Что такое гипотеза в биологии 9 класс определение
Урок. «Гипотезы возникновения жизни» (9 класс)
План-конспект урока по теме «Гипотезы возникновения жизни».
Кузнецова Ольга Владимировна, учитель биологии МАОУ СОШ №41 г. Хабаровск.
1. Называть гипотезы происхождения жизни и давать им характеристику: креационизм, самопроизвольное зарождение, гипотеза стационарного состояния, панспермии биохимической эволюции.
2. Описывать положения основных гипотез возникновения жизни.
3. Уметь характеризовать различия в подходах религии и науки к объяснению возникновения жизни;
3. Сформировать умение кратко излагать свое мнение, приводить факты и доказательства, выслушивать различные точки зрения. (Коммуникативные УУД)
4. Дать оценку своим взглядам на вопрос происхождения жизни с учетом изученного материала. (Личностные УУД)
На доске записаны слова:
Гипотеза стационарного состояния
Гипотеза биохимической эволюции.
Жизнь – это то, что дышит, питается, размножается, растет, развивается, обладает обменом веществ и раздражимостью.
Остальные слова не знакомы, но они характеризуют взгляды на вопрос происхождения жизни.
Открытие темы урока : Гипотезы возникновения жизни
Постановка проблемы методом противоречия.
Проблема: Существует множество взглядов на вопрос происхождения жизни. Какой из них является научно обоснованным?
Цель: Рассмотреть основные гипотезы происхождения жизни, их доказательства и недостатки
Учитель: Давая определение жизни, вы назвали отличительные признаки живого от неживого, но не дали определения самому понятию «жизнь».
2. «Жизнь есть способ существования белковых тел. Существенным моментом которого является постоянный обмен с окружающей их внешней природой. Причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка».
Задание: Сравните эти определения, сформулируйте основные идеи.
2. Носителем жизни является белок и нуклеиновые кислоты.
Учитель: С тех пор как человек начал задавать вопрос: «Что такое жизнь и как она возникла», появилось множество точек зрения, но как их доказать?
Все гипотезы можно объединить в 2 направления: биогенез и абиогенез. О чем говорят эти слова?
Одной из наиболее древних гипотез зарождения жизни является креационизм. Послушайте отрывок (аудиозапись или чтение текста Библии), дайте определение этому понятию, изложите его суть.
“ Вначале сотворил Бог небо и землю. Земля же была безвидна и пуста, и тьма над бездною, и Дух Божий носился над водою.
И сказал Бог: да будет свет и отделил Бог свет от тьмы. И назвал Бог свет днем, а тьму ночью. И был вечер, и было утро: день один.
И сказал Бог: да будет твердь посреди воды, и да отделяет она воду от воды. И стало так. И назвал Бог твердь небом. И был вечер, и было утро: день второй.
И сказал Бог: да будут светила на тверди небесной для отделения дня от ночи, и для знамений, и времен, и дней, и годов;. И был вечер, и было утро: день четвертый.
И сказал Бог: да произведет вода пресмыкающихся, душу живую; и птицы да полетят над землею, по тверди небесной. [И стало так.] И увидел Бог, что это хорошо… И был вечер, и было утро: день пятый.
И сказал Бог: сотворим человека по образу Нашему и по подобию Нашему. И сотворил Бог человека по образу Своему, по образу Божию мужчину и женщину. И благословил их Бог, и сказал им Бог: плодитесь и размножайтесь, и наполняйте землю, и обладайте ею, и владычествуйте над рыбами морскими, [и над зверями,] и над птицами небесными, [и над всяким скотом, и над всею землею,] и над всяким животным, пресмыкающимся по земле… И увидел Бог все, что Он создал, и вот, хорошо весьма. И был вечер, и было утро: день шестой” (Быт. 1. 1–9, 11, 13–15, 19–21, 23–24, 26–28, 31).
Беседа с дальнейшим выводом :
Креационизм – божественная гипотеза происхождения жизни.
Создателем является Бог.
Жизнь неизменна с момента ее зарождения.
Доказательств гипотезы нет, основывается на несостоятельности науки объяснить и доказать некоторые противоречивые факты.
Учитель: Есть еще одна древня гипотеза. Аристотель писал: «Живое может возникать из неживого не только в результате спаривания организмов, но и результате разложения почвы, зарождаясь из разлагающейся земли».
Задание : Как вы думаете, сторонником какой гипотезы был Аристотель. Ответ учащихся : Гипотеза самозарождения.
Учитель: Ученый Франческо Реди тоже согласился со взглядами Аристотеля и предложил следующий опыт.
Смог ли Ф. Реди доказать несостоятельность идей самозарождения.
