Формирование навыков новаторского творчества

Среди основных критериев оценки качества научного исследования особое место занимает научная новизна результатов проведенных исследований. Если исследователь своим научным исследованием решает прикладную задачу или проблему, то на высокую оценку своих результатов он может рассчитывать, если практическую новизну полученных результатов подтвердит авторскими свидетельствами и патентами на изобретения. Безусловно, получение таких охранных документов от патентных ведомств должно не превращаться для ученого в самоцель, однако надо помнить, что их наличие является важным свидетельством высокой подготовленности автора как зрелого ученого.

Способность к изобретательству может и должен развивать в себе каждый исследователь, поскольку и для изобретательства и для науки в целом анализ проблемных ситуаций и поиск новых решений является питательной средой. Но в научной работе, в отличие от изобретательской, задача состоит не только в том, чтобы найти новое решение, но и дать ему объяснение, основываясь на достигнутом уровне развития соответствующей отрасли науки, а также смежных отраслей.

Научно-техническое творчество является порождением разума человека. За многовековую историю человечество накопило определенный опыт, который следует знать и учитывать при решении изобретательских задач начинающему ученому.

История свидетельствует о том, что новые знания и изобретения приходят в этот мир через отдельно взятого человека, являются продуктом его творческого понимания. Выдающиеся творцы, достигшие высот в познании и преобразовании мира, остаются в истории навсегда. «Разумом он превосходил весь род человеческий», — начертано на памятнике выдающему физику И. Ньютону. Исследователь способен наблюдать и анализировать лишь отдельные фрагменты окружающего мира, его открытия могут опережать время лишь в какой-то определенной, достаточно ограниченной области. В целом, познавательные возможности каждого человека ограничены уровнем развития науки, техники и общества, сложившимся к моменту осуществления его деятельности. Его познавательная деятельность приводит не только к объяснению существующего, но и к формированию новых идей. Новые идеи являются движущей силой прогресса во всех областях человеческой деятельности, от науки до искусства, от политики до устройства собственной судьбы [33]. Наиболее эффективный способ генерации новых идей заключается в интуитивной перегруппировке доступной информации. Интуиция, по мнению многих мыслителей, является единственным продуктивным способом формирования идей в неопределенных ситуациях.

По энциклопедическому определению «творчество — деятельность, порождающая качественно новое и отличающееся неповторимостью, оригинальностью и общественно-исторической уникальностью». Творчество – это искусство придумывать машины, создавать новые теории, высказывать необыкновенные гипотезы на пути к истине. Творчество всегда связано с понятием красоты. Подлинная красота может быть заключена не только в архитектуре сооружения или здания и не только в картине, статуе или стихотворении. Человеческий разум способен оценить красоту математической формулы или модели, красоту научного решения проблемы, а также красоту машины или механизма. Все это – порождение единого творческого процесса.

Процесс открытия или создания пионерского изобретения остается тайной. Несмотря на то, что многие лучшие умы человечества за несколько тысячелетий человеческой истории пытались разработать методику поиска новых идей, проникновения в великую тайну человеческого творчества, к новым идеям наш мозг идет таинственным путем, который пока еще не удалось раскрыть. Тем не менее, некоторые рекомендации по повышению эффективности творческого поиска могут быть сформулированы.

На пути поиска решения творческих задач возникают определенные барьеры, ограничивающие изобретательское творчество. В соответствии с классификацией, предложенной В.П. Пархоменко [121], следует различать 4 типа таких барьеров.

1 Исторически обусловленные барьеры, связанные с принципом исторической последовательности и преемственности научных и практических знаний. Так, без открытия электромагнитных волн было бы немыслимо изобретение радио и телевидения.

2 Гносеологические барьеры, связанные с тем, что в каждом обществе в разные периоды его развития господствуют определенные теории, взгляды, методы познания и т.д., которые тормозят изобретательскую деятельность (например, мнение многих ученых и инженеров конца XIX столетия о том, что поезд сможет двигаться лишь в том случае, если его колеса и рельсы будут зубчатыми, на 8—10 лет приостановило развитие железнодорожного транспорта).

