Предположение это гипотеза: Гипотеза — Что такое Гипотеза?

Гипотеза. Логика в вопросах и ответах

Гипотеза

Гипотеза – это форма развития знаний, представляющая собой обоснованное предположение, выдвигаемое с целью выяснения свойств и причин исследуемых явлений.

Можно выделить следующие черты, которые определяют гипотезу:

1. Гипотеза – это необходимая форма для развития любого познавательного процесса. Там, где присутствует поиск новых закономерностей, идей или фактов, там всегда присутствует гипотеза. Она выступает связующим звеном между ранее достигнутым знанием и новыми фактами.

2. Построение гипотезы всегда сопровождается выдвижением предположения о природе исследуемых фактов, которое является сердцевиной гипотезы и формулируется в виде отдельного суждения или системы взаимосвязанных суждений. Оно всегда является проблематичным, вероятностным знанием.

3. Предположение рождается в результате анализа фактического материале на базе многочисленных наблюдений.

Отмеченные черты позволяют рассмотреть структуру гипотезы, где

f_1,f₂…. f_n – основания гипотезы (исходные данные).

Г – выдвигаемое предположение.

Н – гипотеза.

_______________ – логическая обработка данных и переход к гипотезе.

Виды гипотез

Существует две классификации гипотез: по их познавательным функциям и по объекту исследования.

1. По функциям в познавательном процессе различают описательные и объяснительные гипотезы.

Описательная гипотеза – это предположение о присущих исследуемому явлению свойствах. Оно обычно отвечает на вопрос: «Что представляет собой данный предмет?», или «Какими свойствами он обладает?»

Описательные гипотезы, как правило, выдвигаются с целью выявления структуры данного предмета или особенностей его деятельности. Например, гипотеза о возможных последствиях того или иного законопроекта.

Особое место среди описательных гипотез занимает гипотеза о возможном существовании того или иного объекта – экзистенциальные гипотезы. Например, гипотеза о существовании Атлантиды.

Объяснительная гипотеза – это предположение о причинах возникновения объекта исследования. Они дают ответ на вопросы, почему произошло данное явление? Например, гипотезы о причинах того или иного преступления.

История науки показывает, что вначале возникают экзистенциальные гипотезы, выясняющие факт существования конкретных объектов. Затем возникают описательные гипотезы, выясняющие свойства данных объектов. Последняя ступень – построение объяснительных гипотез, раскрывающих механизм и причины возникновения исследуемых объектов.

Вторая классификация гипотез – по объекту исследования: общие и частные.

Общей гипотезой называют обоснованное предположение о закономерных связях и эмпирических законах. Например, теория относительности Эйнштейна. Хотя ее называют теорией, но она не доказана фактически, следовательно, она является гипотезой. Будучи доказанными, они становятся научными теориями.

Частная гипотеза – это обоснованное предположение о происхождении и свойствах единичных фактов или конкретных событий. Например, любые гипотезы в судебно-следственной практике, так как здесь мы рассматриваем единичные факты, поступки отдельных людей.

На первых этапах исследования выдвигается специфический вид предположения – рабочая гипотеза.

Рабочая гипотеза – это обоснованное предположение, выдвигаемое на первых этапах исследования, которое служит условным допущением, позволяющим сгруппировать результаты наблюдений и дать им первоначальное объяснение.

Например, на месте происшествия находим труп мужчины с черепно-мозговой травмой. В руках у него нож. Вокруг следы борьбы. Первоначально, оценив все приведенные факты, можно сделать, вывод, что произошло убийство. А в результате вскрытия мы обнаруживаем, что мужчина умер от сердечной недостаточности и, падая, ударился головой о посторонний предмет. Таким образом, специфической особенностью рабочей гипотезы является то, что она не претендует на истинное изложение данного события. Она изначально является правдоподобной.

Версия в юриспруденции

В ряде дисциплин (например, в социологии, политологии, судебно-следственной практике) при рассмотрении отдельных фактов выдвигаются гипотезы, по-разному объясняющие данные факты. Такие гипотезы называются версиями. Мы рассмотрим понятие юридической версии.

Версия — это одна из возможных гипотез, объясняющих происхождение или свойства отдельных юридически значимых обстоятельств данного преступления или преступление в целом.

Как и гипотезы, версии различают общие и частные.

Частная версия – это предположение, объясняющее отдельные обстоятельства рассматриваемого преступления. Например, это предположения о нахождении похищенных вещей, о местонахождение преступника, о способе проникновения в квартиру и т. п.

Общая версия — это предположение, объясняющее все преступление в целом как единую систему конкретных обстоятельств. Она отвечает на такие вопросы как: «кто совершил преступление?», «когда?», «при каких обстоятельствах?» и т. п.

Частные и общие версии тесно взаимосвязаны. Общая версия создается на основе частных, и в свою очередь намечает основные направления выдвижения частных версий по поводу еще не выясненных обстоятельств дела.

Итак, мы рассмотрели виды гипотез. Теперь перейдем к рассмотрению процесса построения гипотезы или версии.

Построение версии складывается из трех этапов:

1) анализ отдельных фактов и отношений между ними;

2) синтез фактов и их обобщение;

3) выдвижение предположения.

