Рассылка ''Как делать открытия. Приемы решения научных задач''
http://subscribe.ru/catalog/science.natural.triz
Выпуск № 95. 16 сентября 2005 г.
Сайт ''Русловые процессы и ТРИЗ''
http://bedload.boom.ru ancondratyev@peterlink.ru

Здравствуйте, уважаемые читатели и писатели нашей рассылки!

От ведущего просьба к тому, кто
работает в каком-либо государственном учреждении в Санкт-Петербурге:
Отзовитесь мне, пожалуйста! У меня есть некоторая сумма рублей для Вас -
нужна справка!
Мне - Кондратьеву Александру ancondratyev@peterlink.ru
(812) 323 33 47 днем, 394 70 11 вечером, 433 94 93 выходные.

Сегодня:

1. Ю.С. Мурашковский об аналогиях помогающих и запутывающих.

Ю.С. Мурашковский
об аналогиях
перспективных, помогающих
и неперспективных, запутывающих.

Уважаемые коллеги!

Работа над теорией развития научных представлений продолжается. Накопившийся материал и семинар, проведенный в Петербурге, показали, что в модели есть огромное белое пятно. Это научные аналогии.

Для изучения этого явления уже есть кое-какой материал. Но явно недостаточный. Поэтому я обращаюсь к вам с просьбой.

Нужны примеры <неперспективных> аналогий.

Поясню. Сталкиваясь с новым явлением или объектом, мы в принципе не можем его описать и спрогнозировать его взаимодействие с другими. Ни в нашем мышлении, ни в языке нет нужных понятий. Поэтому приходится сравнивать новое с чем-то уже известным, то есть выстраивать АНАЛОГИЮ.

Аналогия опишет в понятных образах и словах какие-то свойства и аспекты поведения нового явления. А какие-то не опишет. Поэтому аналогию придется корректировать, изменять, <подгонять> под явление. Вскоре она станет совершенно непохожей на исходную. Так и возникают новые теории.

Пример 1: Франц Эпинус, изучая в конце 18 века электрические (сейчас их называют электростатическими) явления, попытался их описать по аналогии с теорией тяготения Ньютона. Он предположил, что силы, действующие между частицами электрической материи, <изменяются обратно пропорционально квадрату расстояния. Так можно предполагать с некоторым правдоподобием, ибо в пользу такой зависимости, по-видимому, говорит аналогия с другими явлениями природы>.

На основании этой аналогии Генри Кавендиш, а позже и независимо от него Шарль Кулон вывели закон взаимодействия электрических зарядов, который называют сейчас законом Кулона.

Но закон этот описывал только точечные заряды. При переходе к заряженным телам ситуация менялась, аналогия с тяготением уже не срабатывала. Кулон предположил, а Симеон Пуассон доказал, что заряды распределяются по поверхности заряженных тел. Изучая это явление, Джордж Грин и Карл Гаусс вводят понятие потенциала, а затем и разности потенциалов.

От аналогии с тяготением уже мало что осталось. Но все последующие модели были коррекциями именно этой аналогии. Назовем такую первоначальную аналогию <перспективной>.

Теперь сравним этот пример с двумя фрагментами из истории изучения магнетизма.

Пример 2: Первая аналогия, которую применили для объяснения свойства магнита притягивать железо, заключалась в наделении магнита <душой> подобной душе живых существ. Живое существо, например собака, видит кусок мяса и стремится к нему приблизиться. Аналогично и магнит <видит> железо и стремится к нему притянуться.

Пример 3: Ханс Эрстед предположил, что между электрическими и магнитными явлениями существует связь и открыл действие проводника с током на магнитную стрелку. Андре Ампер выдвинул гипотезу о том, что магнитные явления вызываются не просто током, а взаимодействием токов. По аналогии с всё тем же законом Ньютона, он предположил, что сила взаимодействия между элементами двух токов будет зависеть от квадрата расстояния между ними и должна быть направлена по прямой, соединяющей эти два элемента.

Впоследствии оказалось, что формула Ампера неверна. Оказалось, что взаимодействие токов происходит не по соединяющей их прямой, а под определенным углом к этой прямой. Формулу пришлось исправить.

Как видим, аналогия, использованная Ампером, оказалась <перспективной>. Она не описала все явления, связанные с электромагнетизмом, но ее оказалось возможным скорректировать в сторону более полного описания этого явления.

А вот аналогия с собакой оказалась <неперспективной>. Никакая ее коррекция не привела к более полному пониманию магнетизма.

Элементарную схему развития представлений об объекте или явлении можно представить следующим образом:

Неперспективные аналогии, предположительно, могут появляться на любом этапе развития представления об объекте или явлении.

