждений ищется такое, к-рое по возможности содержало бы в себе те же частные предикаты Р1, Р2 и т.д., но при уже известном субъекте (): S есть Р1 и Р2 и Р3 и т.д. Из двух имеющихся суждений и делается вывод: X есть Р1 и Р2 и Р3; S есть P1 и Р2 и Р3, следовательно, X = S.

Приведенное умозаключение и есть умозаключение Г. (в этом смысле – гипотетич. умозаключение), а полученное в выводе суждение и есть Г. По внешнему виду гипотетич. умозаключение напоминает вторую фигуру категорич. силлогизма, но с двумя утвердит, посылками, что, как известно, представляет логически неправомерную форму вывода. Но это оказывается внешним. Предикат установочного суждения, в отличие от предиката в посылках второй фигуры, имеет сложное строение и в большей или меньшей степени оказывается специфичным, что дает возможность качеств. оценки вероятности того, что при совпадении предикатов есть сходство и в субъектах. Известно, что при наличии общевыделяющей вторая фигура дает достоверный и при двух утвердит. суждениях. В этом случае совпадение предикатов делает вероятность совпадения субъектов равной 1. В случае невыделяющих суждений эта вероятность колеблется от 0 до 1. Обычные утвердит. посылки во второй фигуре не дают оснований для оценки этой вероятности, и поэтому здесь логически неправомерен. В гипотетич. умозаключении такая производится на основе сложного характера предиката, в большей или меньшей степени приближающего его к специфич. предикату выделяющего суждения.