Аналогия и гипотеза. Их роль в учебном процессе

АНАЛОГИЯ И ГИПОТЕЗА. ИХ РОЛЬ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

§1. Умозаключение по аналогии и его виды

Термин "аналогия" означает сходство двух предметов (или двух групп предметов) в каких-либо свойствах или отношениях. Например, Земля (модель) и Марс (прототип) сходны в том отношении, что они вращаются вокруг Солнца и вокруг своей оси и потому имеют смену времен года, смену дня и ночи. По аналогии умозаключаем, что, возможно, и на Марсе есть жизнь. Посредством аналогии осуществляется перенос информации с одного предмета (модели) на другой (прототип). Посылки относятся к модели, заключение - к прототипу.

Схема аналогии свойств в традиционной логике такова:

Предмет А обладает свойствами a, b, с, d, e, f.

Предмет В обладает свойствами a ,b, с, d.

Вероятно, предмет В обладает свойствами e, f.

Аналогия -умозаключение о принадлежности предмету определенного признака (т. е. свойства или отношения) на основе сходства в признаках с другим предметом.

В зависимости от характера информации, переносимой с модели на прототип, аналогия делится на два вида: аналогия свойств и аналогия отношений. В аналогии свойств рассматриваются два единичных предмета или два множества однородных предметов (два класса), а переносимыми признаками являются свойства этих предметов (аналогия между Марсом и Землей, аналогия в симптомах протекания болезни у двух людей и др.). Проиллюстрируем аналогию свойств на примере. В одном и том же городе N были зафиксированы три случая хищения радиодеталей из магазинов, совершенных путем пролома в потолке, через который преступники проникли в помещение магазина. На основании умозаключения путем аналогии у расследующих преступление возникла версия, что это были одни и те же преступники. Аналогия просматривалась в трех случаях: 1) в характере совершенного преступления (кража); 2) в однотипности украденных предметов (радиодетали); 3) в пути проникновения в магазин (пролом в потолке). Версия подтвердилась. Преступники были задержаны.

В аналогии отношений информация, переносимая с модели на прототип, характеризует отношения между двумя предметами или двумя классами однородных предметов. Имеем отношение [aR₁b) и отношение (mR₁n). Аналогичными являются отношения R и R₁, но а не аналогично т, а b - n. На уроке физики учитель расскажет о том, что примером аналогии отношений является предложенная Резерфордом "планетарная" модель строения атома, которую он построил на основании аналогии отношения между Солнцем и планетами, с одной стороны, и ядром атома и электронами, которые удерживаются на своих орбитах силами притяжения ядра, - с другой. Здесь R - взаимодействие противоположно направленных сил - сил притяжения и отталкивания - между планетами и Солнцем, а R₁ - взаимодействие противоположно направленных сил - сил притяжения и отталкивания - между ядром атома и электронами, но планеты не аналогичны электронам, а Солнце не аналогично ядру атома.

На основе аналогии отношений бионика занимается изучением объектов и процессов живой природы с целью использования полученных знаний в новейшей технике. Приведем ряд примеров. Летучая мышь при полете испускает ультразвуковые колебания, затем улавливает их отражения от предметов, безошибочно ориентируясь в темноте: обходит ненужные ей предметы, чтобы не натолкнуться на них в полете, находит нужные ей предметы, например, насекомых или место, где она хочет сесть, и т. д. Человек, используя этот принцип, создал радиолокаторы, обнаруживающие объекты и определяющие их местоположение в любых метеорологических условиях. Построены машины-снегоходы, принцип передвижения которых заимствован у пингвинов. Используя аналогию восприятия медузой инфразвука с частотой 8-13 колебаний в секунду (что позволяет медузе заранее распознавать приближение бури по штормовым инфразвукам), ученые создали электронный аппарат, предсказывающий за 15 часов наступление шторма. Изучено значительное количество биологических объектов, представляющих большой технический интерес. Например, гремучие змеи обладают термолокаторами, обеспечивающими измерение температуры с точностью до 0,001°С. Караси могут обнаруживать вещества по запаху, если в 100 кубических километрах воды будет растворен всего один грамм этого вещества.

Кроме деления аналогий на эти два вида - свойств и отношений, - умозаключения по аналогии по характеру выводного знания (по степени достоверности заключения) можно разделить на три вида:

1) строгая аналогия, которая дает достоверное заключение;

2) нестрогая аналогия, дающая вероятное заключение;

3) ложная аналогия, дающая ложное заключение.

Строгая аналогия

Характерным отличительным признаком строгой аналогии является наличие необходимой связи между сходными признаками и переносимым признаком. Схема строгой аналогии такая:

Предмет A обладает признаками a, b, с, d, e.

Предмет В обладает признаками a, b, с, d.

Из совокупности признаков а, b, с, d необходимо следует e.