На первом этапе необходимо аналитически исследовать имеющийся фактический материал, то есть расчленить его на составляющие элементы и последовательно изучить каждый из них. Цель данного этапа – выявить общее у данных нам фактов, а именно, их связь с преступлением. Вспомните такое произведение Конан-Дойля как «Собака Баскервилей». При смерти старшего из Баскервилей сэра Чарльза никто не обратил внимание на следы собаки рядом с дорожкой, так как она не подбегала к телу.

Второй этап – мысленное объединение выделенных фактов в единое целое при отвлечении от случайных обстоятельств. Рассмотрим тот же пример. Шерлок Холмс смог связать следы собаки со смертью сэра Чарльза определить, что у него от испуга не выдержало сердце.

Поэтому, хотя преступление было фактически совершено, доказать его было практически невозможно.

Третий этап – это выдвижение предположения на основе анализа и синтеза. Логический механизм выдвижения предположения сводится к следующему. Исходный фактический материал f₁, f₂, … f_n анализируется, и в свете уже известных научных и практических обобщений (Г) отделяют существенное и синтезируют (объединяют) относящиеся к делу факты и непротиворечивое множество f_а, f_Ь….,f_С. Это множество играет роль эмпирического базиса, который вместе с обобщением (Г) служит предпосылкой для вероятностного заключения о возможной причине (Н), объясняющей происхождение этих фактов.

Символическая запись выдвижения предположения выглядит следующим образом:

Проблематичность заключения объясняется тем, что Н лишь частично выводится из посылок.

Для того чтобы повысить вероятность гипотезы, используют принцип объективности исследования. Применительно к построению гипотезы данный принцип рассматривается в двух аспектах: психологическом и логико-методологическом.

В психологическом плане объективность означает отсутствие предвзятости. При этом исследователь руководствуется поиском истины, а не своими, субъективными предпочтениями, взглядами и желаниями. Например, многие предположения «ученые» не рассматривают только потому, что их выдвигали не специалисты.

В логико-методологическом плане объективность означает всесторонность исследования с целью установления истины.

Для этого необходимо, во-первых, рассмотреть весь исходный материал. Гипотеза должна дать объяснение всем фактам без исключения. Во-вторых, всесторонность требует построения всех возможных в конкретных условиях версий. Это требование диктует применение известного в науке метода «множественности гипотез». Суть этого метода состоит первичный эмпирический материал в любом исследовании является неполным.

Тем самым он дает представление лишь о некоторых звеньях данного явления, отдельных зависимостях. Чтобы выявить всю совокупность связей данного явления необходимо предположить все возможные объяснения, то есть построить несколько версий, по-разному объясняющих неизвестные обстоятельства преступления.

Кроме этого, для того, чтобы гипотеза имела право на существование, она должна удовлетворять следующим требованиям.

1. Гипотеза должна быть непротиворечивой. Это означает, что предположение не должно противоречит исходному эмпирическому материалу, а также не должно содержать внутренние противоречия.

2. Гипотеза должна быть принципиально проверяемой, а если не судебная версия, то она должна допускать проверку фактами.

Принципиальная непроверяемость обрекает ее на вечную проблематичность и делает невозможным ее превращение в достоверное знание.

3. Гипотеза должна быть эмпирически и теоретически обоснована.

Вероятность гипотезы зависит от степени ее обоснованности и определяется с помощью оценочных стандартов. Р(Н/F), где Р – вероятностное значение (от 0 до 1, где 0 – ложь, а 1 – истина), Н – гипотеза, F – эмпирический базис данной гипотезы. В судебном исследовании, где версии строятся о единичных событиях, их вероятность не может быть выражена числом, а принимает значения: «весьма вероятно», «более вероятно», «равновероятно», «менее вероятно» и т. п.

4. Гипотеза должна быть информативна. Информативность выражается в предсказательной и объяснительной функции гипотезы – в ее способности предсказать, где и как отыскать новые, еще неизвестные факты и дать им рациональное объяснение.

Проверка гипотезы

Любая гипотеза проверяется в два этапа: первый – дедуктивное выведение вытекающих из гипотезы следствий. Второй – сопоставление следствий с фактами.

1. Дедуктивное выведение следствий. В данном случае рассуждение выглядит следующим образом: если было предположено Н, то с учетом научных обобщений Г должны иметь место определенные факты S_1, S_2,…,S_n. Г)?(S_1,S_2,…,S_n). Например, выдвигаем гипотезу, что в батальоне 50 % курсантов отличники. Зная, что отличниками считаются курсанты, имеющие не более четырех хороших оценок, а все остальные оценки – отличные, мы выводим следствие, что в журналах у 50 % курсантов соответствующие оценки.

2. Сопоставление следствий с фактами. Второй этап проверки гипотезы состоит в сопоставлении логически выведенных следствий с фактами с целью ее подтверждения или опровержения.

Гипотеза считается подтвержденной, если выведенные следствия совпадают с эмпирическими фактами. Чем больше таких совпадений, тем более вероятной является гипотеза. Так, если мы проверили половину взводов батальона, то гипотеза будет равновероятной и т. д.

Если из версии были выведены определенные следствия, которые противоречат эмпирическому материалу, то данная версия считается опровергнутой.

