История науки

Разницу между мнением и гипотезой очень хорошо объяснил выдающийся российский филолог Андрей Анатольевич Зализняк (род. 1935): «Вообще говоря, научная гипотеза – это не всякое мнение, это мнение действительно не доказанное, требующее ещё доказательств и дополнительных исследований, но, тем не менее, уже основанное на достаточном количестве фактов и показывающее, что при принятии этой гипотезы некоторое количество явлений, ранее не объясняемых или объясняемых неудовлетворительно, получают более удовлетворительное объяснение».

ДИСКУССИИ между исследователями, придерживающимися разных мнений по тем или иным научным проблемам, играют важную роль в развитии науки. В процессе дискуссии могут возникать плодотворные идеи, позволяющие получить прямые или косвенные доказательства в пользу тех или иных высказанных мнений; или, напротив, доказательства, опровергающие эти мнения. В результате мнение может превратиться в концепцию и даже в теорию.

Традиционная точка зрения заключается в том, что теории формируются в результате накопления и осторожного обобщения ФАКТОВ. Однако такой взгляд односторонен. Теория – это чисто интеллектуальный продукт, формирующийся и развивающийся самыми неожиданными путями. Источником её формирования являются не только факты, но и идеи (и даже предрассудки), витающие в воздухе эпохи, через призму которых исследователь смотрит на обобщаемый им фактический материал.

Советский философ Энгельс Матвеевич Чудинов (1930–1980) предложил концепцию СТРОИТЕЛЬНЫХ ЛЕСОВ НАУЧНОЙ ТЕОРИИ (СЛЕНТ). СЛЕНТ – это совокупность предположений, большей частью неявных, с помощью которых формируется научная теория и о которых обычно не вспоминают после того, как теория приобретет «товарный вид». Научные теории, как и стихи, тоже растут из всякого сора.

Вопросы:

**. Как вы понимаете, что такое теория, гипотеза, концепция, личное мнение и чем они друг от друга отличаются?

**. Какую роль играют гипотезы в развитии науки?

**. Являются ли представления о роли ДНК в наследственности теорией, гипотезой или концепцией?

**. Являются ли представления о существовании Барабашки теорией, гипотезой, концепцией или личным мнением?

**. Какое значение имеют научные дискуссии?

**. В чем сущность концепции СЛЕНТ?

Вопросы для любителей подумать:

**. Приведите свои примеры теорий, гипотез, концепций.

**. Теория происхождения Жизни Александра Ивановича Опарина (1894–1980) – это гипотеза, концепция или теория?

Как грамотно поставить эксперимент?

Для того, чтобы получить из эксперимента надежные выводы, его нужно ГРАМОТНО ПОСТАВИТЬ.

Эксперименты ставятся для того, чтобы решить конкретную ПРОБЛЕМУ. Поэтому прежде чем ставить эксперимент, нужно четко сформулировать проблему, которую мы хотим решить с помощью эксперимента.

Затем нужно представить себе возможные ИСХОДЫ эксперимента.

Ставить эксперименты с заранее предсказуемым исходом, разумеется, бессмысленно. Но можно представить себе несколько возможных исходов эксперимента. И представить себе возможные выводы, которые можно сделать из каждого из исхода.

ИДЕАЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ – это такой эксперимент, из определенного исхода которого можно сделать один и только один вывод. Для идеального эксперимента, определенный исход которого может решить судьбу научной гипотезы, в научной среде используют латинский термин EXPERIMENTUM CRUCIS (в дословном переводе – «эксперимент креста»), который предложил в начале XVII века выдающийся английский философ Френсис Бэкон (1561–1626). В настоящее время этот термин нередко переводят, как КРИТИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ. Однозначный вывод, сделанный из критического эксперимента, может опровергнуть научную теорию.

В идеале experimentum crucis имеет два исхода. Исход такого эксперимента позволят однозначно ответить на вопрос: «Да» или «Нет».

Однако в большинстве случаев выводы из исхода эксперимента являются не столь однозначными.