Предмет B обязательно обладает признаком e.

Строгая аналогия применяется в научных исследованиях, в математических доказательствах. Например, формулировка признаков подобия треугольников основана на строгой аналогии: "Если три угла одного треугольника равны трем углам другого треугольника, то эти треугольники подобны" (подобие - вид аналогии).

На строгой аналогии основан метод моделирования. Известно, что единство природы обнаруживается в "поразительной аналогичности" дифференциальных уравнений, относящихся к разным областям явлений. В физике эти аналогичные явления весьма часты. Например, аналогичными уравнениями описываются корпускулярно-волновые свойства света и аналогичные свойства электронов. Закон Кулона, определяющий силу электростатического взаимодействия двух неподвижных друг относительно друга точечных зарядов q₁ и q_2,, расстояние между которыми r, выражается формулой:

Аналогичной формулой выражен закон всемирного тяготения Ньютона:

Здесь мы видим строгую аналогию, в которой переносимыми признаками являются не свойства, а отношения между разными объектами (электрическими зарядами и массами вещества), выраженные аналогичной структурой формул.

Строгая аналогия дает достоверный вывод, т. e. истину, обозначаемую в многозначных логиках, в классической логике, в теории вероятностей через 1. Вероятность вывода по строгой аналогии равна 1.

Нестрогая аналогия

В отличие от строгой аналогии нестрогая аналогия дает не достоверное, а лишь вероятное заключение. Если ложное суждение обозначить через 0, а истину через 1, то степень вероятности выводов по нестрогой аналогии лежит в интервале от 1 до 0, т. e. 1>Р(а)>0,где Р(а)- вероятность заключения по нестрогой аналогии.

Примерами нестрогой аналогии являются, в частности, следующие: испытание модели корабля в бассейне и заключение, что настоящий корабль будет обладать теми же параметрами, испытание прочности моста на модели, затем построение настоящего моста. Если строго выполнены все правила построения и испытания модели, то этот способ умозаключения может приближаться к строгой аналогии и давать достоверное заключение, однако чаще заключение бывает вероятным. Разница в масштабах между моделью и прототипом (самим сооружением) иногда бывает не только количественной, но и качественной. Не всегда также можно учесть различие между лабораторными условиями (испытания) модели и естественными условиями работы самого сооружения, поэтому возникают ошибки.

Примеры таких аналогий многочисленны. Возрождение старых идей при создании новой техники - сейчас закономерный процесс. В настоящее время, например, парусные суда и дирижабли снова выходят на сцену, но они связаны с прошлой техникой лишь по отдаленной аналогии, так как создаются теперь по последним техническим достижениям и оснащены современным оборудованием и ЭВМ.

Человек в целях управления часто использует аналоговые машины. На корабле, чтобы в шторм максимально снять действие бортовой качки, устанавливаются специальные ласты, движением которых управляет аналоговая машина. Решая дифференциальное уравнение движения волн, она как бы заранее "предвидит" набегающую волну и с помощью ласт корректирует положение корабля. Аналоговые машины успешно применяются и для управления полетом самолета, в том числе при посадке, выполняя функции пилота при густом тумане над аэродромом.

В математических доказательствах используется только строгая аналогия, а при решении задач (арифметических, геометрических и др.) применяется либо алгоритм, либо нестрогая аналогия с уже решенными однотипными задачами. Значительное число интересных примеров использования аналогий в математике содержится в книге Д. Пойа "Математика и правдоподобные рассуждения".

Аналогия в математике используется и тогда, когда, пытаясь решить предложенную задачу, мы начинаем с другой, более простой. Например, при решении задачи из стереометрии мы находим подобную задачу в планиметрии; в частности, решая задачу о диагонали прямоугольного параллелепипеда, мы обращаемся к задаче о диагонали прямоугольника. В геометрии имеется аналогия между кругом и шаром. Существуют две аналогичные теоремы: "Из всех плоских фигур равной площади наименьший периметр имеет круг" и "Из всех тел равного объема наименьшую поверхность имеет шар". Д. Пойа пишет: "...Сама природа расположена в пользу шара. Дождевые капли, мыльные пузыри, Солнце, Луна, наша Земля, планеты шарообразны или почти шарообразны".

Д. Пойа приводит забавную аналогию из области биологии:

когда в холодную ночь кот приготовляется ко сну, он поджимает лапы, свертывается и таким образом делает свое тело насколько возможно шарообразным, очевидно, для того, чтобы сохранить тепло, сделать минимальным его выделение через поверхность своего тела. "Кот, - продолжает Д. Пойа, - не имеющий ни малейшего намерения уменьшить свой объем, пытается уменьшить свою поверхность. Он решает задачу о теле с данным объемом и наименьшей поверхностью, делая себя возможно более шарообразным".