Пример 4: Теория флогистона утверждала, что при горении некоего тела из него выделяется флюид флогистон. Однако все больше исследований показывали, что при горении вес многих тел увеличивается. По аналогии с пористыми телами, пропитываемыми водой, Шееле предположил, что флогистон тоже содержится в порах. При горении он улетучивается, а вместо него поры заполняются воздухом, отчего общий вес тела увеличивается.

Эта аналогия не получила дальнейшего развития, то есть оказалась <неперспективной>.

На первом этапе изучения научных аналогий нам нужно научиться отделять <перспективные> аналогии от <неперспективных>. Собрать <перспективные> аналогии несложно - любая книга по истории любой науки будет полна ими. Гораздо сложнее собрать достаточное для хорошей гипотезы количество <неперспективных> аналогий.

Вот почему я обращаюсь к вам, уважаемые коллеги, с предложением поучаствовать в этой работе. Нужно большое количество примеров <неперспективных> аналогий из любых наук, в любые времена. При дальнейшем использовании присланных вами примеров имя приславшего гарантированно будет названо.

С уважением,

Юлий Мурашковский.

=======

Уважаемые друзья!

Вот такое интересное письмо о "перспективных" и "неперспективных" аналогиях прислал Юлий Самойлович с призывом к Вам.

Действительно, интересная получается ситуация.

С одной стороны, "неперспективные" аналогии постоянно сопровождают работу учёного. От них трудно отбиться.

А при рассказе о том, как делалось научное исследование, обычно об этом молчат, а рассказывают только о том, что помогло. И получается, как будто исследование было сделано гладко, красиво и понятно.

В моём представлении, аналогии можно делить не только на две условные дихотомические категории: "перспективные" и "неперспективные". А представить целую последовательность разных аналогий с изменяющейся "степенью перспективности".

То есть: Ну, совсем бесполезные; как-то чуть-чуть способные косвенно что-то подсказать; подсказывающие "неточно", подсказывающие более точно, почти идеальные и т.п. Вы поняли идею.

На мой взгляд, чем "бесперспективнее" аналогии, тем их больше, и тем они встречаются чаще. Нельзя надеяться сразу попасть на "перспективную" и "очень перспективную" аналогию.

Какой выход? Научиться использовать бесперспективные аналогии.

Как? Научиться переделывать, трансформировать, корректировать бесперспективные аналогии в другие "перспективные". Фактически об этом и пишет Юлий Самойлович.

А, возможно, использовать и сами "неперспективные" аналогии.

Способы использования "неперспективных" аналогий:

1) перевод аналогии по форме в аналогию по принципу действия, в аналогию по структуре и др.

(Ведь, понятно, что аналогий множество разных типов. Неперспективность по принятому параметру совсем не говорит, что не будет подходить аналогия по другому параметру).

Например, в русловых процессах высмеиваемая первоначально аналогия формы излучин с другими предметами (извилистыми или разветвлёнными) на самом деле в дальнейшем трансформировалась в аналогию по сути явления. (И классификация стала более осмысленной и стройной!).

2) для объяснения на другом системном уровне;

3) применение антианалогии; рассмотреть поля применения аналогии и антианалогии; рассмотреть возможность применения экстремальной аналогии (аналогии с усиленными и ослабленными параметрами);

4) для объяснения других явлений (как ни странно).

Ниже пишу о возможном применении в синоптике бесперспективной аналогии для русловых процессов. Неперспективность применения силы Кориолиса к русловым процессам (с применением аналогии между движением речных потоков и другими движениями) позволило, тем не менее, глубже понять развитие речных русел и предложить использовать синтезированное

Задача состоит в том, чтобы научиться переделывать "неперспективные" аналогии в "перспективные".

Теперь мой пример о бесперспективной аналогии. Он, конечно же, взят из надоевших всем, но близких мне русловых процессов. Прошу простить за однобокость.

Речь идёт о применении силы Кориолиса к объяснению существования различных типов речных русел.

На бытовом уровне силу Кориолиса можно представить как воздействие на некое тело, которое двигается по "прямой" на вращающемся теле. При движении к центру вращения тело отклоняется по направления вращения, а при движении от центра к периферии тело отклоняется против направлению вращения.

В северном полушарии при вращении с запада на восток отклонение в обоих случаях происходит вправо от направления движения.

Известно о влиянии силы Кориолиса на движение железнодорожных составов. Читал такую ссылку у Докучаева, что правый рельс изнашивается больше. Так ли это на самом деле? - не знаю. Кто знает, помогите!

Общеизвестно влияние силы Кориолиса на образование и направление перемещения синоптических циклонов. А также влияние на образование и трассы морских течений.