3 Психологические барьеры, связанные с психологическими особенностями восприятием нового, обусловленные тем, что:

3.1.не всегда можно оценить соответствие изобретения общественным потребностям; отсутствие такой уверенности порождает вопрос: «А может быть, это изобретение вообще никому не нужно?».

3.2.переоценивается объективная сложность задачи (барьер гиперсложности), вследствие этого изобретатель не верит в собственные силы и свою возможность решить задачу. Если изобретатель знает, что до него за решение этой задачи брались «авторитеты» и задача не была решена, то такое неверие усиливается. Сюда относится также авторитет «извечных истин», заключающийся в преклонении перед принимаемыми на веру давно высказанными и разделяемыми большинством людей утверждениями. Так, со времен Аристотеля считалось, что скорость падения пропорциональна массе тела. Этому верили на протяжении девятнадцати веков. Лишь в 1590 году Галилео Галилей установил независимость ускорения свободного падения от массы падающего тела.

3.3.может различаться функционально-мыслительная деятельность:

3.3.1. трудно отказаться от привычного подхода, взглянуть на объект или проблему с новой стороны (стереотипность мышления). Этот барьер преодолел, например, английский врач Э.Дженнер, совершивший одно из наиболее поразительных открытий в медицине: вместо разработки способов лечения оспы он попытался выяснить, почему доярки не подвержены этому заболеванию. Оказалось, что, переболев легко переносимой человеком коровьей оспой, человек приобретает иммунитет к обычной. На основе профилактических прививок (заражение коровьей оспой) удалось избавить человечество от этой болезни;

3.3.2. склонность к использованию какого-нибудь метода решения задач, а также сохранение привычного, устоявшегося направления мыслительного поиска, несмотря на изменившуюся ситуацию, условия задачи и т.д. (инерция мышления). Психологическая инерция является наиболее серьезным препятствием в изобретательском процессе;

3.3.3. трудности применения знаний или их переноса: обладая необходимыми для решения изобретательской задачи знаниями, изобретатель в силу трудностей их переноса не решает задачу (барьер выбора и переноса знаний). Способность к переносу знаний имеет в техническом творчестве огромное значение. Это свойство творческого мышления лежало в основе многих первых изобретений человека. Так, в древнегреческой мифологии двенадцатилетнему мальчику по имени Тал приписывается изобретение компаса, гончарного круга и пилы. Пилу он придумал, взяв за образец спинной хребет костистой рыбы, т.е. перенес в техническую конструкцию то, что ему удалось подсмотреть в строении живого организма. Сейчас на приеме такого переноса в технике создано целое направление, называемое бионикой;

3.3.4. тормозящее действие специальных терминов и понятий: последние представляют собой сумму и итог достигнутых знаний, а решение изобретательской задачи предполагает выход за рамки познанного, создание еще не существующего. Старые термины, сохраняя присущее им содержание, «подталкивают» изобретателя в направлении уже известных технических идей, для которых они и были созданы.

4 Социальные барьеры, которые рассматриваются обычно в двух аспектах — генетическом и поведенческом.

4.1.Генетический аспект можно охарактеризовать как некоторую обусловленность творческого потенциала личности наследственностью. Известно немало примеров поразительного сходства не только внешности, но и характера у родителей и детей, в связи с чем можно допустить наследование человеком и склонности к творческой деятельности. В подтверждение этому в литературе [35] приводятся примеры наличия у ряда знаменитых личностей родственных связей (прабабки А.С. Пушкина и Л.Н. Толстого были родными сестрами; в родстве состояли такие крупнейшие представители немецкой культуры, как физик Макс Планк, философы Гегель и Шеллинг, поэты Шиллер и Гельдерлинг; в пяти поколениях семьи Баха насчитывалось 16 композиторов). Однако немало и противоположных примеров. Ряд ученых считает, что все творческие функции можно воспитать, что они являются следствием прижизненного формирования специальных человеческих способностей. На формирование и развитие способностей основное влияние оказывают семья, система образования, а также соответствующий общественный «климат».