Ответ ученика: Нет, так как сторонники самозарождения утверждали, что личинки не появились потому, что банки были закрыты, и жизненная сила не смогла туда проникнуть.
Учитель: В 1859 году французская академия наук назначила премию тому, кто положит конец этому спору
Творческое задание : Предложите способ, опровергающий его взгляды.
Вопрос: Кто же получил премию, в чем заключался опыт, какова его роль?
Задание : ответ на поставленный вопрос найдите при просмотре видеофрагмента Просмотр видеофрагмента «Опыт Луи Пастера» https://www.youtube.com/watch?v=mPKujsw2LEA
Задание : на стр. 230-231учебника найдите роль опытов Л. Пастера в медицине:
3. Учение об асептике и антисептике
Вывод: Подтвердилась гипотеза биогенеза, но нет ответа на вопрос: «Откуда появилась первая жизнь».
Учитель: С основными положениями гипотезы стационарного состояния и панспермии нас познакомят учащиеся.
Ученик 1. Гипотеза стационарного состояния Согласно этой гипотезе Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень мало; виды также существовали всегда. Эту гипотезу называют иногда гипотезой этернизма (от лат. eternus вечный). Это представление соответствует концепции вечной несотворенной Вселенной, характерной для восточных религий, таких как индуизм и буддизм. В контексте современных астрономических знаний эта гипотеза не рассматривается как научная
Одним из первых идею о космическом (внеземном) происхождении жизни высказал немецкий ученый Г. Рихтер в 1865 г. Согласно Рихтеру жизнь на Земле не возникла из неорганических веществ, а была занесена с других планет. В связи с этим возникали вопросы, насколько возможно такое перенесение с одной планеты на другую и как это могло быть осуществлено. Ответы искали в первую очередь в физике, и неудивительно, что первыми защитниками этих взглядов выступили представители этой науки, выдающиеся ученые Г. Гельмгольц, С. Аррениус, Дж. Томсон, П.П. Лазарев и др. Согласно их представлениям, споры бактерий и других организмов могли быть занесены на Землю с метеоритами. Лабораторные исследования подтверждают высокую устойчивость живых организмов к неблагоприятным воздействиям, в частности к низким температурам. Например, споры и семена растений не погибали даже при длительном выдерживании в жидком кислороде или азоте.
Приводимые доказательства : НЛО, наскальные изображения предметов, похожих на ракету, изучение метеоров и метеоритов. Внутри метеорита FLH 84001 обнаружено палочковидное образование, напоминающее окаменелые бактерии. Сам метеорит – часть земной коры Марса, выброшенный в космос 16 млн.лет назад. А 13 тыс лет назадон упал на Землю в Антарктиде.
Не достаток гипотезы : Не отвечает на вопрос : «Как возникла жизнь вообще, а не только на Земле».
Учитель: Каковы современные взгляды на происхождение жизни?
Посмотрите видеофрагмент «Современные взгляды на происхождение жизни»
Задание: Выпишите: а втора ( А.И. Опариным, советский ученый, 1924 год) и о сновные этапы:
Работа с текстом (продуктивное чтение).
Основные этапы гипотезы Опарина-Холдейна о происхождения жизни на Земле.
Эта гипотеза исходит из предположения о постепенном возникновении жизни на Земле из неорганических веществ путём длительной химической эволюции на уровне молекул. По Опарину, процесс возникновения жизни на нашей планете можно разделить на ряд этапов.
Изучите текст учебника стр. 233 и запишите основные этапы происхождения жизни в том порядке, в каком предложили их Опарин и Холдейн.
возникновение генетического кода, мембраны и начало биологической эволюции.
абиогенный синтез полимеров (белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот) из простых органических соединений;
взаимодействие коацерватов с окружающей средой, сходство с живыми организмами: рост, питание, дыхание, обмен веществ, размножение;
образование коацерватов как обособление в растворе высокомолекулярных веществ в виде высококонцентрированного раствора;
абиогенный синтез простейших органических соединений из неорганических;
Проверка выполненного задания.
1. Первоначально живое возникло из неживого.
2. Биологической эволюции предшествовала химическая эволюция
3. Процесс зарождения жизни неповторим.
4. В основе жизни – белки, образующие коацерваты. Коацерваты – капли, покрытые слоем белка, по способу питания – гетеротрофы.
5. Первые клетки появились 3-3,5 млрд лет назад.
1. точное соответствие ее химической эволюции, согласно которой зарождение жизни является закономерным результатом добиологической эволюции материи.
2. Возможность экспериментальной проверки ее основных положений (лабораторное воспроизведение предполагаемых физико-химических условий первичной Земли, и коацерватов, имитирующих доклеточного предка).
