Рассылка ''Как делать открытия. Приемы решения научных задач''

Нет ничего вреднее для новой истины, как старое заблуждение

В. Гете

К.И. Кузьмин, В.Т. Пургин
ПРИЕМЫ ПОИСКА НОВЫХ ЯВЛЕНИЙ

Среди актуальных проблем научно-технического прогресса одной из острейших становится проблема интенсификации процесса научных исследований, выявления и использования приемов и методов решения исследовательских задач.

В ТРИЗ задача разработки методов выявления закономерностей и поиска новых явлений поставлена и решается /1-10/. С помощью методов ТРИЗ объяснен эффект Рассела /3-4/ и обнаружено новое явление - ветроэнергетика растений /5/. Аппарат ТРИЗ позволяет решать исследовательские задачи типа поиска причин брака, объяснения причин явления и др. /2-10/. При решении таких задач непонятное явление объясняется с помощью известных явлений, и аппарат ТРИЗ позволяет эффективно и относительно быстро выходить на ту область, где есть информация о нужных явлениях. Другая ситуация возникает при решении фундаментальных задач - здесь возможно и даже необходимо изменение тех знаний, которые считаются достоверными. Образно такую ситуацию можно представить в виде конфликта, который возникнет, если при расчете конструкции на прочность инженер потребует изменить формулы сопромата. Можно предположить, что и при решении фундаментальных задач аппарат ТРИЗ сможет работать.

Авторы в работах /11, 12/ рассмотрели возможность применения типовых приемов разрешения противоречий для решения фундаментальных задач, которые требуют изменения системы понятий. На основе анализа примеров из истории науки показано, что в логике развития новых фундаментальных теорий выявляются типовые приемы разрешения противоречий. На уровне принципов типа "разделение в пространстве", "разделение во времени", "системные переходы" гипотеза о единстве преобразований научных и технических систем справедлива, однако при дальнейшей конкретизации до уровня приемов "дробление", "вынесение" и др. наблюдаются отдельные несовпадения, связанные с различием научных и технических систем. Не все приемы,применимые к техническим системам, применимы к научным системам.

В данной работе приводятся отдельные результаты анализа возможности использования аппарата ТРИЗ для поиска новых явлений. Задачи на объяснение непонятного явления, рассмотренные ранее /11, 12/, тесно связаны с задачами на предсказание и поиск новых явлений, так как генерируемые гипотезы могут служить для поиска аномалий, либо указывать на область, где находится неизвестный объект, или на характерные параметры объекта. Например, предсказание Дираком существования позитрона. Однако, если задачи на объяснение можно решать по единому алгоритму /например, сформулировать физическое противоречие, затем разрешать его с помощью типовых приемов разрешения противоречий, каждый вариант разрешения противоречия - отдельная гипотеза/, то задачи поиска новых явлений решаются разными методами, имеющими отличающиеся алгоритмы.

Такие группы методов были указаны в работе /1/: поиск аномалий, поиск белых пятен, оценка известных явлений с новой точки зрения, синтез новых явлений путем комбинирования известных, выявление в известном явлении совокупности неизвестных, использование аналогии и др. Не исключено, что АРИЗ может позволить находить новое явление. В ходе анализа по АРИЗ формируется как бы "словесный портрет" эффекта или явления, которое должно решить исходную изобретательскую задачу. При этом возможно получение "словесных портретов" еще неизвестных явлений. Некоторые изобретательские задачи могут быь решены как на уровне известных технических приемов, так и на уровне открытия. Пример. При трении всегда происходит износ трущихся поверхностей. Необходимо предложить трущуюся пару, которая не изнашивается. Как быть? При трении поверхность должна разрушаться для того, чтобы соответствовать известным закономерностям, и не должна разрушаться, чтобы соответствовать условию задачи. Микрочастицы поверхности должны отрываться и не должны. Поверхность может "неразрушаться" за счет нарастания. Задачи-аналоги: защита поверхности дробеструйной установки, защита подводного крыла от кавитации. Микрочастицы поверхностей должны переходить во время трения с одной на другую и обратно. Необходимо найти такие вещества... Ответ: эффект Гаркунова-Крагельского, эффект безысносности, открытие № 41 /13, с.438/. Поиск аномалий или белых пятен. Возможный алгоритм метода, аналогичного методу Д.И. Менделеева

1. Подбор фактов. /14, с.28/

2. Выбирается ось для их расстановки, количественная или качественная. Факты выстраиваются на оси.

