1. А. У ЧОМУ ТРУДНОЩІ ВИРІШЕННЯ ПРОБЛЕМИ
2. Б. Класифікація ВІДКРИТТІВ
3. В. ВИХІДНІ ПОБУДОВА МЕТОДИКИ
4. Г. ОСНОВНІ ПРИЙОМИ ВІДКРИТТЯ НОВИХ ЯВИЩ
5. Д. ПРИЙОМИ ВІДКРИТТЯ ЗАКОНОМІРНОСТЕЙ
6. Е. ЗАГАЛЬНІ МІРКУВАННЯ

Наше деловое партнерство www.banwar.org

© Альтшуллер Г.С., 1960
ЯК РОБЛЯТЬСЯ ВІДКРИТТЯ
(Думки про методику наукової роботи)

У 1960 р я накидав тези про методику "откривательства". Це - начерки для себе, щоб упорядкувати початкові уявлення про технології наукової творчості. Начерки залишилися незавершеними, відвернула робота над АРИЗ . Минуло майже 20 років, але думки, мені здається, чи не застаріли і можуть бути використані викладачами ТРИЗ на заняттях з наукової творчості.
У роботах і статтях Г. Фільковского і І. Кондракова розглядається технологія творчості при вирішенні задач на "відкриття нових теорій". Тим часом існують і "відкриття нових явищ" (відкриття радіоактивності і т.д.). Тому корисно до викладу "теорії відкриття нових теорій" дати загальний огляд - в цьому допоможуть начерки.

Г. Альтшуллер
22.08.79

А. У ЧОМУ ТРУДНОЩІ ВИРІШЕННЯ ПРОБЛЕМИ

1. Труднощі в створенні методики наукової роботи - порівняно з методикою винахідництва - полягають у тому, що тут велику роль відіграють обставини, що ускладнюють основну схему. Такі обставини є і в винахідницькому творчості. Але в откривательстве вони присутні у великій концентрації. Це вже не застереження і не виключення з досить універсальних правил, а постійно діючі "спотворюють чинники", які доводиться завжди враховувати.
   

2. Перший такий фактор - історичний розвиток наукових методів. У сучасному винахідництво досі мирно уживаються прийоми, що виникли на різних етапах розвитку. У откривательстве - більш жорстка зміна прийомів. Тому треба дуже обережно аргументувати прикладами, взятими з різних епох.
   

3. Другий фактор - нерівномірний розвиток наукових методів в різних областях науки. Таке явище спостерігається і в винахідництві, але в науці воно виражено сильніше.
   

4. Третій фактор - відносно велика роль випадку.

   Б. Класифікація ВІДКРИТТІВ

5. Всі відкриття діляться на дві групи, настільки істотно відрізняються за всіма чинниками, що тільки дивуєшся, як вони об'єднані одним словом.
   Перша група - відкриття, що складаються у встановленні нового явища.
   
   Приклади

   • відкриття ікс-променів Рентгеном,
   • відкриття надпровідності Кеммерлинг-Оннесом.

   Я б назвав цю групу відкриттів виявлення, бо сутність нового явища аж ніяк не відкривається; нове явище просто вперше виявляється.
   До цієї ж групи примикає підгрупа відкриттів, які перебувають у встановленні конкретного факту. Такі географічні відкриття. Сюди ж відноситься більшість відкриттів спостережної астрономії, відкриття геологічні (нових родовищ), виявлення нових видів рослин і тварин. Для цієї підгрупи характерно, що її відкриття (на відміну від відкриття явищ) не вимагає пояснень. Цікаво відзначити, що це знайшло стихійне відображення в термінології: відкриття явищ (а також відкриття другої групи, про яку йдеться нижче) іноді називають науковими відкриттями, мимоволі підкреслюючи їх відмінність від простого встановлення конкретного факту.
   Надалі ми будемо розглядати в першій групі тільки основне ядро ​​- відкриття нових явищ.
   

6. Друга група - відкриття, що складаються у встановленні закономірностей. В цьому випадку нові явища не відкриваються, відкриття проявляється в поясненні вже відомих явищ, сутність яких раніше була незрозуміла або не вкладалася в наявні пояснення.
   Приклади

   • пояснення фотоефекту Ейнштейном,
   • пояснення еволюції рослин і тварин в боротьбі за існування.
     

7. Ні в якому разі не слід ототожнювати першу групу з експериментальними, а другу з теоретичними відкриттями. Навпаки, в кожній групі є відкриття, зроблені експериментально, і є відкриття, зроблені теоретично. Так, в першій групі: експериментальне відкриття радіоактивності і теоретичне відкриття електромагнітних коливань Максвеллом. У другій групі: експериментальне відкриття закону Кулона і теоретичне відкриття взаємозв'язку між масою і інерцією.
   