Аргументы против. невозможность объяснения самого момента скачка от сложных органических соединений к живым организмам. Ведь ни в одном из поставленных экспериментов получить жизнь так и не удалось.
Известный эволюционист, создатель эволюционной теории развития жизни на Земле Ч. Дарвин в конце своей жизни писал: «Меня прошибает холодный пот: такое не может образоваться само собой. У них должен быть Всевышний Творец.
Применение полученных знаний
Соотнесите название гипотезы происхождения жизни с её основной идеей
(на интерактивной доске)
1. самозарождение 1. Привнесена из космоса
2. креационизм 2. Появилась из неживой материи
3. гипотеза стационарного состояния 3. Жизнь существовала всегда
4. гипотеза панспермии 4. Жизнь создана Творцом
5. Эволюционная 5. Химическая эволюция перешла
Обобщение. Формулирование вывода
2.Гипотезы происхождения жизни: креационизм, самозарождение, гипотеза стационарного состояния, гипотеза панспермии, биохимическая.
3. Ни одна из гипотез не дает окончательных доказательств истины своих идей.
4.Современной научной гипотезой считается биохимическая гипотеза, суть которой заключается в переходе химической эволюции в биологическую, образование коацерватов – предков клеточных организмов.
Гипотеза как форма развития биологического знания
ГЛАВА 2. Гипотеза на примере биологического познания
Список использованной литературы
Все, вышесказанное можно отнести к доводам при выборе темы реферата- гипотеза как форма развития биологического знания. Эта тема очень близка мне как человеку занимающемуся изучением, биологическим познанием, взаимосвязей в природе между организмами.
В реферате рассматривается само понятие гипотезы, логическая и гносеологическая классификация, обоснованность и проверяемость гипотез, функции гипотез в научном исследовании.
Исходя из всего выше сказанного, перейдем к непосредственному рассмотрению содержания темы реферата.
ГЛАВА. 2. Г И П О Т Е З А
Жизнь ставит перед нами проблемы, которые нам необходимо решать. После того как проблема или проблемный комплекс сформулированы и исследованы, то есть проанализированы идет процесс поиска решения. Некоторые проблемы разрешаются обращением к реальному миру, поиском новых фактов посредством процедур наблюдения, измерения и т.п. Другие же проблемы могут быть решены только путем построения некоторых новых теорий, нового субъективного образа объективного мира. Обычно кажется очевидным, что эмпирические проблемы и связынный с ними процесс накопления эмпирического материала должны предшествовать концептуальным проблемам, заключающимся в обработке полученных данных теми или иными логическими методами. Поэтому даже в тех случаях, когда отмечается фундаментальная роль проблемы как исходного пункта научного исследования, традиционно следующим этапом в рассмотрении процесса научного исследования является именно анализ средств и методов получения научных фактов.
Первым объектом анализа на этом пути является гипотеза.
Подобная квалификация столь очевидного утверждения базируется на следующем понимании гипотезы: некоторое утверждение представляет собой гипотезу тогда и только тогда, когда оно, во-первых, непосредственно или опосредовано относится к пока или в принципе наблюдаемым фактам и, во-вторых, может быть уточнено и исправлено при наличии нового знания.
В этом определении под фактами понимаются реальные события, а не описывающие их суждения. Последние квалифицируются как эмпирические данные, или данные наблюдения, если, конечно, эти данные соответствующим образом получены, поскольку, скажем, суждение описывающее реальное в прошлом событие, не может быть отнесено к эмпирическим данным. В связи с этим известную дискуссию о том, следует ли понимать факт онтологически или гносеологически, мы просто обходим, принимая различные термины для трактовки фактов в различных смыслах. Отсюда следует, что гипотезы вышеприведенным определением противопоставляются не фактам, а эмпирическим данным.
В принятой терминологии различие между фактом и гипотезой не является различием в пределах одного общего рода, и именно поэтому не следует противопоставлять факты и гипотезы. Гипотезы-это суждения, и, как таковые, они противоположны суждениям с другими признаками, а именно единичным суждениям опыта эмпирическим данным. Данные и гипотезы различаются тем, что последние строятся на основе первых и вместе с тем по своему содержанию и смыслу выходят за пределы эмпирических данных. Другими словами, гипотеза всегда обладает большим содержанием и большой логической силой, чем те данные, на которых она основана. Единичные суждения о фактах в принципе также могут подлежать исправлению, как и гипотеза. Поэтому они отличаются от гипотез лишь по первому, а не по второму признаку в определении гипотезы-в отличие от гипотез, данные всегда относятся к непосредственно наблюдаемому в опыте. Бывают гипотезы, которые относятся лишь к данному в опыте, не превосходя его по своему содержанию. Однако в этих случаях гипотезы относятся у опыту опосредовано, через данные, являясь их конечным обобщением.