Подводя итог данному вопросу, еще раз хотелось бы обратить внимание, что гипотеза представляет собой обоснованное предположение. Она имеет свою структуру и виды. Гипотеза должна удовлетворять определенным требованиям.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Глава 9 ГИПОТЕЗА

Глава 9 ГИПОТЕЗА Формальная логика изучает не только формы абстрактного мышления, но и формы развития научного знания. Таковыми являются факты науки, рождающиеся из потребности объяснения фактов жизни, научная проблема, первоначальное решение проблемы в форме гипотезы,

Гипотеза

Гипотеза Гипотеза – это форма развития знаний, представляющая собой обоснованное предположение, выдвигаемое с целью выяснения свойств и причин исследуемых явлений.Можно выделить следующие черты, которые определяют гипотезу:1.  Гипотеза – это необходимая форма для

Гипотеза

Гипотеза На пути от обнаружения научной проблемы к построению теории необходимым узловым, связующим пунктом выступает гипотеза — научное допущение или предположение, истинность которого еще требуется доказать.Необходимость гипотезы обусловливается тем, что законы

8. Гипотеза Большого Взрыва

8. Гипотеза Большого Взрыва Точно ответить на вопрос о происхождении Вселенной современная наука пока не может (и вряд ли будет в состоянии это сделать в ближайшее время – настолько он сложен). Однако у нее есть на этот счет более или менее обоснованные предположения.

5.14. Что такое гипотеза?

5.14. Что такое гипотеза? Слово гипотеза – греческое (hypothesis). Оно переводится на русский как «предположение». Гипотеза представляет собой предположение, как правило, научного характера, которое выдвигается с целью объяснения каких-либо объектов, явлений, событий и т. п. От

3. Гипотеза

3. Гипотеза Еще одной из важных форм развития знания выступает гипотеза (от греч. hypothesis — основание, предположение).Она неразрывно связана с предшествующими формами. Ее выдвижение так или иначе предполагает наличие фактов; а сама она направлена на решение той или иной

ДОГАДКА И ГИПОТЕЗА

ДОГАДКА И ГИПОТЕЗА Подобно тому как бабочка появляется на свет, только пройдя стадию гусеницы, так и теория рождается первоначально в виде гипотезы. Все наше теоретическое знание гипотетично по своему происхождению, а некоторая его часть — и по своему нынешнему

Гипотеза о механизмах памяти

Гипотеза о механизмах памяти Трудно предложить гипотезу о механизмах памяти, пригодную для алгоритма интеллекта. Попробую изложить свою попытку. Для обозначения моделей и их сочетаний я буду пользоваться следующими заимствованными из лингвистики терминами. «Буква» —

ЛЕКЦИЯ № 19 Аналогия и гипотеза

ЛЕКЦИЯ № 19 Аналогия и гипотеза 1. Понятие умозаключения по аналогии Значимой характеристикой умозаключения как одной из форм мышления человека является вывод нового знания. При этом в умозаключении вывод (следствие) получается в ходе движения мысли от известного к

3. Гипотеза

3. Гипотеза Гипотезой называют предположение о каком-либо предмете или явлении, его причинах, связях, закономерностях природы, общества и государства, основанных на научных данных.Основанные на научных знаниях доказанные гипотезы можно называть научно обоснованными. Не

Деизм как космогоническая гипотеза

Деизм как космогоническая гипотеза Основной категорией этой гипотезы является понятие первопричины. Предпосылкой этого понятия являются очевидные истины, которые, как считает Коллонтай, «дают понять сами себя без любого объяснения». Этими очевидными и само собой

Гипотеза (Hypothése)

Гипотеза (Hypoth?se) Предположение, обычно выдвигаемое с экспериментальной или доказательной целью; идея, временно принимаемая за истинную с целью сделать из нее выводы и, в предельном случае, подтвердить или опровергнуть ее истинность. В экспериментальных науках гипотеза,

13.Гипотеза – это научное предположение, вытекающее из теории, которое еще не подтверждено и не опровергнуто. В методологии науки различают:

· теоретические гипотезы;

· гипотезы как эмпирические предположения, которые подлежат экспериментальной проверке.

Теоретические гипотезы входят в структуры теорий в качестве основных частей. Они выдвигаются для устранения внутренних противоречий в теории либо для преодоления рассогласований теории и экспериментальных результатов и являются инструментом совершенствования теоретического знания. Такая научная гипотеза должна удовлетворять принципам фальсифицируемости (если в ходе эксперимента она опровергается) и верифицирумости (если в ходе эксперимента она подтверждается). При этом принцип фальсифицируемости абсолютен, так как опровержение теории всегда окончательно. Принцип верифицируемости относителен, так как всегда есть вероятность опровержения гипотезы в следующем исследовании.

Экспериментальные гипотезы – предположения, выдвигаемые для решения проблемы методом экспериментального исследования. Это гипотезы, которые необязательно должны основываться на теории. Можно выделить три типа экспериментальных гипотез по их происхождению.

1. Теоретически обоснованные гипотезы – гипотезы, основанные на теории или модели реальности и представляющие собой прогнозы, следствия этих теорий или моделей. Они служат для проверки следствий конкретной теории или модели.

2. Научные экспериментальные гипотезы – гипотезы, выдвигаемые для подтверждения или опровержения тех или иных теорий, законов, ранее обнаруженных закономерностей или причинных связей между явлениями, но не основанные на уже существующих теориях, а сформулированные по принципу Фейерабенда: “все подходит”. Их оправдание – в интуиции исследователя: “А почему бы не так?”.