Аналогия между движением циклонов, течений, поездов и рек давно привлекла умы. Реки также двигаются (в частности) с севера на юг и с юга на север, то есть тоже подвержены воздействию силы Кориолиса. И, вроде бы, спорить нельзя, конечно же реки подвержены воздействию воздействию силы Кориолиса. Да.

Есть несколько красивейших примеров, где реки, действительно, подмывают правые берега. У нас в коллективе есть два немолодых человека, которые в молодости изучали это положение, как истину, и их теперь трудно переубедить.

В книге великого М.А. Великанова (единственного в нашей области член.-корра Академии Наук!) есть пример, что Дунай является примером реки, у которой выявлено влияние силы Кориолиса, так как подмывается правый берег. Но этот берег южный! А Дунай на этом участке (в нижнем течении) течёт с запада на восток, то есть по определению не подвергается действию силы Кориолиса!

Вот Вам и красивая аналогия, и "подтверждающие" её примеры, и ссылка на авторитеты, и учебники, и глубоко засевшая неправильная идея!

Мне как-то задавали по электронной почте такой вопрос: "Почему у реки один берег крутой, а другой пологий?"  И, похоже, ждали ответ о силе Кориолиса.

Но я написал, что реки деформируются, в частности - меандрируют, то есть извиваются, а при извиве один берег всегда подмывается, он крутой, а другой - пологий. А ниже по течению, на другой излучине, которая разворачивается в противоположную сторону, размываемым является другой берег.

То правый, то левый. И причём тут сила Кориолиса, вращение Земли и проч.!?

Теперь вопрос - насколько это воздействие существенно? Не существенно! Есть физики? прикиньте силу! И пришлите нам. Всем интересно.

А теперь такой контр-вопрос: Что отклоняется под действием силы Кориолиса? Вода?

Адресата я не удовлетворил.

Кстати, гипотез об образовании разных типов русловых процессов более 30, по другим данным более 40.

В моей диссертации (см. сайт) описано около 15. Там есть, например, река извилистая, потому что имеет свойство меандрировать (!), или потому что струя является неустойчивой, или, наоборот, что река меандрирует, потому что у неё большой коэффициент извилистости (!).

Так. Теперь выясняем, что такое "река". Это вода, а ещё - наносы. Наносы движутся по дну (влекомые) и в толще воды (взвешенные).

Вниз по реке двигаются: 1) вода, 2) наносы.

Вода размывает берег (предположим, под действием силы Кориолиса).

Наносы намывают берег (под действием той же силы Кориолиса, ведь они тоже двигаются "вправо").

Такой постановки вопроса я не видел ни у одного русловика.

Получается, что мы повернули неверную аналогию в свою пользу - рассмотрели противоположность, и их объединили.

Всё ли понятно? А как в Вашей отрасли науки?

Что у Вас движется? И что там куда отклоняется? И насколько проявляется сила Кориолиса - м.б. не от вращения Земли, а вращения чего-то другого?

Увидьте теперь противоположное движение. Что там увлекается.

А синоптики, наверное, что-то такое знают, но молчат. Да и океанологи. Если есть циклоны и морские течения, порожденные силой Кориолиса, то что действует там противоположно?

Правда, к этому можно было подойти и по-другому, через компенсацию, раскачку причинной оси и по-другому. Но сейчас вопрос чётче - что действует у Вас под действием известной силы, и в ту же сторону, но другое, и результат получается противоположный, ну, или просто другой?

Обратите внимание, что это явление может быть известно, но не связываемо с противоположностью. А м.б. и не известно. Делайте открытие!

Всего доброго! Ждём откликов на письмо Юлия Самойловича и Ваши примеры по аналогиям.

Начало статьи от Генриха Евгеньевича Скворцова.

Приглашение к соавторству для разработки идей до уровня открытия.

Первым шагом является ознакомление с технологией знаний,
содержащейся в книгах [1, 2].

От законов мироздания к новым технологиям
 

Скворцов Г.Е.

Демонстрируются недавно установленные законы границы качества, аномальности и чередования режимов. Указывается ряд их полезных следствий и применений для физических, химических и биологических систем.

Найден неиссякаемый источник новаций: открытий в науке, изобретений, эффективных методов образования, оригинальных решений актуальных проблем.

Источник заключается в плодотворной технологии знаний, ключом которой является СИЗАМ. Этот ключ подобен паролю в известной сказке, открывающему вход в пещеру с сокровищами. Сокровища, однако, другие, неизмеримо более ценные, чем золото и алмазы - новые актуальные знания.

Применение СИЗАМ привело, наряду с прочими достижениями, к формированию системы общих законов и установлению ряда законов, выявляющих новые стороны поведения разнообразных систем, природных, технических и социально-экономических.