4.2.Поведенческий аспект проявляется избирательно. Есть люди, которые в силу своих особенностей не могут плодотворно работать над решением творческой задачи в составе группы. Они предпочитают трудиться без свидетелей, советов и критических замечаний, используя свои индивидуальные методы. Когда же решение найдено, они охотно показывают его окружающим и выслушивают критику. Такой человек, включенный в творческую группу, не только не сможет сам эффективно работать, но будет отрицательно действовать на других и мешать им.

Для развития творческого мышления, преодоления инерции мышления и ускорения поиска решения задач используются различные эвристические приемы. Эвристика длительное время (с III в. Новой эры, когда греческий философ Папп Александрийский предложил название «эвристика», до первой трети XX в.) представляла собой комплекс методов открытия нового. Сегодня эвристика — наука о методах анализа проблемных ситуаций и поиска новых решений [125], она базируется на следующих эвристических принципах новаторского (технического) творчества:

1. Каждую задачу, как правило, можно решить несколькими методами.

2. Для каждого класса задач известно определенное число стандартных методов, но достигнутые с их помощью решения, к сожалению, часто тривиальны.

3. Нестандартные для данного класса задач новые методы, не имеющие близкого аналога в прошлом, редко приводят к решению, но найденные решения в большинстве случаев ярки и оригинальны.

4. Любую изобретательскую задачу, не противоречащую законам бытия, которую человек на данном этапе своего развития может поставить, он в принципе может решить.

5. Оригинальность решения прямо пропорциональна расстоянию между областями, откуда взяты аналогии.

6. Творческий потенциал присущ каждому человеку. Творческие способности развиваются, их можно культивировать.

7. В оптимальном случае изобретатель должен иметь в равной степени развитые противоположные способности: с одной стороны — интеллектуальную мобильность, гибкость мышления, а с другой — критичность.

Базируясь на эвристических принципах инженерного творчества, Г. С. Альтшуллер определил (в результате анализа истории изобретательства) следующие тенденции в разработке технических решений [5]:

¨ Число созданных технических решений на определенный момент времени всегда превышает число используемых.

¨ Одна и та же функция может быть реализована множеством технических средств (носителями функций).

¨ Функции более долговечны, чем реализующие их технические средства.

¨ Любой технический объект является звеном эволюционной цепи конструктивных и технологических изменений.

¨ При создании изобретений, основанных на новых принципах, использование конкретных физических эффектов тем выше, чем позднее они открыты.

Б. Больцано, известный чешский логик и математик XIX века, реализацию изобретательского решения видел в осуществлении следующей последовательности приемов (цит. по [19]):

1. Точно сформулировать вопрос, ответ на который мы ищем. Необходимо строго ограничивать область исследования.

2. Оценить, является ли истинный ответ на поставленный вопрос возможным с точки зрения имеющихся знаний.

3. Разбить задачу на подзадачи и подвопросы и искать ответы на них сначала выведением решения из известных истин или сведением к решению подобных задач.

4. Прямо вывести решение из уже имеющихся знаний, если это возможно.

5. Выдвинуть гипотезы методом полной или неполной индукции или аналогии.

6. Совокупность четвертого и пятого приемов.

7. Сопоставить полученный результат с известными знаниями.

8. Проверить точность использования логических приемов.

9. Проверить правильность всех определений и суждений, используемых в решении.

10. Выразить все понятия решаемой задачи в «целесообразных» знаках (воспользовавшись символическим языком).

11. Стремиться к выработке наглядных образов объектов задачи.

12. Результат решения формулировать логически строго.

13. Оценить все «за» и «против» полученного результата.

14. Решать с возможно большим сосредоточением внимания на задаче.