3. Эмпирические гипотезы – гипотезы, которые выдвигаются безотносительно какой-либо теории, модели, т. е. формулируются для данного случая. Классическим вариантом такой гипотезы является афоризм Козьмы Пруткова: “Щелкни быку в нос, он махнет хвостом”. После экспериментальной проверки такая гипотеза превращается в факт, опять же – для данного случая (для конкретной коровы, ее хвоста и экспериментатора).

Основная особенность любых экспериментальных гипотез заключается в том, что они операционализируемы, т. е. они сформулированы в терминах конкретной экспериментальной процедуры и всегда можно провести эксперимент по их непосредственной проверке.

14. Эффект плацебо. Эффект Пигмалиона. Эффект Хотторна. Эффект аудитории.

Плацебо-эффект (лат. placebo — поправляюсь) — изменение (или его отсутствие) в физиологическом и психологическом состоянии субъекта, вызванное приемом плацебо — безвредного препарата, назначаемого под видом какого-либо лекарственного средства. П.-э. демонстрирует психотерапевтическое действие самого факта приема лекарства и применяется, когда необходимо установить степень участия внушения в лечебном действии нового препарата. При этом группе испытуемых сообщается, что их будут лечить новым средством, после чего половине группы дается плацебо. Сравнение результатов по двум подгруппам позволяет судить о действительной эффективности лекарства. П.-э. используется также в психотерапии и некоторых экспериментальных психологических задачах.

Эффект Розенталя или эффект Пигмалиона — психологический феномен, заключающийся в том, что ожидания личностью реализации пророчества во многом определяют характер её действий и интерпретацию реакций окружающих, что и провоцирует самоосуществление пророчества. Это один из факторов, угрожающих внутренней валидности. Может проявиться на любой стадии исследования и в любой науке: и при проведении процедуры эксперимента, и при обработке результатов, и при интерпретации результатов исследования, и т. д.

Хо́торнский эффе́кт (англ. Hawthorne effect, по названию завода Hawthorne Works (англ.)русск., где проводилось исследование; «эффект Готорна» в русском переводе книги Энтони Гидденса «Социология») — это условия, в которых новизна, интерес к эксперименту или повышенное внимание к данному вопросу приводят к искажённому, зачастую слишком благоприятному результату. Участники эксперимента действуют иначе, более усердно, чем обычно, только благодаря осознанию того, что они причастны к эксперименту.

Хоторнский эффект имеет двоякую трактовку:

• позитивные изменения в поведении людей, вызванные оказанным им вниманием, которое сами люди истолковывают как благожелательное участие;

• в экспериментальной психологии — изменения в наблюдаемом явлении, происходящие вследствие самого факта наблюдения.

Эффе́кт аудито́рии (эффе́кт За́йонца, эффе́кт фасилита́ции) — влияние постороннего присутствия на поведение человека. Этот эффект необходимо учитывать при проведении, к примеру, психологических исследований: эффект аудитории можно рассматривать как один из факторов, угрожающих внутренней валидности.

Примеры

Мужчина пытается показать себя в лучшем свете перед женщиной (и наоборот)

В присутствии посторонних человек может переживать сильные эмоции, волноваться, смущаться и т. д.

Поведение и мысли человека наедине с собой и в компании зачастую разительно отличаются

Предположения и гипотезы: важность проверки реальности

Beilstein J Org Chem. 2017; 13: 620–624.

Опубликовано онлайн 2017 март 28. doi: 10.3762/bjoc.13.60

¹

Лерой Кронин, гостевой редактор

Авторская информация Примечания к Copyright и лицензионной информации о сборе. Важно понимать разницу между догадкой и гипотезой. В этом комментарии исследуется разница и рекомендуются альтернативные гипотезы как способ продвинуть наше понимание того, как может зародиться жизнь на Земле и других обитаемых планетах. В качестве примера того, как можно использовать этот подход, были предложены два условия для мест, способствующих зарождению жизни: гидротермальные источники в соленой морской воде и гидротермальные поля пресной воды, связанные с вулканическими массивами суши. Они рассматриваются как альтернативные гипотезы, а накопленная масса доказательств для каждого места описывается и анализируется.

Ключевые слова: гидротермальные поля, гидротермальные источники, зарождение жизни, полимеризация путем конденсации, протоклетки

Слово гипотеза определяется как мнение, основанное на неполной информации. Это слово может быть воспринято как слегка уничижительное, но, учитывая, что гипотеза также требует воображения и творческих усилий, я утверждаю, что в научных исследованиях существует естественный прогресс от гипотезы к гипотезе и консенсусу. Предположение — это идея, гипотеза — это предположение, которое можно проверить с помощью эксперимента или наблюдения, и консенсус возникает, когда другие заинтересованные коллеги соглашаются, что доказательства подтверждают гипотезу, имеющую объяснительную ценность. Этот подход явно имеет отношение к исследованию происхождения жизни, которое все еще находится на стадии, когда существует множество предположений, но остаются огромные пробелы в знаниях и понимании, в основном из-за отсутствия значительного финансирования исследований в этой области. В результате мировое научное сообщество поддерживает лишь несколько десятков лабораторий, в отличие от тысяч ученых, занимающихся исследованиями, связанными со здоровьем, или химией и физикой, имеющими применение в промышленности. Другая причина заключается в том, что происхождение жизни лучше всего понимается в междисциплинарных терминах, включающих знания астрономии, планетологии, биофизики, химии и биохимии, молекулярной биологии и эволюции. Относительно немногие ученые имеют вкус к исследованиям, которые требуют столь обширных знаний для достижения значительных успехов. Историческое развитие исследований происхождения хорошо описано Айрис Фрай [1] и Антонио Ласкано [2].