3. Отмечаются белые пятна, а также границы известного, где ось уходит за горизонт.

4. Изучаются закономерности изменения свойств на оси.

5. На основе закономерностей строятся гипотезы о предполагаемых открытиях в белых пятнах и за горизонтом. Аномалия может оказаться белым пятном, отсутствием какого-либо члена ряда /неоткрытые химические элементы при составлении периодической таблицы/.

При систематизации кроме одномерной числовой оси может использоваться двумерная /морфологическая таблица/. Чем сильнее методы выявления закономерностей, тем менее заметные аномалии можно обнаружить и более тонкие эффекты найти. Согласно /15/ научные журналы XIX в. /особенно второй его половины/ буквально переполнены сообщениями о добросовестно выполненных исследованиях, аномальные результаты которых до сих пор не объяснены. Сами по себе эти результаты не колеблют наших фундаментальных представлений, но дают примеры исключительно любопытных проявлений, реализованных Природой в силу каких-то причин. Поиск белых пятен за горизонтом. Поиск сверх-эффектов, т.е. сверхтекучесть, сверхпроводимость, "сверхскользкость" /открытие № 121 явление аномально низкого трения в вакууме /13, с. 441/ / и др. Оценка известных явлений с новой точки зрения. Пример. В 1787 г. французский ученый Лавуазье дал открытому газу название "азот" - "безжизненный". В мировой науке в течение почти 200 лет господствовало мнение, что азот воздуха - биологически инертный газ. До работ М.И. Волского отрицалась возможность усвоения молекулярного азота с помощью бактерий, населяющих органы дыхания и желудочно-кишечный тракт человека и животных. Эксперименты с мечеными атомами. Открытие № 62 /16, с. 109/.

По аналогии. Примеры: принцип симметрии Кюри, принцип запрета Паули. Комбинация известных эффектов. Открытие пьезоэффекта.

Выводы.

1. Не исключено, что АРИЗ может выявлять новые эффекты.

2. Для поиска новых эффектоов существуют различные, очень отличающиеся друг от друга методики.

3. Для статистически более достоверных результатов необходим дальнейший сбор информационного фонда.

Литература

1. Альтшуллер Г.С. Как делаются открытия. 1960 г., рукопись.

2. Митрофанов В.В. Формула творчества /О решении научных и технических задач/. Ленинград, 1983, рукопись. 3. Митрофанов В.В. Последам возбужденной молекулы // ТиН. - 1982 № 2 - с. 24-25

4. Митрофанов В.В., Соколов В.И. О природе эффекта Рассела // Физика твердого тела. - 1974. - Т. 16, № 18. с. 24-35

5. Головченко Г.Г. О ветроэнергетике растений // Физиолоогия растений. 1974. - Т. 21, № 4. с. 861-863

6. Кондраков И. Алгоритм открытий?.. // ТиН. - 1979. № 11. - с. 32-34

7. Фильковский Г. О единстве преобразований научных и технических систем. Рукопись.

8. Злотин Б., Зусман А. Использование аппарата ТРИЗ для решения исследовательских задач. Кишинев, 1981, рукопись.

9. Альтшуллер Г.С., Злотин Б.Л., Зусман А.В., Филатов В.И. Поиск новых идей: от озарения к технологии /Теория и практика решения изобретательских задач/. Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1989.

10. Злотин Б.Л. Зусман А.В. К вопросу о применении ТРИЗ в науке // Журнал ТРИЗ. - 1990. Т.1, № 1. - с. 45-54

11. Кузьмин К.И., Пургин В.Т. О применимости типовых приемов разрешения противоречий в исследовательских и научных задачах. Л., 1989, рукопись.

12. Кузьмин К.И., Пургин В.Т. О разрешении физических противоречий в научных задачах // Материалы семинара 25-26 октября Ленинград "Теория и практика решения изобретательских задач с использованием методов активизации..." - Л.: ЛДНТП, 1990. - с. 42-44

13. Конюшая Ю.П. Открытия советских ученых. Ч. 1: Физико-технические науки. - 3-е изд, доп. - М.: Изд-во МГУ, 1988.

14. Гуревич Г.И. Лоция будущих открытий: Книга обо всем - М.: Наука, 1989

15. Гаврилова Н.Д., Данилычева М.Н., Новик В.К, Пироэлектричество. - М.: Знание, 1989