8. Якщо вже давати спрощену схему, то можна сказати так: відкриття явища є встановлення нового ЯКОСТІ матерії, відкриття закономірності є встановлення кількісних СПІВВІДНОШЕНЬ. Ще простіше і грубіше: в першому випадку результат творчості - нова інформація, в другому - нова формула.
   

9. Треба відразу домовитися про те, що між цими двома групами немає глухої стіни. При цьому історично "потужність стіни" весь час зменшується.
   В даний час нерідко в єдиній роботі об'єднуються відкрите явище і що висувається тут же пояснення (іноді навпаки: гіпотеза і наступні з неї гіпотетичні відкриття - передбачення - нових явищ).
   

10. Однак досить відчутне розходження збережено і понині. Раніше воно, як вказувалося, було ще більш вираженим. Звідси найважливіше наслідок: існували (і багато в чому ще збереглися) дві групи вчених, два істотно відрізняються типу відкривачів. Перший тип - вчені, що відкрили нові явища. Другий - учені, які встановили нові закономірності.
    

11. Вчені другого типу набагато вище (за рівнем творчості) вчених першого типу. Відкрити явище можна і випадково. Можна і не зовсім випадково, але все-таки на дурняк, прагнучи відкрити явище на п'ять копійок, відкриваєш щось, що стоїть сто рублів. Відкриття ж нових закономірностей вимагає - в переважній більшості випадків - цілеспрямованих зусиль.
    

12. У зв'язку з цим цікаво зробити наступне спостереження. Доля вчених першого типу подібна блискавичною, але одноразової спалаху нової зірки: зірочка двадцятої величини раптом перетворюється в зірку першої величини ... І незабаром знову повертається до колишнього вигляду. Воно й зрозуміло: вміння зробити відкриття одного нового явища зовсім не означає вміння зробити ще й інше відкриття. Приклади:
    відкриття Гальвані, відкриття Майкельсона.
    Навпаки, вчені другого типу, як правило, однаково плідно працюють в різних (часом дуже далеких) областях. Приклади: Ейнштейн (спочатку фотоефект, потім теорія відносності), Фарадей (електромагнетизм і хімія), Шмідт (вища алгебра і космогонія), Менделєєв, Павлов (спочатку фізіологія травлення, потім - вивчення вищої нервової діяльності).

    В. ВИХІДНІ ПОБУДОВА МЕТОДИКИ

13. Наявність двох груп відкриттів означає, що при створенні СУЧАСНОЇ методики откривательства необхідно виходити з наявності ДВОХ ГРУП методологічні прийоми, досить між собою відрізняються.
    

14. Мета першої групи методів полягає в тому, щоб привести до виявлення нового явища. Звідси - об'єднання в цю групу специфічних пошукових методів.
    Мета другої групи - виявлення нових закономірностей. Звідси - об'єднання різних комбінаційних прийомів, спрямованих на відкриття нової комбінації (тобто нового пояснення) вже відомих явищ.
    

15. Завдання елементарної методики відкриттів полягає в тому, щоб порізно вивчити окремі прийоми в кожній групі методів. Інакше кажучи: дати ряд конкретних і обґрунтованих рекомендацій для "створення" відкриттів.
    Кінцеве завдання методики - встановити закономірності в історичному розвитку методів откривательства і вивчити механізм взаєморозуміння методів в різних областях науки. Точно так же елементарна методика винахідництва (якщо до неї додати вивчення історичного розвитку і взаємовпливу) переходить в теорію розвитку техніки.

    Г. ОСНОВНІ ПРИЙОМИ ВІДКРИТТЯ НОВИХ ЯВИЩ

16. Найпростіший прийом - історично вельми важливий - складається (як не парадоксальна його простота) в тому, щоб звертати увагу на вже відомі і відрізняються дивиною явища. Коротко - пошукати аномалію. На перший погляд, ніхто не пройде повз дивного явища. Але протягом ХУI-ХIХ століть це траплялося часто-густо. У ряді галузей науки такий стан певною мірою збереглося і в наші дні.
    ПРИКЛАД
    В кінці XYIII століття Кавендіш, досліджуючи повітря, виявив якусь, ні з чим не з'єднується частина. Цей факт був досить відомий серед вчених, вважався аномалією, але не привертав уваги. Тільки через сторіччя Рамсей, продовживши це дослідження, відкрив аргон (і явище хімічної інертності взагалі). Можна стверджувати, що при концентрації уваги на знайденої Кавендишем аномалії вдалося б відкрити інертні гази (і явище хім. Інертності) років на 60-80 раніше.
    

