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

Методические рекомендации по формулированию и решению исследовательских задач из книги
''Поиск новых идей: от озарения к технологии'' >>

Сайт ''Теория решения научных задач'' и
вопросы о диссимметрии >>

Методические рекомендации по формулированию и решению исследовательских задач

1. Формулировка исходной исследовательской задачи

Записать условие исходной исследовательской задачи по форме: ''Система для (указать назначение) включает (перечислить входящие в систему элементы). При условии (указать) происходит (описать явление), в то время как должно происходить (указать). Требуется объяснить, почему?''

Пример. В одной лаборатории обнаружили странное явление: некая химическая реакция проходила только в том случае, если ее проводил один и сотрудников. Реакция шла в закрытой колбе, но все равно коллеги стали подозревать человека в фальсификации. Дело осложнялось еще и тем, что если в лаборатории находился кто-нибудь еще, кроме него, реакция тоже не получалась. Как это объяснить?

Запишем исходную исследовательскую задачу по приведенной выше форме.

Система для проведения определенной химической реакции включает вещество в закрытой колбе, химика, других сотрудников. При условии, что этот химик работает в одиночестве, реакция происходит, в то время как она должна была бы происходить и у других людей, а также в их присутствии. Требуется объяснить, почему реакция происходит только в том случае, если химик проводит ее в одиночку.

2. Формулировка обращенной задачи

Превратить исследовательскую задачу в изобретательскую, заменив вопрос ''почему (как) это происходит?'' на ''как это сделать?''. Записать формулировку обращенной задачи по форме: ''Система для (указать назначение) включает (перечислить входящие в систему элементы). Необходимо при заданных условиях (указать) обеспечить получение (указать явление).

Пример. Система для проведения определенной химической реакции включает вещество в закрытой колбе, химика, других людей. Необходимо обеспечить, чтобы реакция проходила тогда, когда химик один, и не проходила в присутствии других.

3. Поиск известных решений

Рассмотреть, в каких областях науки, техники, обыденной жизни требуемое явление или эффект получают искусственно, самым простым путем, как его получают. Проверить, нельзя ли этот способ использовать для решения обращенной задачи.

Пример. Известны способы активизации реакций с помощью катализаторов, либо путем наложения различных полей. Нов нашем случае катализаторы не подходят – колба закрыта.

4. Паспортизация и использование ресурсов

Рассмотреть ресурсы системы и надсистем, которые в готовом или производном виде могли бы помочь в выполнении нужного действия (решении обращенной задачи).

Примечание. Следует обратить особое внимание на ресурсы изменения, функциональные и системные.

Пример. Имеются вещественные и полевые ресурсы, в частности, почти все виды полей по МАТХЭМ: механические (перемещения, встряхивание, толчки, создаваемые человеком звуки); химические вещества, которые в принципе могли бы служить катализатором; тепловое поле, создаваемое человеком; электрическое – если он одет в синтетическую одежду; магнитное – если у него в кармане, например, магнит.

5. Поиск нужных эффектов

Рассмотреть физические, химические, геометрические, психологические (если задача связана с поведением людей) эффекты или цепочки эффектов, которые могли бы обеспечить нужное действие (решение обращенной задачи).

Пример. В нашем случае годятся эффекты, связанные с активизацией химических реакций, например, наложение различных полей.

6. Поиск новых решений

Использовать для нахождения решения инструменты ТРИЗ: приемы, вепольный анализ, стандарты, АРИЗ.

Примечания:

1. В системы нельзя вводить дополнительные вещества и поля. Решение обращенной задачи должно быть получено только за счет ресурсов.
2. Имеются некоторые особенности и в формулировании шагов при решении обращенной задачи по АРИЗ. В частности, вместо обычного конфликта типа ''вредное действие связно с полезным'' часто получается конфликт типа ''необходимое действие противоречит имеющемуся''. При формулировке мини-задачи вместо слов ''необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить…'' следует писать ''необходимо без изменений в системе обеспечить…'', при формулировке ИКР вместо слов ''абсолютно не усложняя систему…'' – ''абсолютно не изменяя систему…''

Пример. Исходная вепольная модель: В1 – вещество, В2 – химик. Получается неполный веполь, который нужно достроить по стандарту 1.1.1, то есть ввести недостающее поле П. Примечание указывает, что это поле должно быть из ресурсов, причем связано с конкретным человеком (получается противоречие: поле должно быть, чтобы активизировать реакцию, и его не должно быть, потому что у других реакция не идет). После несложного анализа отпадают все поля, кроме звукового.

7. Формулировка гипотез и задач по их проверке

На основе полученных решений обращенной задачи сформулировать гипотезу (гипотезы) и задачи по их проверке.

Примечание. Если решение задач по проверке гипотез вызывает сложности, необходимо использовать инструменты ТРИЗ.

Пример. Формулируем две гипотезы: а) наличие посторонних людей создает звуки, нарушающие ход реакции; б) отсутствие других людей позволяет химику создать звуки, активизирующие реакцию. Для проверки гипотез необходимо простейшее прослушивание. При этом выяснилось, что химик любил петь, обладал мощным басом, но плохим слухом. Поэтому пел в одиночестве. А реакция активизировалась только низкочастотными колебаниями…

8. Развитие решения.

Если наблюдаемое явление относится к числу вредных (например, речь идет о выявлении причин брака), сформулировать и решить задачу по его устранению, при необходимости используя ТРИЗ. Если явление полезное, можно сформулировать и решить задачу по его усилению с учетом полученного знания о механизме его действия.

Пример. Явление полезное. Его действие может быть усилено путем выбора наилучших режимов звукового воздействия.

Нечто подобное происходит и с теорией решения научных задач (ТРНЗ), которая изучает способы создания и развития научных гипотез, и сама в тоже время является гипотезой. Применимость к самой себе - одно из удивительных свойств этой теории, которое способно обеспечить ей очень быстрое развитие.

Предлагаемое Вашему вниманию ''Введение в теорию решения научных задач'' www.trnz.narod.ru - это, к сожалению, всего лишь черновик, малая часть всего, что уже удалось сделать в этой области. Более полная версия ''Введения...'' будет опубликована в конце июля 2002 г.