Эту аналогию можно использовать как на уроках математики, так и на уроках биологии.

Для повышения степени вероятности выводов по нестрогой аналогии следует выполнить ряд условий:

1) число общих признаков должно быть возможно большим;

2) необходимо учитывать степень существенности сходных признаков, т.е. сходные признаки должны быть существенными. Аналогия на основе сходства несущественных признаков типична для ненаучного и детского мышления. Дети могут съесть ядовитые ягоды на основе их внешнего сходства со съедобными. Но иногда и на основе чисто внешнего признака можно сделать открытие, как это было в случае открытия алмазов в Якутии;

3) общие признаки должны быть по возможности более разнородными;

4) необходимо учитывать количество и существенность пунктов различия. Если предметы различаются в существенных признаках, то заключение по аналогии может оказаться ложным;

5) переносимый признак должен быть того же типа, что и сходные признаки.

Ложная аналогия

При нарушении указанных выше правил аналогия может дать ложное заключение, т. е. стать ложной. Вероятность заключения по ложной аналогии равна 0. Ложные аналогии иногда делаются умышленно, с целью запутывания противника, т. е. являются софистическим приемом, или делаются неумышленно, в результате незнания правил построения аналогий или отсутствия фактических знании относительно предметов А и В и их свойств, на основании которых осуществляется аналогия. И. П. Павлов пишет о ложной аналогии доктора А. Т. Снарского, являвшегося его сотрудником: "В то время как Вульфсон собрал новый, придавший большую важность предмету материал относительно подробностей психического возбуждения слюнных желез, Снарский предпринял анализ внутреннего механизма этого возбуждения, стоя на субъективной точке зрения, т. е. считаясь с воображаемым, по аналогии с нами самими, внутренним миром собак (опыты наши делались на них), с их мыслями, чувствами и желаниями. При этом-то и произошел небывалый в лаборатории случай. Мы резко разошлись друг с другом в толковании этого мира... Д-р Снарский остался при субъективном истолковании явлений, я же, пораженный фантастичностью и научной бесплодностью такого отношения к поставленной задаче, стал искать другого выхода из трудного положения". Далее И. П. Павлов отмечает: "В самом деле, трудно же, неестественно было бы думать и говорить о мыслях и желаниях какой-нибудь амебы или инфузории"'. Известно, что сознание человека качественно отличается от психики животных. В результате игнорирования или непонимания этого коренного различия Снарский и пришел к ложной аналогии и ложному заключению, которые И. П. Павлов характеризовал как "фантастичность и научная бесплодность".

В философии подобную ошибку делали в XIX в. "вульгарные" материалисты Л. Бюхнер, К. Фогт и Я. Молешотт, которые, проведя аналогию между печенью и мозгом, заключили, что мозг выделяет мысль так же, как печень выделяет желчь.

Примером ложной аналогии является организмическая аналогия Г. Спенсера, который выделял в обществе различные административные органы и приписывал им функции, аналогичные тем, которые возникают при разделении функций между органами живого тела.

На ложных аналогиях основаны и суеверия. Например, считается, что разбитое зеркало - к несчастью, что если перед охотой проткнуть чучело зверя, то будет удача на охоте, т. е. удастся убить животное.

§2. Гипотеза и ее виды

Гипотеза - это научно обоснованное предположение о причинах или закономерных связях каких-либо явлений природы, общества и мышления.

Научно обоснованные предположения (гипотезы) надо отличать от плодов беспочвенной фантазии в науке. И. П. Павлов в письме, обращенном к научной молодежи, предостерегал от выдвижения пустых гипотез. Он писал: "Никогда не пытайтесь прикрыть недостатки своих знаний хотя бы и самыми смелыми догадками и гипотезами. Как бы ни тешил ваш взор своими переливами этот мыльный пузырь - он неизбежно лопнет и ничего, кроме конфуза, у вас не останется"'.

Существуют ложные гипотезы, например, до Коперника была гипотеза о неподвижности Земли. Коперник писал о математиках того времени: "Действительно, если бы принятые ими гипотезы не были ложными, то, вне всякого сомнения, полученные из них следствия оправдались бы"².

Виды гипотез

В зависимости от степени общности научные гипотезы можно разделить на общие, частные и единичные.

Общая гипотеза - это научно обоснованное предположение о законах и закономерностях природных и общественных явлений, а также закономерностях психической деятельности человека. Они выдвигаются для объяснения всего класса описываемых явлений, выведения закономерного характера их взаимосвязей во всякое время и в любом месте. Примеры общих гипотез: гипотеза Демокрита об атомистическом строении вещества, гипотеза Канта - Лапласа о происхождении небесных тел, гипотеза А. И. Опарина о возникновении жизни на Земле. Общая гипотеза после ее доказательства становится научной теорией.