Кроме указания на различие и противоположность данных и гипотезы необходимо сказать несколько слов об их отношении друг к другу. Поскольку гипотеза не относится к единичным суждениям опыта, а всегда превосходит их по содержанию, ее нельзя обосновать исходя только из данных. Эмпирические данные могут лишь опровергать гипотезу, но не подтверждать ее. Это представление о соотношении гипотез и данных, получившее распространение в современной методологии науки, связано со вторым признаком в приводимом выше определении гипотезы: гипотеза должна быть такой, чтобы можно было исправить или уточнить при наличии новых данных. Всякое суждение удовлетворяющее первому признаку, т.е. относящееся к ненаблюдаемому непосредственно, но не удовлетворяющее второму признаку, считается гипотезой.
Как уже отмечалось выше, в гносеологическом плане гипотезы предшествуют любой деятельности по сбору данных. Во-первых, получение эмпирического материала осмысленно только в том случае, если оно осуществляется с целью подтвердить или опровергнуть гипотезу, и с этой точки зрения сбор данных становится бессмысленным, если нет руководящей гипотезы. Во-вторых, сбор данных с целью подтвердить или опровергнуть некоторую гипотезу всегда сопровождается принятием целого ряда других гипотез, таких, например, как существование наблюдаемого предмета, исправность приборов и т.д.
Зачастую функции гипотезы в рассуждениях о науке недооцениваются в силу обыденного употребления этого термина для обозначения необоснованных и ничем не оправданных предположений, в отличие от «твердых «научных заключений. Это противопоставление гипотез научным выводам, кроме того, содержит еще одно ошибочное представление: об абсолютности и неизменности результатов научного поиска. На самом деле материалистическое учение об относительности истины и гносеологическое определение гипотезы как особой формы познания и мышления вскрывают тот факт, что многие научные результаты, воспринимающиеся обыденным мышлением как непосредственные и твердо установленные суждения факта, являются лишь опосредованными выводами, а следовательно носят гипотетический характер.
Совершенно поразительна распространенность гипотез в нашей обыденной жизни: даже в том случае, когда мы не задумываемся явным образом над способом наших действий, мы на самом деле действуем на основе огромного множества неявно принимаемых гипотез. Любая деятельность, поскольку она разумна и поскольку она осуществляется в мире взаимосвязанных предметов и явлений, включает в себя огромное количество допущений, выходящих за пределы непосредственно наблюдаемых фактов. В каждый момент времени разумная деятельность осуществляется в конечном фрагменте конечного мира, причем даже предметы нашей деятельности не даны нам во всем их многообразии, Отсюда возникает необходимость гипотетической реконструкции обстоятельств деятельности, ибо в противном случае они не могут быть понять и деятельность теряет осмысленный характер. Следовательно, из невозможности абсолютного и непосредственного знания мира возникает необходимость гипотетической его реконструкции, необходимость введения гипотез о том, что непосредственно не наблюдается.
Иногда гипотетический характер суждений обнаруживается в их логической форме. Так, каждое условное суждение вида если «p, то q» представляет собой гипотезу, поскольку является логической конструкцией из двух суждений, которые могут относиться, но не обязательно, к наблюдаемым фактам. Условность- является достаточным признаком гипотетичности.
Однако, в общем случае условность не является необходимым признаком гипотезы, поскольку возможны гипотезы, формулируемые не в условных суждениях, как, например, » Жучка голодна»». Можно привести и другие примеры неусловных суждений, обладающих другой логической формой, но являющихся гипотезами: » На Марсе, вероятно, существует жизнь «;»Во Вселенной имеется бесконечное количество планетных систем «;»Радиоактивный углерод имеется в каждом живом организме». Из приведенных примеров можно сделать следующий общий вывод: анализа логической формы суждения недостаточно для определения его гносеологического и методологического статуса.
Любая гипотеза, так же, как и проблема, не является беспредпосылочной, причем предпосылки гипотезы проявляются в ее собственной формулировке. Предпосылки, входящие в любое научное исследование, являются допущениями в логическом смысле этого слова, т.е. посылками, из которых делаются выводы. Допущения вывода отличаются от гипотез тем, что для них безразлично, принадлежат ли они математическим или содержательным наукам; гипотеза же, по определению высказывает нечто о мире, т.е. не принадлежит математике как формальной, а не эмпирической дисциплине. Следует, пожалуй, отметить, что сам термин «гипотеза» восходит этимологически к понятию посылки или допущения вывода; однако в настоящее время он употребляется, как показывает приведенное выше определение, иначе. Не всякое допущение представляет собой гипотезу, и не всякая гипотеза может фактически использоваться в качестве допущения для последующих выводов.
