Как надо охотиться?

Если спросить любого человека: как надо охотиться? Он непременно спросит: а на кого? И действительно, если охотиться на слона – нужен один инструмент (оружие), на комара – другой. Так и в науке. Задачи бывают разные. Здесь лишь кратко коснемся особенностей, отличающих задачу высокого уровня от задачи низкого уровня.

Первый уровень решения научной задачи характеризуется применением известных представлений в новых условиях, т.е. применением готовой модели.

Например, обнаружено, что какая-то звезда вращается вокруг «пустоты» по кругу. Для объяснения этого явления достаточно привлечь представление о черной «дыре».

Для решения задачи второго уровня достаточно применить для объяснения данного явления наиболее подходящую схему, модель, представление. Здесь представления изменяются применительно к данному явлению, но понятийный аппарат теории остается без изменения.

Например, чтобы объяснить рассеивание альфа-частиц назад, Резерфорд – из нескольких возможных моделей данного явления, выбрал наиболее подходящую, т.е. планетарную модель атома с тяжелым ядром, в котором сосредоточена вся масса атома.

При решении задач третьего уровня, применение известных схем, моделей, представлений ведет к нарушению соответствия между ними и реальной действительностью; т.е. к возникновению противоречия. На третьем уровне изменение представлений влечет за собой изменение понятийного аппарата теории ^х.

Например, фотоэффект, из одних представлений следует, что свет должен передавать энергию непрерывно, т.к. он волновой процесс, а из других – свет должен передавать энергию мгновенно, т.к. он не волновой процесс. Разрешение этого противоречия привело к изменению представлений о свете.

Существует и четвертый уровень научных задач, но для их решения недостаточны имеющиеся знания – приходится придумывать модели новым явлениям и, при необходимости, указывать пути их открытия. Изменение представлений носит гипотетический характер – до тех пор, пока задача не будет сведена на более низкий уровень.

Например, задача о квазарах. Имеется ряд «неизвестных»: расстояние до квазаров, из скольких звезд они состоят, какой характер имеет красное смещение (космологическое расширение Вселенной или обычный Доплер-эффект) и т.д. Решение этой задачи будет зависеть от выбора исходных посылок и трактовки «неизвестных».

Из приведенных характеристик уровней ясно, что фактором особенности для научных задач высокого уровня является противоречие. Таким образом, решение задач третьего уровня является источником развития понятийного аппарата теории.

В зависимости от характера решаемых задач в литературе различают три типа задач: открывательские, научные и исследовательские. Им не даны четкие определения и не установлены границы между ними. Ниже сделана попытка дать общее определение этим типам задач.

Открывательские задачи – задачи связанные с получением нового открытия. Методика решения этого типа задач должна отражать технику поиска новых открытий на базе существующих представлений НС.

Научные задачи – задачи, относящиеся к той части научного творчества, которая связана с изобретением и развитием НС на базе существующих открытий.

Исследовательские задачи – задачи связанные с поиском методики делания открытия, накопления, уточнения и анализа фактов, установлении взаимосвязи между всем перечисленным и философскими установками[1].

Все три типа задач объединяет общая технология творческого процесса, заключающаяся в преобразовании и перестройке представлений об исследуемых системах.

В процессе решения задач происходит переход от одних представлений к другим. А каждый такой переход составляет единичный шаг развития науки … Совокупность единичных шагов дает представление о развитии науки в целом. Например, на смену квантовой гипотезе происходит теория Бора, которая со временем сменяется квантовой механикой…. Но как все-таки нужно охотиться за научными открытиями?

Бери и пробуй!

Такая рекомендация давалась психологами и исследователями, изучавшими научное и техническое творчество. Даже великий Менделеев Д.И не избежал такого совета ищущим Истину. В технике была аналогичная ситуация. Технология решения изобретательских задач, как и в науке, была одна и та же – «метод тыка» или технология метода проб и ошибок: бери и пробуй! Были и другие рекомендации, например, психологов или самих учёных (например, академик Мигдал), предлагавших доводить себя до крайнего состояния, чтобы возникло прозрение, вспышка, инсайт (!), который некоторых в итоге доводил до палаты № 6.

Результаты от развития науки методом проб и ошибок очевидны – они связаны с потерей времени, запаздыванием изобретений, открытий и теорий, часто и платой десятков миллионов жизней (физик Тиндол в 1875 г и запаздывание открытия пенициллина на 50 лет), а в наше время – с потерей огромных средств, отпущенных на развитие науки и техники (например, коллайдер).

Пример 1. Однажды Финзен заметил кошку, которая грелась на Солнце. С появлением тени кошка снова и снова переходила на солнечную сторону. Присмотревшись, он заметил, на коже кошки гнойную рану, и именно этой стороной кошка поворачивалась к Солнцу. Финзен обратил внимание на этот факт и … в 1903 г. получил Нобелевскую премию…

Пример 2. Эрлих – открыватель сальварсана и неосальварсана – потратил два десятка лет на получение этих лекарств, изучив более 500 различных красок и проделав 600 (для сальварсана) и 914 (для неосальварсана) экспериментов.

Пример 3. Создав специальную и общую теорию относительности, Эйнштейн более 30 лет потратил на поиски «Единой теории поля», так и не создав её…. А при создании СТО, как он пишет, каждые две минуты он выдвигал новую гипотезу, которую анализировал и тут же отбрасывал.

Внешне между этими открытиями нет ничего общего. Но все они получены одним и тем же методом – методом проб и ошибок, игнорирующим какие-либо закономерности. Но, несмотря на это, в целом наука развивается закономерно, но ценою многих проб.

Вот такая технология и создавала условия, при которых формировалась «лошадиная грамота».