17. Кілька більш складний прийом - звернення уваги на білі плями в межах вже відомих явищ. У цьому випадку теж шукаються аномалії - в межах уже дослідженого діапазону температур, тисків, відстаней, швидкостей і т.д.
    ПРИКЛАД
    У 1772 році в Бонні вийшла книга Тіпіуса "Споглядання природи", в якій зверталася увага на правильне зростання відстаней між планетами і Сонцем і на пробіл між Марсом і Юпітером. Тоді інший учений - Бодс - заявив, що на місці пробілу повинна бути невідома планета. Вона і була знайдена одним з астрономів, хто відгукнувся на заклик "пошукати".
    

18. Наступний за складністю прийом - звернення уваги на білі плями за межами відомих явищ.
    ПРИКЛАД
    Дослідження Бриджмена в області раніше недоступних високого тиску привели до відкриття нових модифікацій льоду.
    

19. Далі за складністю - оцінка відомих явищ з нової точки зору.
    ПРИКЛАД
    Цитата зі статті в "Літгазете" від 6 лютого 1960 р .: "18 років тому до професора М. Вольська (сопроматчіку) звернувся лікар, що працює над дисертацією, з проханням обчислити периметр трахеї, еліпсоїдної в перерізі". Зробивши обчислення, Вольській порекомендував провести і ряд інших розрахунків і обчислити втрату напору повітря при його русі. Лікар, досить попрацював в області фізіології дихання, щиро зізнався, що з такою постановкою питання йому ніколи не доводилося зустрічатися. Тоді професор Вольській зробив розрахунки сам і прийшов до абсолютно несподіваних висновків. Він довів теоретично, що стара концепція дихання суперечить законам фізики. Тисячоліттями вважалося, що в плевральній порожнині немає повітря. На цьому була побудована вся теорія. А висновки Вольській свідчили: в плевральній порожнині повітря є. Незабаром це було підтверджено експериментально.
    

20. Відкриття нових явищ шляхом комбінування старих. Інакше кажучи: явище А саме по собі відомо, явище Б теж відомо, відкриття полягає в тому, що можна виявити явище В, що складається у взаємозв'язку А і Б.
    ПРИКЛАД
    Періодичність сонячних плям була давно відома, періодичність явищ в іоносфері - теж; відкриття полягало в тому, що було знайдено явище взаємозв'язку між активністю сонячних плям і функціями іоносфери.
    Можуть бути і більш складні варіанти відкриттів: формула А + Б дає нове явище В, потім В + відоме Г дає нове явище Д.
    ПРИКЛАД
    Періодичність в сонячної активності відома, періодичність в злипанні колоїдів - теж. Спочатку встановили взаємозв'язок між цими явищами. Потім отримане нове явище пов'язали з відомим явищем, що складається в тому, що тіло людини - колоїдна система. В результаті було відкрито явище взаємозв'язку деяких процесів в організмі з періодичністю сонячних плям.
    

21. Зворотний прийом: дослідження явища А з метою встановлення, що воно є сукупність двох раніше невідомих явищ В і Б.
    ПРИКЛАД
    Спочатку було відомо взагалі радіоактивне випромінювання, потім - застосовуючи магнітне поле - встановили, що промені радію - сукупність трьох різних променів. Так відкрили явища альфа-, бета- і гамма-радіоактивності.
    

22. Інші схеми:

    1. По аналогії. Є група явищ і, припустимо, є інша більш-менш схожа на неї друга група явищ; тоді можна розраховувати, що явищу А в першій групі відповідає ще не відоме явище А1 в другій групі.

    2. Ставити під сумнів самоочевидні і загальновизнані явища. На кожному етапі розвитку техніки експерименту корисно перевірити, здавалося б, достовірні явища.

    3. Виняток неуніверсальність явища. Припустимо, явище А добре об'єднує ряд факторів, але не пояснює якогось одного факту. Тоді є сенс спробувати відмовитися від явища А чи замінити його окремими явищами. При цьому існування кордонів між окремими явищами - саме по собі нове явище.

    4. Відшукання серед явищ взаємосуперечливих. Така суперечливість далеко не завжди очевидна.
       

23. Ймовірно цей список можна поповнити. Завдання полягає в тому, щоб дати чітку схему прийомів. Можливо, деякі з них є окремими випадками інших, більш загальних прийомів.

    Д. ПРИЙОМИ ВІДКРИТТЯ ЗАКОНОМІРНОСТЕЙ

24. Тут можуть бути два випадки: або закономірність встановлюється вперше (наприклад, встановлення Кеплером законів руху планет), або завдання полягає в тому, щоб подолати труднощі (пояснити суперечності, виключення), на які наштовхнулася попередня теорія.
    