Предпосылки гипотез можно разделить на общие и специальные в зависимости от их принадлежности той науке, в которой формулируется гипотеза. Общими предпосылками называются утверждения, которые сформулированы не в понятиях самой научной дисциплины, но в некоторых более общих понятиях.
Заключая общую характеристику гипотезы, хотелось бы отметить, что распространенное негативное отношение к этой, по выражению Энгельса, форме развития мыслящего естествознания [10, с. 555], имеет свои исторические корни, например, так широко известного изречения Ньютона: «Гипотез же я не измышляю». Вместе с тем совершенно очевидно, что предположение о существовании ненаблюдаемого» мирового эфира «, как, впрочем, и многие другие, даже оказавшиеся в последствии истинными, утверждения самого Ньютона, были гипотезами.
Любое предъявленное множество эмпирических данных, относящихся к некоторым фактам, может быть охвачено содержанием огромного количества разнообразных гипотез, поскольку данные никогда однозначным образом не определяют интепретирующей гипотезы. Для того, чтобы отделить наиболее правдоподобные из выдвигаемых гипотез, на их формулировку накладываются некоторые ограничения. Вне рамок науки, когда не ставится цель истинного отображения действительности, отбор предлагаемых гипотез, для последующего рассмотрения, может идти по таким параметрам, как соответствие авторитету простота или практичность высказанного предположения. В науке же на формулировку гипотез, обсуждение которых на предмет их принятия или отвержения, может быть предложено, накладывается три основных ограничения. Во-первых гипотеза должна быть синтаксически правильно построенным и семантически осмысленным утверждением, внутри некоторого научного контекста. Во-вторых, гипотеза должна быть до некоторой степени обоснованной предшествующим знанием или, в случае полной ее оригинальности, по крайней мере, не противоречить наличному знанию. Наконец, в-третьих, гипотеза должна быть не только в принципе проверяемой при изменении знания, но и эмпирически проверяемой наличными методами, т.е. она должна соответствовать развитию научного инструментария.
ОБОСНОВАННОСТЬ И ПРОВЕРЯЕМОСТЬ ГИПОТЕЗ
Научная идея, даже если она истинная, не возникает на пустом месте. Для того, чтобы гипотеза была принята к рассмотрению, она должна быть как-то связана с имеющимися до ее появления знанием, и только в этом случае она может быть предметом исследования и дальнейшей проверки. Бесспорно, что такое обоснование гипотезы в предшествующем знании не является окончательным, и для одних и тех же гипотез часто находятся разные обоснования. Однако этот факт свидетельствует о том, что обоснованность гипотезы является необходимым условием ее приемлемости-отсутствие обоснования дискредитирует гипотезу настолько, что она не может быть предметом дальнейшего обсуждения.
Степень обоснованности гипотезы может варьироваться от ее теоретического выведения из наличного знания до соответствия не результатам, но общему духу современной науки. Такого рода соответствие гипотезы научному знанию выполняет роль своеобразной неэмпирической проверки гипотезы. Рассматривая этот вопрос М. Бунге выделяет три вида неэмпирической обоснованности предположения: метатеоретический, интертеоретический и философский. Под метатеоретической проверкой он понимает исследование гипотезы, имеющее целью выяснить, является ли она внутренне непротиворечивой, имеет ли фактуальное содержание, допускает и эмпирическую проверку хотя бы в принципе. Интертеоретическая проверка призвана выявить несовместимость данной гипотезы с другими, ранее принятыми научными теориями. Наконец, философская проверка «представляет собой исследование метафизических и эпистемологических достоинств ключевых понятий и предположений теории в свете той или иной философии» [ 1, с. 300]. Все подобного рода предварительные рассмотрения гипотезы связаны с тем, что она не должна быть ложной относительно ранее принятого знания.
В свете имеющихся примеров из жизни можно сделать два важных вывода. Во-первых, критерий связи с наличным знанием носит двойственный характер, является внутренне противоречивым с точки зрения научного прогресса: с одной стороны он предохраняет от совершенно безумных идей, обеспечивая одновременно преемственность, а с другой- может вызвать при неоправданном преувеличении его роли стагнацию науки, делая невозможной научную революцию. Во-вторых, столь же внутренне противоречивым и двойственным является и критерий соответствия эмпирическим данным: с одной стороны он представляет собой необходимое условие исинности и предохраняет от спекуляции, с другой стороны, с его помощью можно оправдать ничем не обоснованные и определенно ложные гипотезы. Критерии обоснованности и соответствия эмпирическим данным, рассматриваемые отдельно друг от друга, должны применяться с боьшой осторожностью, если хотят избежать догматического отрицания истины или догматического настаивания на лжи. Наиболее правильным будет учет обоих критериев, совместное обращение и к обоснованности, и к эмпирической проверке.