Большинство ученых согласны с тем, что проверка гипотез является важным элементом исследования, и типичное предложение в финансирующее агентство обычно содержит четко изложенную гипотезу. Однако у исследователей есть вполне человеческая склонность предпочитать положительные результаты, подтверждающие их идею. Карл Поппер [3] дал на этот счет хороший совет: не пытайтесь доказать правильность идеи. Вместо этого попытайтесь сфальсифицировать его. Те редкие идеи, которые невозможно фальсифицировать, возникают из большинства идей, не прошедших процесс проверки. Гюнтер Вехтерсхойзер [4] недавно прокомментировал, как можно применить совет Поппера в исследованиях происхождения жизни.

Проверка гипотез — неотъемлемая часть хорошего исследования, но ее ценность может быть увеличена одним дополнительным шагом, впервые четко сформулированным в 1964 г. Джоном Платтом [5]. Статья Платта называлась Strong Inference , которую он определяет следующим образом:

«Сильный вывод состоит в применении следующих шагов к каждой научной проблеме, формально, явно и регулярно.

1. Разработка альтернативных гипотез.

2. Разработка решающих экспериментов… с альтернативными возможными исходами, каждый из которых будет, насколько это возможно, исключать одну или несколько гипотез.

3. Проведение эксперимента для получения чистого результата.

Исследовательские подходы, включающие альтернативные гипотезы, избегают тенденции отдавать предпочтение положительным результатам, потому что как положительные, так и отрицательные результаты имеют значение для вывода о том, какая из двух альтернатив лучше подтверждается накопленными данными. Цель этого комментария — описать, как можно применить альтернативные гипотезы к пониманию происхождения жизни, сосредоточив внимание на простом вопросе: зародилась ли жизнь в соленой воде в морской среде или жизнь зародилась в пресной воде в земной среде? параметр? Хотя вопрос кажется простым, существуют значительные разветвления возможных ответов для миссий по обнаружению жизни на других планетарных объектах в Солнечной системе.

Мы можем начать с двух предположений, а затем попытаться превратить их в альтернативные гипотезы. Первая гипотеза вытекает из открытия гидротермальных источников и наблюдений, связанных с их свойствами:

• Вся жизнь требует жидкой воды

• Большая часть воды на Земле находится в океане.

• Гидротермальные источники, выходящие со дна океана, являются источниками химической энергии.

• Популяции хемотрофных микробов процветают в гидротермальных источниках.

Предположение: жизнь зародилась в гидротермальных жерлах и позже адаптировалась к пресной воде на вулканических и континентальных массивах суши. При отсутствии альтернатив эта идея была принята как разумное предложение.

Есть ли альтернатива? Вот еще один список фактов:

• Небольшая часть земной воды дистиллируется из морской воды и осаждается в виде пресной воды на вулканических массивах суши.

• Вода скапливается в гидротермальных полях, которые проходят циклы испарения и наполнения.

• При испарении разбавленные растворенные вещества в воде превращаются в концентрированные пленки на минеральных поверхностях.

• Если растворенные вещества могут вступать в химические или физические взаимодействия, они будут вступать в реакцию в концентрированных пленках.

• Продукты будут накапливаться в бассейнах, когда вода возвращается либо в виде осадков, либо в результате колебаний уровня воды, связанных с горячими источниками или активностью гейзеров.

Предположение: жизнь зародилась в пресноводных гидротермальных полях, связанных с вулканическими массивами суши, а затем адаптировалась к соленой морской воде раннего океана.

Текущая парадигма: Жизнь зародилась в океане в соленой морской воде

Теперь мы можем предоставить еще несколько подробностей о двух геофизических условиях, которые были предложены в качестве альтернативных мест, способствующих зарождению жизни. Гидротермальные источники были обнаружены в 1977 г. [6] и вскоре были предложены в качестве вероятного места зарождения жизни [7–10]. Гидротермальные источники, называемые черными курильщиками, образуются, когда морская вода вступает в контакт со скалами, нагретыми магмой, лежащей в основе срединно-океанических хребтов. Горячая вода растворяет минеральные компоненты горной породы, а затем выходит на дно океана, где минеральные растворенные вещества выходят из раствора, образуя характерные дымоходы, которые испускают черный дым осажденных частиц сульфидов металлов.

Второй тип гидротермальных источников был открыт в 2001 г. [11], не зависящий от вулканизма. Вместо этого они образуются, когда морская вода вступает в реакцию с минеральными компонентами перидотита на морском дне, процесс, называемый серпентинизацией. В результате реакции образуются водород и сильнощелочная (pH 9–11) горячая среда, насыщенная карбонатом. Когда теплая жидкость контактирует с более холодной морской водой, карбонат кальция и другие минералы выпадают в осадок, образуя белые дымоходы.

