§ 3. Построение гипотез

Путь построения и подтверждения гипотез проходит через несколько этапов. Разные авторы выделяют от 2 до 5 этапов, мы выделим 5. Эти этапы преподаватель может проиллюст­рировать, например, ходом построения какой-то одной из гипо­тез о Тунгусском метеорите или примерами построения гипо­тез из школьного или вузовского курсов физики, химии, биоло­гии, истории и др.

1-й этап: выделение группы фактов, которые не укладывают­ся в прежние теории или гипотезы и должны быть объяснены новой гипотезой.

2-й этап: формулировка гипотезы (или гипотез), т.е. предполо­жений, которые объясняют данные факты.

3-й этап: выведение из данной гипотезы всех вытекающих из нее следствий.

4-й этап: сопоставление выведенных из гипотезы следствий с имеющимися наблюдениями, результатами экспериментов, с научными законами.

5-й этап: превращение гипотезы в достоверное знание или в научную теорию, если подтверждаются все выведенные из

252

гипотезы следствия и не возникает противоречий с ранее изве­стными законами науки¹.

Способы подтверждения гипотез бывают такие:

1) обнаружение предполагаемого объекта, явления или свой­ства (это самый действенный способ);

2) выведение следствий и их верификация (это основной спо­соб). В процессе верификации большая роль принадлежит раз­личным экспериментам. Первый и второй способы — это прямые способы подтверждения гипотез;

3) косвенный способ превращения гипотезы в достоверное знание состоит в опровержении всех ложных гипотез, после чего заключают об истинности одного оставшегося предположения. При этом способе необходимо, во-первых, перечислить все воз­можные гипотезы и, во-вторых, надо опровергнуть все ложные гипотезы.

Опровержение гипотез осуществляется путем опроверже­ния (фальсификации) следствий, вытекающих из данной гипоте­зы. Это может осуществляться тогда, когда, во-первых, не обнаруживаются все или многие из необходимых следствий или, во-вторых, обнаруживаются факты, противоречащие выведен­ным следствиям.

Структура опровержения гипотезы такова:

Если имела место причина (гипотеза)Н, то должны быть следствия:

С₁ и С_2,, и С₃,.... и С_n..

Следствия С₁, или С₂ или С₃,... или С_n отсутствуют.

Причина Н не имела места.

Чем большее число следствий отсутствует, тем выше сте­пень опровержения высказанной гипотезы.

Примеры гипотез, применяющихся на уроках в школе

Велика роль гипотезы в познании. Законы и теории науки в свое время (до их подтверждения) прошли стадию гипотезы. Поэтому учитель, излагая естественно-научные теории, должен

________________________

¹Подробнее см.:ХилькевичА. П. Гносеологическая природа гипотез. Минск, 1974; КопнинП.В. Гипотеза и познание действительности. Киев, 1962.

253

показать и стадии, предшествовавшие доказательству теории, т. е. период становления гипотез. Надо показать учащимся, ка­кой огромный труд вкладывали великие ученые как в процесс сбора научных фактов, так и в их систематизацию при построе­нии и подтверждении научных гипотез.

На уроках физики учитель будет рассказывать о К. Э. Циол­ковском - основоположнике теории космических полетов. В 1903 г. он опубликовал свою замечательную работу “Исследование мировых пространств реактивными приборами”, кото­рая, по словам академика С. П. Королева, определила его жиз­ненный и научный путь. К. Э. Циолковский сформулировал гипотезу: “Центробежная сила уравновешивает тяжесть и сво­дит ее к нулю - таков путь к космическим полетам”. “Вычис­ления могли указать мне и те скорости, которые необходимы для освобождения от земной тяжести и достижения планет”, -пишет Циолковский. Итак, в качестве фактов здесь выступают вычисления. Циолковский отмечал: “Почти вся энергия Солн­ца пропадает в настоящее время бесполезно для человечест­ва, ибо Земля получает в два (точнее, в 2,23) миллиарда раз меньше, чем испускает Солнце. Что странного в идее воспользоваться этой энергией! Что странного в мысли овладеть и ок­ружающим земной шар беспредельным пространством...”¹ Так писал К. Э. Циолковский в начале XX в. Сколько новых науч­ных гипотез сформулировано здесь! Как велика и гениальна сила его научного предвидения! На уроках физики учитель приведет научные сведения об успехах нашей страны в освоении космо­са, а также о гелиоэлектростанциях, которые, по предположе­нию (т. е. по гипотезе) ученых, смогут конкурировать с тепло­выми и атомными электростанциями.

На уроках физики учитель познакомит учащихся с теорией ес­тественной радиоактивности. Беккерель, Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри награждены в 1903 г. за открытие радиоактивности (естественных радиоактивных элементов полония и ра­дия) Нобелевской премией. После четырех лет упорного труда, переработав вручную на старом складе более тонны урановой

_______________________

¹ Цит. по: Жизнь науки. С. 431.