ФУНКЦИИ ГИПОТЕЗ В НАУЧНОМ ИССЛЕДОВАНИИ
Во-вторых, гипотезы могут быть посылками дедуктивного вывода, т.е. произвольными предположениями гипотетико-дедуктивной схемы, рабочими гипотезами или упрощающими допущениями, принимаемыми даже при сомнении в их истинности.
В-третьих, гипотезы применяются для ориентировки исследования, придания ему направленного характера. Такую функцию выполняют частично (эмпирически или теоретически) обоснованные гипотезы, которые являются одновременно и объектом исследования. Выполняя эту функцию, гипотеза выступает либо в форме рабочей, либо в форме предварительных и неточных положений программного характера, например” Живые организмы можно синтезировать при воспроизведении физических условий нашей планеты, имевших место 2 млрд. лет назад” и т.п.
В-четвертых, гипотезы используются для интерпретации эмпирических данных или других гипотез. Все репрезентативные гипотезы являются интерпретирующими, поскольку позволяют объяснить ранее полученные феноменологические гипотезы.
В-пятых, гипотезы можно применять для защиты других гипотез перед лицом новых опытных данных или выявленного противоречия с уже имевшимся ранее знанием. Так, У. Гарвей (1628) ввел предположение о циркуляции крови, которое противоречило опытным данным о различии венозной и артериальной крови по составу; чтобы защитить исходное предположение от этого опытного опровержения, он ввел защитную гипотезу о замкнутости артериального кровообращения невидимыми капиллярами, которые и были позже открыты.
В заключении выше сказанного, можно сделать вывод, что гипотезы представляют собой неустранимый элемент эмпирических наук, особую форму развития естествознания, т.е. гипотеза- является формой развития биологического знания.
Научное исследование как таковое состоит в исследовании проблем, предполагающем формулирование, разработку и проверку гипотез. Чем более смелой является гипотеза, тем больше она объясняет и больше степень ее проверяемости. Однако вместе с тем, чтобы быть научным, предположение должно быть обоснованным и проверяемым, что исключает из области науки гипотезы ad hoc и гипотезы, вводимые только на основании их формальной элегантности и простоты. Задачей в научном исследовании является не попытка избегать вообще употребления гипотез, но вводить их сознательно, так как развитие знания в принципе невозможно без предположений, выходящих за рамки данного опыта, в частности при развитии биологического знания [ 8, с. 76-97 ].
ГЛАВА 2. ГИПОТЕЗА НА ПРИМЕРЕ БИОЛОГИЧЕСКОГО ПОЗНАНИЯ
Однако, несмотря на наше постоянно углубляющееся понимание структурной и функциональной сложности даже самых простых живых организмов, ученые продолжают строить теории о том, что жизнь зародилась в первичном химическом “бульоне” без участия высших организующих принципов. Они считают, что в процессе случайных химических взаимодействий простые молекулы объединились в сложные органические соединения, которые сформировали первые самовоспроизводящиеся организмы. Этот сценарий выдается за неопровержимо установленную истину и в этом качестве фигурирует во всех учебниках, начиная от школьных и кончая университетскими. Радио, телевидение и научно-популярные публикации еще больше укрепляют веру людей в эту теорию.
Прежде чем рассмотреть механистические теории происхождения жизни и сознания, рассмотрим три примера процессов, идущих внутри живой клетки, которые помогут нам оценить сложность даже самых простых организмов.
Рассматривая эти примеры, важно помнить, что, в соответствии с представлениями современной химии, все молекулы, участвующие в этих процессах, представляют собой всего лишь субмикроскопические частицы материи. Их удивительная способность взаимодействовать друг с другом наводит на мысль о том, что они обладают таинственной способностью к самоорганизации. Однако ученые без колебаний отвергают эту идею, настаивая на том, что молекулы просто подчиняются законам физики. Но тогда нужно ответить на вопрос о том, каким образом молекулы, взаимодействуя в соответствии с простыми механистическими законами, смогли объединиться и сформировать непостижимо сложные структуры клетки. Еще труднее ответить на вопрос, каким образом клетки, подчиняясь тем же самым законам, эволюционируют в высшие организмы. Поэтому, несмотря на то, что большинство естествоиспытателей продолжает придерживаться механистического объяснения, нельзя исключить возможность влияния других факторов на процесс химической эволюции, вплоть до участия в этом процессе некоего разумного организующего начала.
В качестве первого примера рассмотрим строение защитной оболочки бактерии. Формирование защитной оболочки начинается с того, что клетка из простых соединений в несколько стадий собирает молекулярные строительные блоки. На следующем этапе клетка соединяет собранные блоки в сложной последовательности, так что они образуют горизонтальные и вертикальные слои, из которых состоит ее наружная мембрана. Это напоминает технологический процесс на современной фабрике, где специально сконструированные станки сначала изготовляют из сырья детали, а затем другие автоматы собирают их в сложный действующий механизм.