Газообразный водород, растворенный в щелочной вентиляционной жидкости, является потенциальным источником восстановительной энергии. Некоторые микроорганизмы уже используют водород для этой цели, поэтому гипотеза о гидротермальных источниках предполагает, что на пребиотической Земле водород потенциально мог восстанавливать углекислый газ до органических соединений, которые затем включались в примитивный метаболизм [12]. Лейн и Мартин [13] отметили, что щелочные жерловые минералы имеют пористую структуру, которая может служить клеточными компартментами с минеральными мембранами в качестве границ. Предположение о том, что мембраны могут отделять сильно щелочную среду от умеренно кислой морской воды Гадея, предполагает, что примитивная версия хемиосмотической передачи энергии может быть возможна для снабжения химической энергией примитивных форм жизни. Вайс и др. [14] использовали геномный анализ жерловых микроорганизмов, чтобы проверить возможность того, что последний универсальный общий предок (LUCA) мог возникнуть в гидротермальных жерлах.

Химия железа и серы, предложенная для гидротермальных источников, была протестирована Хубером и Вехтерсхойзером [15–16], которые моделировали условия источников с кипящими смесями сульфидов железа и никеля, к которым добавлялись различные реагенты. Они сообщили, что уксусная кислота, аминокислоты и пептидные связи могут быть синтезированы в этих условиях, и заявили, что «результаты подтверждают теорию хемоавтотрофного происхождения жизни с CO-управляемым, (Fe,Ni)S-зависимым первичным метаболизмом. ”

Совсем недавно Herschy et al. [17] смоделировали гидротермальные условия путем введения раствора фосфата калия, силиката натрия и сульфида натрия (pH 11) во второй раствор хлорида железа, бикарбоната натрия и хлорида никеля (pH 5). Цель состояла в том, чтобы определить, может ли диоксид углерода (присутствующий в виде 10 мМ бикарбоната натрия) восстанавливаться в этих условиях, и они смогли обнаружить ≈50 мкМ муравьиной кислоты. В аналогичном лабораторном моделировании щелочного гидротермального источника Burcar et al. [18] использовали масс-спектрометрию для обнаружения небольшого выхода димеров, образующихся из аденозинмонофосфата, циркулирующего в среде.

Альтернативная гипотеза: Жизнь зародилась в земной пресной воде

Хотя большая часть воды на Земле сегодня представляет собой соленую морскую воду, небольшая часть (~1%) присутствует в виде пресной воды, дистиллированной в результате испарения из океана и попадающей на континентальные массивы суши в виде осадков. На Гадейской Земле не было континентов, но, вероятно, были вулканы, подобные вулканам той же эпохи, которые все еще видны на Марсе. Вулканизм, связанный с такими островами, предполагает наличие альтернативного гидротермального участка, который мы будем называть гидротермальными полями. Исландия является аналогичным местом на современной Земле с несколькими действующими вулканами и связанными с ними гидротермальными областями, питаемыми осадками, и в которых преобладают горячие источники и активность гейзеров. В отличие от единственной границы раздела порода-вода гидротермальных источников, гидротермальные поля имеют более сложную совокупность трех границ раздела, в которых минералы, вода и атмосфера подвергаются непрерывным колебаниям увлажнения и высыхания.

Гипотеза флуктуирующего гидротермального поля использовалась в качестве модели реакций полимеризации, в которых мономеры, такие как аминокислоты и мононуклеотиды, образуют пептидные и сложноэфирные связи биологически значимых полимеров. Идея о том, что испарение и тепло могут управлять полимеризацией, очевидна и впервые была предложена несколько лет назад [19]. Лахав и Уайт [20] приняли этот подход и продемонстрировали, что пептидные связи могут быть получены с использованием глины в качестве катализатора. От этого подхода в значительной степени отказались с появлением сценария «Мир РНК», который предполагал, что жизнь зародится в растворе, а не в результате испарения до высыхания. Однако полимеризация в водной среде требует химической активации мономеров, и до сих пор нет очевидного механизма, посредством которого может происходить активация. Недавние исследования вернулись к испарению как способу управления реакциями полимеризации [21–22].

В этом отношении у испарения есть несколько преимуществ. Во-первых, простое концентрирование потенциальных реагентов добавляет системе значительную свободную энергию, которую можно использовать для запуска реакций конденсации [23]. Кроме того, если присутствуют амфифильные соединения, они могут организовывать и концентрировать реагенты в двумерной плоскости, в результате чего полимеризация усиливается [24–25].

Гипотеза гидротермального поля была проверена в лабораторных условиях. Например, были получены пептидные связи [26–27], и было показано, что циклы сушки и регидратации вызывают полимеризацию мононуклеотидов [22, 28–29].]. Поскольку полученные полимеры могут быть инкапсулированы в липидные везикулы, было высказано предположение, что полученные протоклетки являются кандидатами для комбинаторного отбора и первых шагов эволюции [30].

Из вышеприведенного обсуждения были опубликованы альтернативные гипотезы, которые доступны для критического анализа и комментариев. Как мы можем превратить эти две гипотезы в альтернативные гипотезы Джона Платта? Ответ прост. Мы следуем совету Платта и разрабатываем критические эксперименты, которые добавят вес доказательств одной или обеим альтернативным гипотезам, которые затем станут проверяемыми гипотезами. Вот предлагаемый список условий, которые кажутся необходимыми предпосылками, если клеточная жизнь должна зародиться в одном из двух альтернативных условий:

• Должен быть источник органических соединений, важных для биологических процессов, таких как аминокислоты, азотистые основания, простые сахара и фосфаты.