Для того, чтобы ограничить круг возможных объяснений результатов эксперимента, наряду с основным экспериментом, ставятся КОНТРОЛЬНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ, в которых воспроизводится все, кроме воздействия на объект исследования.

Давайте представим себе, что мы живем в XVII веке и хотим понять, почему в мясе появляются личинки мух. То ли потому, что мама-муха отложила на мясо свои яички, то ли потому, что эти личинки зарождаются из мяса.

Для этого можно провести следующий простенький эксперимент. Закроем банку и посмотрим, появятся ли там личинки. Если личинки появились, то значит, мама-муха ни при чем и личинки сами собой зарождаются в мясе. А если в банке, куда закрыт доступ мухам, личинок не будет, стало быть, мама муха отложила туда яйца.

Но не может ли второй исход эксперимента иметь другие объяснение. Например, что мясо какое-то не то и личинки не могут в нем появиться. Для этого нужно сделать контрольный опыт: взять большой кусок мяса, разрезать его на две половинки, и эти половинки положить в две банки, после чего одну банку закрыть, а другую оставить открытой. Если личинки не появятся в обеих банках, значит, дело в том, что или мясо не то, или мух поблизости нет. А если личинки появились только в открытой банке, то можно предположить, что дело в отложенных яичках.

Но насколько однозначно второе объяснение? Может быть, личинки в закрытой банке не появились потому, что им там было нечего дышать. Для того, чтобы исключить эту возможность, нужно провести ещё один контрольный эксперимент, обеспечив в банку доступ воздуха, но закрыв её для мух. Для этого нужно просверлить в крышки маленькие дырочки, через которые может проникать воздух, но не могут проникать мухи. А для того, чтобы исключить откладку яиц через дырочки, банку следует положить на бок.

Если на мясе в открытой банке появились личинки, а на мясе в закрытой банке, куда, тем не менее, проходит воздух, личинки не появились, то можно смело сделать вывод о том, что личинки мух в мясе развиваются из отложенных туда яиц.

Рассмотрим теперь некоторые конкретные научные эксперименты, из которых можно сделать далеко идущие выводы.

До работ Галилео Галилея (1564–1642) считалось, что тяжелые тела падают на Землю быстрее, чем легкие. Этот вывод, казалось бы, следует из наблюдений за падением гирьки и листка бумаги. Гирька падает быстро, а листок медленно плывет по воздуху. Но в весе ли здесь дело? Тем более, что легко показать, что гирьки любого веса падают с одинаковой высоты за одинаковое время.

Для того, чтобы проверить это экспериментально, скрутим листок бумаги в бумажный шарик. Его вес не изменился, но падать шарик будет так же быстро, как и гирька. Стало быть, дело не в весе, а в том, что изменилось при скручивании листочка. То есть, с площадью его поверхности. Можно сделать вывод, что на тело, имеющее большую площадь, действует какая-то сила, направленная в противоположную сторону, которая замедляет падение. Такой силой является сопротивление воздуха.

Попробуем теперь определить зависимость время падения от высоты, с которой падает гирька. Для этого нам понадобится какое-то устройство, измеряющее длину, и какое-то устройство, измеряющее короткие промежутки времени (предположим для простоты, что в нашем распоряжении имеется секундомер, которого во времена Ньютона не существовало).

Оказывается, что время падения будет пропорционально не высоте, а корню квадратному из неё. Эту зависимость можно описать формулой h = (a/2)*t2, где h и t – это высота и время, а (g/2) – коэффициент пропорциональности. Уже из той формулы видно, что скорость падающего тела непостоянна и вначале тело падает медленно, а затем все быстрее и быстрее.

А теперь вычислим мгновенную скорость падающей гирьки через t1 после начала падения. За это время тело пройдет расстояние h1, равное (a/2)*t12. А мгновенная скорость по определению – это производная пути от времени, которая будет равна a*t1. Иными словами, скорость падения будет пропорциональна времени, прошедшему с начала падения. А скорость изменения скорости (её называют ускорением) будет равной постоянной величине а.