254

руды, Марии Кюри удалось выделить чистый хлорид радия - та­ков результат огромного накопления и обобщения фактов, экспе­риментов, превращения гипотезы в теорию путем получения пред­полагавшегося химического элемента. Позднее, в 1911 г., Мария Кюри за получение металлического радия (совместно с Дебьеном) получила Нобелевскую премию по химии. Она - единствен­ная в мире женщина - дважды лауреат Нобелевской премии. Мария Кюри пишет: “Правда, некоторые главные положения уже установлены, но большая часть выводов носит гадательный ха­рактер (Курсив мой. -А. Г.)... Исследования разных ученых, изу­чающих эти [радиоактивные] вещества, постоянно сходятся и рас­ходятся”¹. Эти высказывания М. Кюри свидетельствуют о гипо­тезах (“гадательный характер”) и о появлении конкурирующих гипотез, когда мнения ученых зачастую расходились.

В настоящее время ряд физиков пытаются создать теорию, а пока выдвигают различные гипотезы относительно “Великого объединения” электромагнетизма, сильных и слабых ядерных взаимодействий, а также тяготения. Высказываются гипотезы о возможности создания единой теории, которая описывала бы все физические явления как в космических масштабах, так и на микро- и макро-уровне. Но это дело будущего, и оно покажет, можно ли это сделать или нет. Познание безгранично, и мы ве­рим в силу человеческого разума!

Много гипотез имеется и в химии. Классический пример -Периодическая система химических элементов Д. И. Менде­леева, на основании которой он высказал гипотезы о сущест­вовании еще не открытых тогда элементов. В частности, он предсказал значения атомных весов урана, тория, бериллия, индия и ряда других химических элементов. Эти его предви­дения подтвердились. Д. И. Менделееву принадлежит и ряд других гипотез: “о химической энергии... гипотеза о пределе химических соединений, гипотеза о строении кремнеземных соединений и т. п.”². Менделеев написал более 400 работ. О его всемирной славе свидетельствует то, что он был членом более 100 научных обществ и академий.

____________________________

¹Кюри М. Исследования радиоактивных веществ. // Жизнь науки. С. 511.

²Менделеев Д. И. Основы химии. //Жизнь науки. С. 252.

255

На уроках биологии учитель приведет высказывание Ф. Эн­гельса о том, что в науках, изучающих живые организмы, “гу­стой лес гипотез”. Ч. Дарвин в своих исследованиях происхо­ждения видов опирался на гипотезы, выдвигаемые на основе обобщения значительного числа фактов, полученных им во время 5-летнего путешествия на корабле “Бигль”. Карл Линней прошел пешком почти 7000 км по северу Скандинавии, изу­чая этот край и собирая фактический материал для построе­ния гипотез и своей искусственной классификации растений. Он посетил многие страны Европы, просмотрел гербарии мно­гих ученых-ботаников, его ученики побывали в Канаде, Егип­те, Китае, Испании, Лапландии и оттуда присылали ему соб­ранные растения. Друзья Линнея из различных стран присылали ему семена и высушенные растения. Линней пишет: “Соваж дал всю свою коллекцию - редчайший и неслыханный случай, благодаря которому я приобрел необычайно богатое собрание растений”'. Таков огромный материал, который послужил Лин­нею для его систематизации.

И. М. Сеченов занимался многими проблемами физиологии и психологии. В работе “Рефлексы головного мозга” (1863 г.) он впервые попытался решать проблемы психологии с позиций фи­зиологии. Его книга сразу подверглась судебному преследованию. Сеченов сформулировал общую гипотезу, которую блестяще до­казал: “Все внешние проявления мозговой деятельности дейст­вительно могут быть сведены на мышечное движение”. Так как мышечные движения по происхождению делятся на невольные и произвольные, то Сеченов анализирует их отдельно. При этом он выдвигает новые общие гипотезы, но уже по степени обобщения менее общие, чем ранее выдвинутая гипотеза.

На уроках биологии учитель раскроет работы И. П. Павлова по физиологии пищеварения, кровообращения и особенно выс­шей нервной деятельности. И. П. Павлов пишет о подлинной ис­тории их 20-летней коллективной работы так: “Он (Читатель. -А. Г.) увидит; как мало-помалу расширялся и исправлялся наш фактический материал, как постепенно складывались наши

__________________________

¹Линней К. Виды растений. Предисловие. // Жизнь науки. С. 275.

256

представления о разных сторонах предмета и как, наконец, перед нами все более и более слагалась общая картина высшей нерв­ной деятельности”¹.