Система законов природы приведена в [1], законы для физики содержатся в десятке статей, указанных в [2, 3]. Далее будет идти речь о наиболее плодотворном классе законов реакций: законе границы качества, концентрации ресурса, аномальности и законе чередования режимов. Будет продемонстрировано действие этих законов и указаны некоторые их следствия и технологические возможности.

1. Ясно, что каждый открытый закон приводит к обнаружению множества новых эффектов, а эффект или их сочетание могут породить целый ряд новых технологий. Примеры подобного рода приводятся в [4, 5, 6], и далее мы продолжим эту линию.

Некоторые из предложенных технологий удалось реализовать в виде действующих устройств с уникальными свойствами. Например, применение метода <интервалов регулярности> привело к повышению мощности лазера на красителях в 20 раз при неизменной конструкции лазера. Резонансно-импульсная технология обусловила получение целого ряда устройств с особыми качествами. Среди них выделим эффективный ультрафиолетовый излучатель с регулируемым по частоте пиком интенсивности, а также лазер, режущий природные полимеры без следов обугливания - белый рез дерева и кожи.

Все эти устройства имеют своей основой стандартные приборы, свойства которых модифицированы, как правило, простыми средствами. Простые же средства выбраны согласно предписаниям указанных выше законов.

Например, закон чередования режимов служит основой метода интервалов регулярности, а этот метод, в свою очередь, указал способ значительного увеличения мощности лазера без изменения исходного прибора. В данном случае после подходящих расчетов удалось достигнуть результата посредством резкого увеличения скорости вращения кюветы с активной средой и усилением оптики для обеспечения повышенной мощности.

2. Охарактеризуем закон чередования подробнее, т.к. он вбирает в себя все законы реакции, кроме закона разрушения системы.

Класс законов реакции включает, наряду с указанными выше пятью законами, известные для малых и умеренных воздействий законы, описывающие линейную и умеренно нелинейную реакцию системы, а также закон отрицательной обратной связи. Последний служит обобщением второго закона термодинамики, закона Шателье, закона инерции, а также основного закона кибернетики.

Закон чередования режимов включает в себя утверждение о последовательной смене видов реакции системы с иерархической структурой при увеличении воздействия. Он содержит и более плодотворную констатацию: первая серия режимов соответствующих умеренному воздействию, критическому (закон границы качества) и закритическому (закон аномальности), имеет свои аналоги при дальнейшем росте воздействия, т.е. можно наблюдать вторую, третью серию и т.д.

Наличие аналогии означает, что линейная, нелинейная, критическая и аномальная реакции повторяются в качественном своем образе в ряде серий вплоть до предела разрушения системы (закон разрушения системы).

Закон чередования можно продемонстрировать для любой системы, повышая воздействие. Примером может служить последовательность превращений твердого тела при его возрастающем нагревании. В этой цепи превращений от твердого состояния до плазмы многое известно, однако имеется и ряд особых режимов, которые не были отмечены ранее. Даже если иногда и наблюдались необычные режимы, например, интенсивное поглощение тепла в узком диапазоне, противоположные зависимости характеристик, колебания при монотонном воздействии, они, как правило, не указывались в результатах. Это и понятно, т.к. теория вчерашнего дня не содержала утверждений о закономерных аномалиях и даже отвергала их возможность.

Показательным примером такого рода служит декларация о невозможности двигателя второго рода (ДВР). Это утверждение основывается на втором законе термодинамики, и в его рамках оно справедливо. Однако, при уровне воздействия, соответствующем аномальному режиму, этот закон превращается в свой антипод и становится возможным <отобрать градус мирового океана>. Такая возможность базируется не только на законе аномальности, но и на наличии ряда действующих устройств. Автору известно три вида устройств, реализующих ДВР. Два из них защищены авторскими свидетельствами, а третье устройство - особый режим электролиза воды, функционирует много лет и неизменно демонстрирует превышение затраченной энергии над вкладываемой на 30-40 процентов. Теория указывает общую основу ДВР устройств - обратный гистерезис. Он может быть реализован при состояниях веществ, соответствующих аномальному режиму.

Литература
[1] Скворцов Г.Е. Система законов природы. - СПб., 2004
[2] Скворцов Г.Е. Картина мира природы. - СПб., 2003
Остальная литература в конце статьи (в следующих выпусках)

(продолжение следует)

Рассылка "Русловые процессы" здесь: http://subscribe.ru/catalog/science.natural.river

Профессиональный прогноз русловых деформаций.

В письмах, пожалуйста, используйте информативный Subj (чтобы не ушло в корзину со спамом), а также указывайте - "в рассылку" или "ни в коем случае не в рассылку"

Уважаемые читатели и писатели,
Желаю Вам счастья!!!

Ведущий - Александр Кондратьев  ancondratyev@peterlink.ru