• Органические растворенные вещества, вероятно, присутствуют в виде очень разбавленных растворов, поэтому должен быть процесс, с помощью которого они могут быть достаточно сконцентрированы для прохождения химических реакций, имеющих значение для клеточной жизни.

• Источники энергии должны присутствовать в окружающей среде, чтобы управлять примитивным метаболизмом и полимеризацией.

• Продукты реакций должны накапливаться внутри объекта, а не рассеиваться в объемно-фазовой среде.

• Биологически значимые полимеры синтезируются с длиной цепи, достаточной для того, чтобы действовать как катализатор или включать генетическую информацию.

• Если в смеси присутствуют амфифильные соединения, условия позволят им собраться в мембранные компартменты.

• Вероятный физический механизм может производить инкапсулированные полимеры в форме протоклеток и подвергать их комбинаторному отбору.

Эти условия также можно считать предсказаниями, поскольку каждое условие в приведенном выше списке можно проверить путем наблюдения, теоретического анализа или лабораторного моделирования. Если какое-либо из предсказаний не оправдается экспериментально или окажется невозможным, например, из-за несовместимости с термодинамическими принципами, эту альтернативу можно считать фальсифицированной. По мере накопления доказательств мы сможем судить об относительной правдоподобности и объяснительной силе конкурирующих идей. Необходимо продолжать проверку альтернативных гипотез, поскольку ни одна из них еще не достигла уровня консенсуса. В обоих случаях лабораторное моделирование в идеале должно быть расширено до второго важного шага, который заключается в посещении альтернативных мест и демонстрации того, что то, что происходит в лаборатории, также может происходить в реальных условиях гидротермальных источников или полей.

Эта статья является частью Тематической серии «От пребиотической химии к молекулярной эволюции».

1. Фрай И. Зарождение жизни на Земле. Рутгерс, штат Нью-Джерси, США: Издательство Университета Рутгерса; 2000. [Google Scholar]

2. Ласкано А. Происхождение Life Evol Biospheres. 2010;40:161–167. doi: 10.1007/s11084-010-9195-0. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

3. Поппер К. Р. Догадки и опровержения: рост научных знаний. Лондон, Великобритания: Рутледж; 1963. [Google Scholar]

4. Wächtershäuser G. J Mol Evol. 2016;82:75–80. doi: 10.1007/s00239-015-9727-3. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

5. Платт Дж. Р. Наука. 1964; 146: 347–353. doi: 10.1126/science.146.3642.347. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

6. Corliss J B, Dymond J, Gordon LI, Edmond J M, von Herzen RP, Ballard RD, Green K, Williams D, Bainbridge A, Crane K, et al. Наука. 1979; 203: 1073–1083. doi: 10.1126/science.203.4385.1073. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]

7. Corliss J B, Baross J A, Hoffman S E. Oceanol Acta. 1981; 4: 59–69. [Google Scholar]

8. Baross J A, Hoffman S E. Origins Life Evol Biospheres. 1985; 15: 327–345. doi: 10.1007/BF01808177. [CrossRef] [Google Scholar]

9. Рассел М.Дж., Дэниел Р.М., Холл А.Дж. Терра Нова. 1993; 5: 343–347. doi: 10.1111/j.1365-3121.1993.tb00267.x. [CrossRef] [Google Scholar]

10. Russell M J, Hall A J. J Geol Soc (London, UK) 1997;154:377–402. doi: 10.1144/gsjgs.154.3.0377. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]

11. Келли Д.С., Карсон Дж.А., Блэкман Д.К., Фрю-Грин Г.Л., Баттерфилд Д. А., Лилли М.Д., Олсон Э.Дж., Шренк М.О., Роу К.К., Лебон Г.Т., и соавт. Природа. 2001; 412:145–149. doi: 10.1038/35084000. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

12. Martin W, Russell M J. Philos Trans R Soc London, B. 2007; 362:1887–1926. doi: 10.1098/rstb.2006.1881. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

13. Lane N, Martin W F. Cell. 2012; 151:1406–1416. doi: 10.1016/j.cell.2012.11.050. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]

14. Weiss M C, Sousa F L, Mrnjavac N, Neukirchen S, Roettger M, Nelson-Sathi S, Martin W F. Nat Microbiol. 2016;1:16116. doi: 10.1038/nmicrobiol.2016.116. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

15. Huber C, Wächtershäuser G. Science. 1997; 276: 245–247. doi: 10.1126/science.276.5310.245. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

16. Huber C, Wächtershäuser G. Science. 2006; 314: 630–632. doi: 10.1126/science.1130895. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

17. Херши Б., Уичер А., Кампруби Э., Уотсон С. , Дартнелл Л., Уорд Дж., Эванс Дж. Р. Г., Лейн Н. Дж. Mol Evol. 2014;79: 213–227. doi: 10.1007/s00239-014-9658-4. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

18. Буркар Б.Т., Бардж Л.М., Трейл Д., Уотсон Э.Б., Рассел М.Дж., МакГаун Л.Б. Астробиология. 2015;15:509–522. doi: 10.1089/ast.2014.1280. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

19. Fox S W, Harada K. J Am Chem Soc. 1960; 82: 3745–3751. doi: 10.1021/ja01499a069. [CrossRef] [Google Scholar]

20. Лахав Н., Уайт Д., Чанг С. Наука. 1978; 201: 67–69. doi: 10.1126/science.663639. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