Чтобы эта молекулярная машина функционировала, все ее составные части должны быть на месте. Сложный механизм может функционировать только в том случае, когда все его важнейшие части на месте и в исправности. Например, трудно представить себе работу автомобильного мотора без топливного насоса или распределительного вала. Поэтому представляется крайне маловероятным, чтобы описанная выше молекулярная машина могла возникнуть в процессе постепенной, ступенчатой эволюции.
Резонно спросить:” Каким образом возникла молекула ДНК-гиразы?” Подобная молекула слишком сложна для того, чтобы возникнуть одним разом, в результате случайного соединения компонентов в первичном бульоне. Поэтому ученые, вероятнее всего, ответят, что фермент возник в процессе эволюции, поэтапно. Но тогда создается заколдованный круг: без ДНК-гиразы клетки не могут делиться, а без клеточного деления невозможна эволюция, необходимая для возникновения гиразы. Таким образом, происхождение гиразы остается одной из неразрешимых загадок клеточной эволюции.
Эти примеры наглядно показывают, насколько сложны структура и механизмы жизнедеятельности клетки. Нам не приходилось видеть ни одного сложного механизма, который был бы построен без чертежей и разработок инженера, поэтому вполне логично было бы предположить, что сложный механизм клетки тоже возник в результате сознательного акта творения. К сожалению, подобные логические заключения не принимаются в расчет ни одной из признанных учеными теорий эволюции жизни. Сторонники химической эволюции предпочитают изобретать альтернативные объяснения, в которых фигурируют только слепой случай и законы физики.
Бесспорно, интригующее и по-своему поэтичное описание. Однако может ли эта смелая гипотеза выдержать даже самую осторожную критику? Мы уже обсуждали удивительную сложность самых простых организмов, поэтому любая гипотеза, присывающая слепым силам природы организующую роль в сборке сложных функциональных систем из простых молекул, должна объяснять непосредственные механизмы проходивших процессов и принципы, лежащие в их основе.
Иногда биохимики в качестве объяснения ссылаются на процесс естественного отбора, при котором в популяции сходных организмов самые приспособленные к условиям окружающей Среды получают преимущества перед другими. Однако принцип естественного отбора не подходит для объяснения зарождения первого живого организма. Отбор не может начаться до того, как возникнет самовоспроизводящаяся система, поскольку без воспроизведения природе не из чего будет выбирать. Но, даже если бы ученые обнаружили простейшую самовоспроизводящуюся систему, они должны были бы конкретно указать, какие качества дали ей селективные преимущества и почему. Чтобы объяснить возникновение более сложных систем, мало просто взмахнуть рукой и произнести волшебные слова:” естественный отбор “. Если они не способны указать качества этой системы, давшие ей преимущества в естественном отборе, значит у них нет даже рабочей гипотезы, которую можно проверить, не говоря уже о доказанной теории.
Миллер попытался воссоздать условия, которые, по его мнению, существовали на “заре творения “, и посмотреть, не приведет ли это к возникновению примитивных форм жизни из материальных компонентов. Он заполнил колбу различными газами, из которых предположительно состояла древнейшая атмосфера, и, пропуская через газы электрические разряды, получил на стенках сосуда коричневую смолянистую массу. Эта масса в числе прочего содержала аминокислоты- составные части белковых молекул.
Миллер объявил свои результаты огромным достижением, и очень многие ученые и неспециалисты поверили ему. Однако опыт Миллера, в сущности, ничего не доказывает. В том, что в его экспериментах образовались аминокислоты, нет ничего удивительного: с помощью подобной техники можно синтезировать практически любое простое органическое соединение, существующее в природе. Г. Ури, химик из Калифорнийского университета, на вопрос о том, какие соединения, по его мнению, должны были образовать в эксперименте Миллера, не задумываясь ответил:” Бильштейн “. (“Бильштейн “- название немецкого каталога всех известных органических соединений.) Кроме того, аминокислоты- это сравнительно простые молекулы, служащие строительными блоками для куда более сложных белковых молекул клетки. Неудивительно, что с помощью этой простой техники Миллер получил простые химические вещества, но это никак не доказывает, что та же самая простая техника может приводить к образованию сложных клеточных компонентов и структур. Чтобы сваленные в кучу строительные материалы превратились в готовый дом, нужно немало потрудиться.
