<<
>>

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ.

  Химия дает нам удобную возможность понять, что такое научный метод. Одно из фундаментальных положений химии — существование атомов — было выведено из определенных эмпирических наблюдений.
Как же делаются такие выводы и как они соотносятся с “реальностью”?

Гипотеза для объяснения какой-то группы фактов создается творческим воображением: она не может быть построена с помощью механической процедуры, например компьютерной программы. Наблюдение, согласно которому элементы взаимодействуют друг с другом в определенных весовых отношениях, легко объяснить тем, что материя состоит из неделимых частиц — атомов. Эта гипотеза согласуется со всеми известными фактами. По мере накопления новых фактов выяснилось, что и они все без исключения с ней согласуются, и поэтому сегодня она общепризиана.

У ученых особым доверием будет пользоваться гипотеза, которая не только объясняет уже известные факты, но и позволяет прогнозировать новые, в особенности неожиданные. Далее, чтобы гипотезу можно было признать “научной”, она должна быть проверяемой, т. е. в принципе опровержимой. Если с нею согласуется любой набор фактов, то такая гипотеза бессодержательна. Новая гипотеза не должна также противоречить старым, считающимся хорошо обоснованными.

Тем не менее каждая гипотеза “верна” только в определенных пределах. Во-первых, данной группе фактов может соответствовать несколько гипотез. Во-вторых, мы никогда не можем быть уверены, что нам уже известны все факты, имеющие отношение к делу. Когда накапливаются новые знания, даже в хорошо обоснованную гипотезу приходится иногда вносить поправки. Но старая гипотеза “разрушается” только в ограниченном смысле этого слова, так как на самом деле она включается в новую, и эта новая гипотеза должна объяснять также и факты, которые охватывала старая гипотеза. Гипотезы, предлагаемые любителями и чудаками, часто не отвечают этому требованию.

Большинство научных гипотез называют теориями, но в обычном языке “теория” (например, “теория эволюции”) — это обычно нечто вызывающее сомнения, просто по смыслу термина. В науке он используется несколько иначе. Конечно, все теории не абсолютно достоверны. Наиболее сомнительные из них поэтому называют “гипотезами”, но и этот термин тоже не слишком точен.

Научный метод — это просто более разработанная и систематизированная форма того процесса, с помощью которого мы приходим к каким-то представлениям и в повседневной жизни. Новорожденный не знает, что такое “предмет”, “трехмерное пространство” , скорость, причинность, число и т. п.; эти понятия формируются у ребенка лишь по мере упорядочения его чувственного опыта. “Реальный мир” — тоже своего рода теория или конструкция, во многом сходная с научными теориями.

Ряд самых общих положений химии дает нам возможность понять, что такое научный метод. Химик уверенно говорит об атомах и о том, как они расположены в пространстве. Но если мы не можем увидеть атомы, то какой резон доверять его словам?

Краеугольным камнем представлений химика является положение о том, что материальные тела построены из 92 естественных элементов. Фалес Милетский (около 630 г. до н. э.) в свое время полагал, что материя состоит из одного или очень немногих первичных субстанций. В основе всего лежит вода, считал он, подобно тому как сегодня мы говорим, что все построено из кварков или чего-то похожего. Позже всеобщее признание получила теория, согласно которой все вокруг нас построено из четырех элементов: воды, земли, воздуха и огня, которые могут существовать в разных формах как сами по себе, так и в смесях. Одной из форм элемента “земля” было золото, и многие из ранних химиков (которых мы теперь называем алхимиками) потратили массу времени и усилий на то, чтобы заставить “землю” превратиться в желтый металл.

Хотя это им не удалось, они добились многого. Так, они изобрели перегонку1), научились получать многие вещества, например

^Считается, что перегонку изобрела еврейка Мария, весьма образованная дама, которая жила в Александрии во II веке нашей эры.

Говорят, она впервые использовала и водяную баню, которую и сейчас применяют химики. Французы до сих пор называют это приспособление ‘'bain-marie".

Люди античных времен, бедняги, имели возможность пить только вино и пиво крепостью не более 14°: при такой концентрации спирта дрожжи прекращают брожение и погибают.

Крепкие напитки, подобные виски, появились много позже, в средние века, хотя Мария изобрела перегонку задолго до того.

6 —305

окислы металлов, соли и кислоты. Без их работы дальнейший прогресс был бы невозможен. Развитие современной химии началось лишь в XVIII веке, когда химики стали использовать весы. Вскоре они установили, что при химических реакциях вес взаимодействующих веществ не меняется. Например, когда в замкнутой камере горит свеча, вес всей камеры остается постоянным, хотя вес свечи и уменьшается. Это позволило сформулировать закон сохранения материи; хотя материя может переходить из одной формы в другую, ее вес (точнее, масса) всегда остается неизменным[2]).

Продолжая применять весы, химики обнаружили, что вещества взаимодействуют друг с другом в строго определенных весовых соотношениях. Возьмем пример из современной химии: при горении водорода (его соединении с кислородом, 2Нг + Ог = 2НгО) один грамм его реагирует с 8 граммами кислорода, образуя 9 граммов воды. Подобного рода наблюдения вдохнули новую жизнь в атомистическую теорию Демокрита (460-370 г. до и. э.). Поскольку было показано, что водород соединяется с кислородом в весовом соотношении 1:8, или 2:16, а кислород с углеродом (С) в соотношении 32:12, это легко будет понять, если мы припишем атому водорода вес 1, атому кислорода 16, а углерода — 12. Тогда соединение водорода с кислородом можно будет записать как ПгО, а кислорода с углеродом — как СОг- Представление о том, что материя состоит из атомов, дает очень хорошее и легко понятное объяснение правилу весовых соотношений.

Отметим, однако, что все это еще не “доказывает”, что материя состоит из атомов; остается место и для альтернативных гипотез.

Дело в том, что вещества могли бы взаимодействовать в определенных весовых соотношениях, даже если бы они не были построены из атомов. Это подчеркивал великий физико-химик Оствальд, который до конца XIX века в существование атомов не верил. И известные в то время фактические данные отнюдь не исключали такую позицию.

Но вскоре начали накапливаться принципиально новые данные. Оказалось, например, что если пропустить рентгеновские лучи с длиной волны, соизмеримой с размерами атомов, сквозь какой-либо кристалл, то они образуют на поставленной за ним фотопластинке весьма специфическую картину пятен. Это легко объяснить (если принимать волновую теорию света) дифракцией лучей на атомах кристалла, т. е. явлением, которое невозможно понять, если кристалл состоит из гомогенного вещества. Этот опыт —¦ убедительное свидетельство в пользу атомной теории. Ее подтверждают теперь и многие другие результаты, и сегодня справедливость этой теории считается твердо установленной.

Когда первые данные такого рода стали известны Оствальду, он без колебаний признал атомы реальными объектами. Такое поведение для ученого было несколько необычным. Конечно, настоящие ученые должны были бы всегда руководствоваться фактами, но на деле многие из них с трудом отказываются от привычных теорий даже тогда, когда факты говорят против них.

<< | >>
Источник: Ичас М.. О природе живого: механизмы и смысл. 1994

Еще по теме КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ.:

  1. 1. Краткое содержание
  2. Краткий обзор содержания книги
  3. 5. Краткое содержание лекционного материала по темам:
  4. § 1. Краткий экскурс в классическцш социологии
  5. 2.6. Краткие выводы
  6. 3.6. Краткие выводы
  7. 4.6. Краткие выводы
  8. 5.6. Краткие выводы
  9. 6.8. Краткие выводы
  10. 7.7. Краткие выводы
  11. 8.6. Краткие выводы