Многие из разделов эвристики Больцано относит к логическим приемам. Логика — совокупность научных теорий, в каждой из которых обоснованы способы доказательств и опровержений и проверки их строгости. Логика, как и всякая наука, имеет ограничения.

Одним из ограничений является следующий принцип: «из ложного исходного утверждения следует любое утверждение». [1]

Другое ограничение логики выявлено логиком и математиком Куртом Геделем. Из теорем К.Геделя следует невозможность установления непротиворечивости высказываний в любой формальной системе. Им доказано, что мощность логических обоснований недостаточна даже для вывода из конечного числа принципов всех истинных утверждений арифметики целых чисел. Эти теоремы сегодня интерпретируют следующим образом: противоречия обоснований любого уровня иерархии можно выявить лишь с использованием принципов вышестоящего уровня иерархии.

Из-за ограничений логика не всегда надежно «работает» на стадии поиска технического решения. Тем не менее, вне логики невозможно обосновать и формализовать полученный в процессе решения результат. Люди с доминирующим логическим мышлением достигают бóльших успехов в создании изобретений высокого уровня; благодаря своим навыкам таким людям чаще, чем другим изобретателям, удается использовать идеи научных открытий при постановке и решении технических задач.

Так какие же понятия философии и логики используются в эвристике?

Ассоциативные приемы. На свойствах памяти и мышления человека основаны ассоциативные приемы активизации изобретательской деятельности. В психологии под ассоциацией понимают осознание взаимосвязей между двумя и более идеями, восприятиями и другими психическими образованиями. Различают ассоциации по смежности (в пространстве или времени), сходству и контрасту. Представления об ассоциации идей основаны на гипотезах психологии XVIII и Х1Х вв.

Французский философ-просветитель Э. Кондильяк (1754 г.) высказал предположение, что все наши знания формируются на базе ощущений. Философы Дж. Локк (1690 г.) и Д. Юм (1739 г.) выдвинули гипотезу, согласно которой основные элементы, из которых складываются ощущения, сочетаются по закону ассоциации идей. В ответ на исходное слово-раздражитель человек генерирует индивидуальные ассоциации, свободные или направленные. К свободным относят ассоциации, на генерирование которых никаких ограничений смыслового или грамматического характера не накладывается. Генерирование направленных ассоциаций ограничивают заранее определенными условиями, например, по контрасту или по сходству, выражением словами определенной части речи, символами, знаками и др. В ответ на одно исходное слово могут генерироваться группы (гирлянды) ассоциаций: каждая высказанная новая ассоциация служит, в свою очередь, словом-раздражителем.

Метод ассоциаций используют для разрушения стереотипных представлений о совершенствуемых объектах на стадиях постановки задачи и поиска решения, при выявлении новых функций объекта и т. д.

Системный анализ также имеет важное значение при поиске новых решений в проблемных ситуациях, т.е. по существу является эвристичным. Достаточно распространен следующий алгоритм исследования объектов посредством их представления в виде систем [100]:

¨ выявляют конкретные механизмы целостности объекта и типологию связей между его элементами;

¨ сложный объект из-за многообразия типов связей сводят не к одной, а к нескольким моделям;

¨ анализируют альтернативные модели, выявляют масштаб их неопределенности для каждого из вариантов, а также проводят сопоставление различных вариантов с использованием различных критериев;

¨ в качестве критерия обоснованности выбора оптимальной модели используют наиболее полное представление свойств целостного объекта, его структуры и динамики.

При поиске технического решения системный анализ проявляется в том, что:

¨ сначала выявляют и формируют конечные цели (идеальный конечный результат);

¨ вся проблема рассматривается как единая система, находятся все частные решения, выявляются все взаимосвязи и взаимодействия каждого из них;

¨ выявляются и анализируются возможные альтернативные пути достижения искомого результата;

¨ обязательным условием является отсутствие конфликта целей системы с целями каждой из отдельных подсистем.

Ассоциативные приемы и системный анализ лежат в основе многих эвристических методов.