Немецкий ученый М. Эйген дал свое объяснение тому, как из инертных химических соединений могут сформироваться самовоспроизводящиеся клетки. По Эйгену, в первичном бульоне существовало несколько видов молекул РНК, которые реплицировались независимо. Скажем, РНК типа А производила РНК типа А, а РНК типа Б производила РНК типа Б. Эти два цикла существовали независимо один от другого, но в какой-то момент, согласно Эйгену, молекула РНК типа А начала синтезировать фермент Ф-Б, который стал катализировать репликацию РНК типа Б, а молекула РНК типа Б начала синтезировать фермент Ф-А, который катализировал репликацию РНК типа А. С появлением этих ферментов образовался новый цикл А-Б-А-Б-А-Б, так называемый гиперцикл. Эйген предположил, что гиперциклы постепенно усложнялись, пока не превратились в живые клетки.
И наконец, гиперциклы- это далеко не клетки, которые обладают единой генетической системой и снабжены сложными молекулярными аппаратами. Чтобы перейти от гиперциклов к живой клетке, необходимы многие тысячи промежуточных ступеней. Это все равно что пытаться с помощью небольших модификаций превратить механические часы в двигатель внутреннего сгорания, причем каждая следующая модель должна представлять собой улучшенную версию предыдущей и оставаться действующим механизмом. Даже человек с самым буйным воображением не сможет себе представить ничего подобного. Призывая на помощь естественный отбор, Эйген не определяет конкретные шаги, которые могут превратить гиперциклы в живые клетки, поэтому его объяснение- это скорее апелляция к чуду, чем научная гипотеза.
Многие ученые, не найдя правдоподобного механистического объяснения возникновения клетки, объявляют конечной причиной ее появления “случай “. Однако такой подход тоже имеет серьезные недостатки. Строго говоря, термин “случайность “примени только к определенным статистическим моделям, описывающим повторяющиеся события. Случай не может быть “причиной “чего бы то ни было. Что же касается математической вероятности возникновения жизни из материи, то порядок ее нетрудно определить, исходя из того, что Земля, по данным современной науки, существует около четырех с половиной миллиардов лет.
Начнем с рассмотрения белков, которые составляют основу живых организмов и выполняют многие важные функции в клетке. Белки синтезируются в результате очень сложного процесса. Его можно сравнить со сборочным конвейером, на котором специальные механизмы из деталей собирают готовое изделие. Макромолекулы белков содержат в среднем 300 аминокислот, соединенных в цепочки. Даже в таком простом микроорганизме, как бактерия E. coli, имеется около 2000 различных видов белка. В клетке млекопитающих их в 800 раз больше. Структура белков записана в генетическом аппарате клетки. Согласно механистической модели, до появления самовоспроизводящейся системы, способной выполнять основные функции клетки и пользоваться генетической информацией, всякое взаимодействие аминокислот, ведущее к образованию белковой молекулы, носило случайный характер.
Таким образом, хотя многие люди верят в то, что современная наука располагает неопровержимыми доказательствами появления на Земле первых живых организмов в результате случайного взаимодействия химических веществ, при внимательном рассмотрении становится очевидно, что сколько-нибудь серьезной теории химического происхождения жизни пока не существует. Более того, математическая теория вероятности лишает нас возможности воспользоваться даже таким универсальным объяснением, как:” Это произошло случайно “.
Исходя из того, что высокая информационная емкость живых систем не допускает никаких объяснений, даже отдаленно напоминающих механистические, мы предлагаем полностью отказаться от попыток механистических объяснений. В статье “Загадка сознания” мы обсуждали такой принципиально неупрощаемый и немеханистический аспект реальности, как сознание. По нашему мнению, сложные формы живых организмов являются другим неупрощаемым аспектом реальности, который нельзя объяснить с механистических позиций. Мы считаем, что за этими двумя явлениями стоит создавший их высший разум. Этот разум является изначальным источником наделенных сознанием живых существ и информации, организующей материю в биологические структуры.
В заключении сделаем некоторые выводы на основе всего выше сказанного и приведенного в пример.
Уже в том, что гипотеза является формой развития, движения всякого знания, проявляется ее диалектическая природа: она необходимая форма перехода от неизвестного к известному, ступень превращения первого во второе, вероятного знания в достоверное, относительного в абсолютное. Если в науке нет гипотез, то это значит, что в ней нет и проблем, на решение которых они направлены, стало быть в ней знание не развивается.
Итак, мы видим, что научный поиск включает в себя два момента: 1) постановку проблемы и 2) формулировку гипотезы. При благоприятном исходе, при подтверждении гипотезы поиск завершается открытием. Открытие образует третью, завершающую стадию поиска.
В результате все это подтверждает то, что: Гипотеза выступает как форма развития биологического знания [ 2, с. 204-208 ].
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Ошибка в тексте? Выдели её мышкой и нажми 