21. Forsythe J G, Yu S-S, Mamajanov I, Grover M A, Krishnamurthy R, Fernández F M, Hud N V. Angew Chem, Int Ed. 2015;54:9871–9875. doi: 10.1002/anie.201503792. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

22. Benner S A, Kim HJ, Carrigan MA. Acc Chem Res. 2012;45:2025–2034. doi: 10.1021/ar200332w. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

23. Росс Д. С., Димер Д. Жизнь. 2016;6:Нет. 28. doi: 10.3390/life6030028. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

24. Раджамани С., Власов А., Беннер С., Кумбс А., Оласагасти Ф., Димер Д. Происхождение Life Evol Biospheres. 2008; 38: 57–74. doi: 10.1007/s11084-007-9113-2. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

25. Toppozini L, Dies H, Deamer DW, Rheinstädter M C. PLoS One. 2013;8:Нет. е62810. doi: 10.1371/journal.pone.0062810. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

26. Роде Б. М., Швендингер М. Г. Origins Life Evol Biospheres. 1990; 20: 401–410. doi: 10.1007/BF01808134. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

27. Родригес-Гарсия М., Сурман А.Дж., Купер Г.Дж.Т., Суарес-Марина И., Хосни З., Ли М.П., ​​Кронин Л. Nat Commun. 2015;6:8385. doi: 10.1038/ncomms9385. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

28. DeGuzman V, Vercoutere W, Shenasa H, Deamer D W. J Mol Evol. 2014; 78: 251–262. doi: 10.1007/s00239-014-9623-2. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

29. Da Silva L, Maurel M-C, Deamer D. J Mol Evol. 2014;80:86–97. doi: 10.1007/s00239-014-9661-9. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]

30. Дамер Б., Димер Д. Лайф. 2015;5:872–887. doi: 10.3390/life5010872. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

Гипотеза, Гипотеза, Теория, Закон: основа рационального аргумента

---

Автор: Джефф Глассман, 2 января 2019 г. понимание обоснованности науки и научной критики, будь то космология, климатология, физиология и эффективность кроссфита, требует знания терминов догадка, гипотеза, теория и закон.

Имейте в виду, сейчас консенсус относительно значения этих терминов исчезает. … Обычно ученые говорят одновременно о теории вероятностей и о законах вероятности. Научно признанные люди продвигают непроверенные модели, провозглашая консенсус. Это такая же зараза, как инфляция университетского уровня. Тем не менее, вот руководство, которое улучшит вашу научную грамотность; дать вам основу для оценки всего разнообразия предположительно объективных или научных утверждений, аргументов и моделей; и сослужу вам хорошую службу с настоящими учеными.

Вся наука связана с моделями реального мира, будь то естественные (фундаментальные науки) или созданные человеком (прикладные науки или технологии). Эти модели не открыты в природе, ибо в природе нет ни чисел, ни систем координат, ни параметров, ни уравнений, ни логики, ни предсказаний, ни линейности, ни нелинейности, ни многих других атрибутов науки. Модели — это творения человека, написанные на языках науки: естественном языке, логике и математике. Они строятся на структуре определенной фактической области. Модели обычно оцениваются, если не оцениваются на самом деле, по четырем уровням:

Гипотеза является неполной моделью или аналогией в другой области. Вот несколько примеров кандидатов на обозначение:

• «Эфедрин улучшает физическую форму».
• «Космическое красное смещение вызвано тем, что свет теряет энергию, путешествуя в пространстве». (Это «гипотеза усталого света».)
• «Законы физики постоянны во времени и пространстве во всей Вселенной». (В геологии это известно как «униформитаризм».)
• «Виды эволюционируют до высших состояний».
• «Канцероген для одного вида обязательно будет канцерогеном для другого».

Гипотеза — это модель, основанная на всех данных в указанной области, без контрпримера и включающая новый прогноз, который еще предстоит подтвердить фактами. Кандидаты:

• «Умственное старение можно отсрочить, применяя принцип «используй или потеряешь».
• «Красное смещение света — это доплеровское смещение».

Теория — это гипотеза, по крайней мере, с одним нетривиальным подтверждающим данным. Кандидаты:

• Относительность.
• Космология Большого Взрыва.
• Эволюция.

Закон — это теория, получившая подтверждение во всех возможных разветвлениях и с известным уровнем точности. Кандидаты:

• Ньютоновская механика.
• Гравитация.
• Закон Генри.
• Законы термодинамики.

Каждый из этих кандидатов может возбудить аргументы, достойные статьи, если не книги, и ни одна модель не является надежной в своем положении. Слабые ученые будут укреплять свои убеждения и позиции, продвигая свои модели и принижая конкурентов. Некоторые известные модели не могут быть даже ранжированы, потому что они находятся за пределами науки, обычно из-за отсутствия фактов. Кандидаты:

• Креационная наука или понятия «разумного замысла».
• Астрология.
• Парапсихология.
• Уфо-логия.

---

Джефф Глассман имеет степень бакалавра, магистра и доктора философии. из инженерного факультета системных наук Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, специализирующегося на электронике, прикладной математике, прикладной физике, теории связи и информации. Более половины из трех десятилетий работы в Hughes Aircraft Company он был главным научным сотрудником отдела разработки ракет и систем микроэлектроники.