Научно-техническая революция поставила вопрос о необходимости реорганизации существующей технологии изобретательства и открывательства. Наметились два пути:

Первый: активизация мышления человека, решающего задачу (воздействие на интуицию, работа подсознания и т.д.)[2]^,[3],[4];

Второй: выявление объективных законов, по которым одна техническая система заменяется другой или одно научное представление заменяется другим[5]^,[6]

Один из основоположников теории творчества А.Пуанкаре прямо заявлял, что от решения проблемы интуиции зависит успех в раскрытии тайны научного творчества и, в конечном счете – прогресс науки. Это мнение разделяют С.Е. Зак, А.Н. Леонтьев, С.Р. Микулинский, В.А. Энгельгард, М.Г. Ярошевский, Г. Саймонд и др. исследователи научного творчества. Отсюда следуют выводы, что наличие непредсказуемых (случайных) элементов в творческом процессе исключает возможность позитивного влияния на ход последнего, его алгоритмизации и, что творческий процесс, равно как и интуиция, представляет собой в высшей степени индивидуализированное явление[7].

Понимание того, что от интенсификации перебора вариантов в какой-то степени зависит конечный результат, привело к созданию ряда методов интенсификации творческого процесса, таких как мозговой штурм, Метод Фокальных Объектов (МФО), синектика, метод психоинтелектуальной генерации и др., а также составление различных списков и эвристик, подобных списку А. Осборна, Ю. Шрейдера и т.д. ^5,6. Однако основа этих методов остается прежней: перебор вариантов и метафизические представления о непознаваемости научного творчества.

Второй путь – выявление объективных законов⁶ – путь, аналогичный пути развития отечественной теории решения изобретательских задач (ТРИЗ)⁵:, т.е. использование той же методологии исследования, но в данном случае природы научного творчества: сбор необходимого массива информации, разделение по уровням сложности, определение фактора особенности, выявление и формализация структуры творческого процесса и т.д. Процесс творческого процесса при решении изобретательских задач и открывательских совпадают на первом этапе и разнятся на этапе внедрения найденных решений: в технике идея решения воплощается в «металл», а в науке – проверяется соответствие представлений, вытекающих из полученной научной системы (модели) природной системе. При этом в ТРИЗ выявлено ряд приемов устранения физических противоречий⁵.

Любое открытие, решение научной задачи в итоге связано с развитием существующих представлений об исследуемом объекте или природе в целом. Степень изменяемости представлений и дает представление о сложности возникающих при развитии научных систем задач. В этом смысле в теории познания важной является и технология решения научных задач, о которых Т.Кун говорит как о «решении задач-головоломок».

Процесс познания любого явления является целенаправленным в целом, но беспорядочным в каждом творческом акте из-за отсутствия единой и цельной методологии познания. Цельная картина об исследуемом явлении создается постепенно, путем изучения составляющих явление частей.

Как и в изобретательстве, в науке на разных уровнях иерархии действуют разные механизмы развития, проявляются разные закономерности.

Исходя из системности мира и динамичного развития путей познания, можно предложить следующие представления о развитии научных систем (НС) – систем представлений об исследуемом объекте, служащих для объяснения наблюдаемых в нем явлений, свойств и закономерностей в пределах существующей парадигмы.

1. Наука – это большая иерархическая система в своем развитии она проходит несколько качественно отличающихся друг от друга уровней: представления, теории, законы, сама наука. Фундаментом любой науки являются представления об изучаемых явлениях и объектах.

2. Технология научного творчества имеет две четко выраженные компоненты.

Первая – «добывание» знаний путем отражения реальной действительности и изобретение новых представлений о ней.

Вторая – изобретение способов «добывания» и преобразование этих представлений. Эти компоненты взаимно дополняют друг друга. В самом общем виде процесс научного творчества выглядит так: сначала придумывается модель исследуемого объекта (явления), отраженного в нашем сознании в виде образа, а затем ее сравнивают с реальным объектом (явлением) и, при несоответствии ее реальному объекту (явлению), она преобразуется в модель, в которой устраняется это несоответствие.

3. Источником познания объективного мира является постоянное взаимодействие между опытом и теорией. Несоответствие между представлениями, вытекающими из опыта и представлениями теории, выражается в виде противоречия. Оно является источником развития представлений, а значит и самой науки.

Противоречие выражает соотношение противоположных представлений об объекте. С одной стороны оно отражает объективное развитие материальных объектов или представлений, в которых противоположности существуют, а, с другой стороны, – неполноту наших знаний об исследуемом объекте.

Пример 4. В 1935 г. Кеезом было обнаружено, что, теплопроводность гелия 2 (при Т^о ниже 2,2^о К) в узких капиллярах в миллион раз больше, чем у самого теплопроводного металла – серебра. Но другие опыты показали, что вязкость гелия в тысячу раз меньше, чем у воды, а при переходе от гелия-1 к гелию-2 было замечено дополнительное уменьшение вязкости. Как это объяснить?

Известно, что чем сильнее взаимодействуют (связаны) атомы друг с другом, тем выше теплопроводность и, следовательно, вязкость. Вязкость при этом рассматривается как сила трения между соседними слоями атомов. Возникает противоречие: чтобы иметь высокую теплопроводность, слои атомов должны быть сильно связанны друг с другом и, чтобы иметь низкую вязкость, они должны быть слабо связаны друг с другом.

Развитие и преобразование представлений в науке не влечет за собой изменение исследуемых объектов. Природные объекты развиваются сами, независимо от представлений, являющихся их отражением в нашем сознании. Но представления об исследуемом объекте изменяются, причем эти изменения также подчиняются определённым закономерностям, которые можно познать и использовать для сознательного развития наших представлений, не дожидаясь наития, осенения сверху, надежду на случай и т.п.