Частная гипотеза - это научно обоснованное предположение о происхождении и закономерностях части объектов, выделенных из всего класса рассматриваемых объектов природы, общественной жизни или мышления. Примеры частных гипотез: гипотезы о происхождении вирусов, о причинах возникновения злокачественных опухолей, в том числе гипотеза об онкогенных РНК, содержащих вирусы, и др.

Единичная гипотеза - научно обоснованное предположение о происхождении и закономерностях единичных фактов, конкретных событий и явлений. Например, при рытье котлована для фундамента здания в Италии был обнаружен гроб с телом 8-летней девочки, забальзамированный труп которой сохранился полностью, хотя, по определению ученых, девочка была захоронена около 1800 лет назад. Сразу возникло несколько единичных гипотез: о времени захоронения, о принадлежности девочки к знатным людям, о причинах, способствующих сохранности ее тела, и др. Врач строит единичные гипотезы в ходе лечения какого-то конкретного больного, подбирая индивидуальные дозы нужного для него лекарства.

В ходе доказательства общей, частной или единичной гипотезы исследователь или любой другой человек строит рабочие гипотезы, т. е. предположения, которые выдвигаются чаще всего в начале исследования и не ставят еще задачу выяснения причин или закономерностей исследуемого явления. И. П. Павлов часто менял свои рабочие гипотезы.

В начале этого раздела дано определение гипотезы, рассмотрены виды гипотез (в том числе ложные). Пример ложной гипотезы .можно найти в книге Стефана Цвейга "Подвиг Магеллана". В 1519-1521 гг., обогнув Южную Америку, Магеллан открыл между ней и архипелагом Огненная Земля пролив, названный

Магеллановым, и вышел из Атлантического океана в Тихий. Его экспедиция совершила первое кругосветное путешествие.

Обстоятельства этой истории таковы, что Магеллан верил в существование пролива благодаря географической карте, оказавшейся ошибочной, ибо на ней пролив был отмечен на сороковом градусе южной широты, а на самом деле он находился на пятьдесят втором.

Какова же роль ложной гипотезы? Об этом Стефан Цвейг пишет так: "Заблуждение, в которое он честно уверовал, - вот что в конечном счете и составляло тайну Магеллана.

Но не надо презирать заблуждений! Из безрассуднейшего заблуждения, если гений коснется его, если случай будет руководить им, может произрасти величайшая истина. Сотнями, тысячами насчитываются во всех областях знаний великие открытия, возникшие из ложных гипотез (Курсив мой. - А. Г.). Никогда Колумб не отважился бы выйти в океан, не будь на свете карты Тосканелли, до абсурда неверно определившей контур земного шара и обманчиво твердившей ему, что он в кратчайший срок достигнет восточного побережья Индии. Никогда Магеллан не сумел бы уговорить монарха предоставить ему флотилию, если бы не верил с таким безрассудным упорством ошибочной карте. ...Только всем сердцем отдавшись преходящему заблуждению, он открыл непреходящую истину". Магеллан выдвигает новую гипотезу: если этот пролив вообще существует, то он должен быть расположен южнее. И плавание продолжается на юг. "Все труднее, все медленнее становится плавание. Магеллан неуклонно держит курс вдоль берегов. Он обследует каждую, даже самую малую бухту и везде производит замеры глубин. Правда, таинственной карте, заманившей его в плавание и затем в пути его предавшей, он давно уже перестал верить... Когда 24 февраля флотилия снова приближается к какому-то необъятному широкому заливу... Магеллан опять посылает вперед небольшие суда... дабы установить, не здесь ли откроется проход к Молуккским островам. И опять - ничего! Опять только закрытая бухта. Так же тщетно обследуют они и два других залива..."

Мы подробно привели эти места из книги С. Цвейга "Подвиг Магеллана" потому, что с их помощью можно решить целый ряд проблем, а именно: во-первых, проиллюстрировать, что собой представляет ложная гипотеза; во-вторых, показать суть логической ошибки, называемой "основное заблуждение", т. е. ложность оснований (ошибочность карты); в-третьих, привести примеры на опровержение гипотез; в-четвертых, проиллюстрировать построение Магелланом новых гипотез, т.е. гипотез о возможном существовании пролива южнее сороковой широты, и последующее опровержение новых ложных гипотез.

Как мы отмечали, в ходе доказательств общих, частных или единичных гипотез люди строят рабочие гипотезы. В судебном расследовании выдвигаемые гипотезы называются версиями. Все указанные виды гипотез преподавателю рекомендуется разъяснить на примерах, во-первых, на материале профилирующих дисциплин и, во-вторых, на материале психологии и педагогики.

§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 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 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..." 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 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.

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

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 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:

1) многие элементы логики надо вводить в обучение с 1 класса;

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.