Интересны работы Л. Пастера, сначала занимавшегося хи­мией. Он, после того как местные виноделы обратили внимание на проблемы болезни вина, в результате 20-летних исследова­ний открыл биохимическую теорию брожения; разработал про­цесс, названный впоследствии пастеризацией; пять лет занимался проблемой болезни шелковичных червей, имевшей огромное практическое значение, так как в результате этой болезни в бед­ственном положении оказались более 3,5 тысяч владельцев не­движимого имущества шелководческих департаментов Фран­ции. Л. Пастер почти пять лет жизни посвятил трудным экспе­риментальным исследованиям, потерял на этом свое здоровье, но том не менее считал, что он счастлив, ибо принес пользу своей стране. И о долге ученого Л. Пастер сказал так: “...Дело чести ученого перед лицом несчастья пожертвовать всем ради попытки помочь or него избавиться. Поэтому, может быть, я дал молодым ученым благотворный пример длительных усилий в разрешении трудной и неблагодарной задачи”².

На занятиях по биологии, кроме этих классических гипотез, превратившихся в подтвержденное научное знание, учитель дол­жен рассказать и о современных биологических гипотезах, ко­торые в ряде случаев выдвинуты на стыке ряда наук. Мы их лишь перечислим, не имея возможности раскрыть их содержа­ние и статус. Совместные работы физиологов и генетиков, спе­циалистов по радиационной биологии и технологии, виноградар­ству и селекции способствуют созданию сорта винограда с за­ранее намеченными свойствами. Жизненно важными являются гипотезы о возможности получения значительных урожаев на солончаках, которых в мире 10 млн. кв. км, в то время как об­щая площадь культивируемых сегодня в мире земель, состав­ляет 15,5 млн. кв. км, т. е. значительный процент от всех земель

____________________________

¹Павлов И. П. Двадцатилетний опыт объективного изучения высшей нервной деятельности (поведения) животных. Условные рефлексы. Предисловие // Жизнь науки. С. 390.

²Пастер Л. Исследование болезни шелковичных червей. // Жизнь науки. С. 370.

257

в мире занимают засоленные почвы. Одной из них является ги­потеза о культивации на этих землях галофитов - растений, ус­тойчивых к соли. Селекционеры выводят сорта растений (галофиты), которые могут приносить урожай на ныне бросовых зем­лях при поливе их соленой водой. С развитием генной инженерии количество гипотез на этот счет будет увеличиваться, и можно предвидеть значительные успехи в целенаправленном измене­нии многих видов живых организмов.

Мы привели гипотезы из различных областей естествозна­ния. В общественных науках также возникает большое число разнообразных гипотез. В такой философской науке, как эстети­ка, можно встретиться с различными гипотезами, как общими, так и единичными. Приведем несколько единичных гипотез, вы­двигавшихся по поводу картины Рафаэля (1483-1520) “Портрет женщины под покрывалом (Донна Велата)”, написанной в 1515-1516 гг. Неизвестно, кто послужил моделью этого знаменитого портрета. Еще в XVI в. родилась легенда, согласно которой “Женщина под покрывалом” - возлюбленная художника, прекра­сная булочница Форнарина. Назывались и другие имена: Лукре­ция Делла Ровере, внучка папы Юлия II; племянница кардинала Бибиены - Мария, ее прочили Рафаэлю в жены. В “Донне Велате” видели аллегорию земной любви, парную к любви небесной. Судя по великолепному одеянию Рафаэлю позировала знатная особа. Покрывало (il veto), спускавшееся с головы на грудь, -знак замужнего положения дамы, а правая рука, прижатая к гру­ди, - жест, выражающий супружескую верность. Неоднократно отмечалось сходство “Донны Велаты” с “Сикстинской мадон­ной”, “Мадонной Делла Седиа”, “Фригийской Сивиллой”¹.

В настоящее время все шире вводится преподавание философ­ской науки логики в средних учебных заведениях: средних шко­лах, гимназиях, лицеях, педучилищах, педколледжах и других го­сударственных и негосударственных учебных заведениях. В этой связи автор настоящей книги выдвигал две педагогические ги­потезы:

________________________________

¹См.: Аннотация к картине Рафаэля “Портрет женщины под покрывалом (Донна Велата)” // Л.: Эрмитаж. Выставка западноевропейского искусства, 1989.

258

1) многие элементы логики надо вводить в обучение с 1 класса (см. об этом подробнее в главе IX данного учебника);

2) преподавание систематического курса логики желатель­но начинать с 4-5 класса.

Нельзя преувеличить значение гипотез для юриспруденции и юридической практики. Здесь они называются версиями. Любое расследование преступления требует выдвижения всех возмож­ных версий, объясняющих преступление, и их проверки.

В педагогической науке, в особенности в методике преподава­ния математики, физики, химии, биологии, истории и методике на­чального обучения, также выдвигаются свои гипотезы о путях более эффективного процесса обучения и воспитания и проводят­ся эксперименты в школах для подтверждения этих гипотез.

На основании приведенных примеров, иллюстрирующих гипо­тезы, используемые в школе на уроках физики, химии, биологии, в практике обучения и воспитания, можно с уверенностью ска­зать, что гипотеза является формой развития любого знания.

259