25. У першому випадку (історично з нього починається розвиток будь-якої точної науки) найпростіший прийом полягає в наступному: треба збільшувати кількість відомих фактів до тих пір, поки закономірність не проявиться сама собою. Це, до речі сказати, елементарний прийом наукового дослідження і в наші дні.
    

26. У другому випадку характерний прийом полягає в тому, що вводяться гіпотетичні явища, що знімають труднощі.
    ПРИКЛАД
    І до Менделєєва існували різні системи періодизації елементів. Однак всі ці системи наштовхувалися на труднощі, головна з яких полягала в тому, що періодичність, очевидна на початку ряду елементів, потім порушувалася. Менделєєв усунув ці труднощі введенням гіпотетичних елементів. Це була "натяжка", що зняла утруднення і дозволила вперше провести принцип періодичності протягом усього ряду елементів.
    Грубо кажучи, в даному випадку для відкриття необхідно поставити питання: "Які невідомі явища або факти треба взяти за достовірні, щоб зняти труднощі теорії?" - і відповісти на це питання.
    Тут важливо врахувати психологічний момент. Коли якась теорія, довго служила вірою і правдою, раптом починає буксувати, переважна більшість вчених прагне пояснити єретичні факти не змінюючи теорії. Великі вчені тим і великі, що виходять з-під гіпнотизуючого дії теорії і сміливо її змінюють, доповнюють, не турбуючись про те, що ці заборони, на перший погляд, здаються довільними, вкрай малоймовірними або незрозумілими (наприклад, кінцева швидкість світла).
    Нерідко найважче - визнати діряві старої теорії і необхідність нових припущень. Якщо це визнано, самі припущення часом знайти дуже не важко.
    

27. Будь-яка теорія смертна. Тому в період зрілості теорії треба концентрувати зусилля не тільки (а в період старості теорії і не стільки) на додатку її до пояснення нових груп явищ, а й на вивченні слабких місць. Простіше кажучи: треба розвивати теорію не там, де вона сильна, а там, де відчувається її слабкість. Все викладання у вузах, вся навчання в аспірантурі, переважна більшість кандидатських робіт, взагалі значна частина наукових робіт будується на додатку існуючих теорій до окремих проблем (наприклад, додаток механічних принципів до проблем хімії). Треба ж шукати ті випадки, коли теорія якраз непридатна. Треба не розширювати і зміцнювати фундаменти природничо-наукових, гуманітарних і суспільних теорій (підсумок таких робіт в кращому випадку - зміцнення теорій), а відшукувати тріщини.
    

28. Темпи розвитку науки багато в чому визначаються сукупністю різних факторів, на які далеко не завжди можна впливати з метою форсажу. Однак можна обґрунтовано стверджувати, що середні темпи розвитку науки могли б бути помітно вище, якби постійно і планомірно велася робота по відшукання тріщин в "благополучних" ще сьогодні теоріях.
    Треба відзначити, що в тих галузях науки, які розвиваються зараз особливо бурхливо, саме так і роблять. Наприклад, в ядерній фізиці вся історія останніх трьох десятиліть - це історія вишукування "але" і прагнення ввести нові теоретичні посилки, що пояснюють ці "але". Зрозуміло, при цьому одночасно йде і використання "усталених" принципів для вирішення різних проблем, наприклад для пояснення механізму хім. реакцій. З іншого боку, в галузях науки, розвивалися порівняно повільно, в наявності інший розподіл сил: основні зусилля спрямовуються на додаток існуючих теорій до пояснення нових груп явищ. Така ситуація в фізіології. Після Павлова переважна більшість робіт полягала в тому, що сильні сторони павлівської теорії поширювалися на пояснення нових явищ. А варто було б енергійно шукати слабкі місця навчання Павлова.
    Трохи перебільшуючи, можна сказати: вивчайте не закони, а виключення з них: саме там і ховаються нові відкриття.
    

29. Повертаючись до методів пошуків нових закономірностей, слід відзначити такий характерний прийом: перенесення методів і апарату однієї області в іншу область.
    ПРИКЛАД
    - створення кібернетики (цікаво було б перенести, наприклад, "методи і апарат" музики в геологію або ядерну фізику).
    

30. Цей прийом є окремим випадки такого прийому: Поширення методів и апарату (а такоже явіщ и Фактів) на Ширшов область.
    Сюди ж прімікає и такий окремий випадок: проголошення відомого, но вважається обмеження явіща, як універсального закону.
    ПРИКЛАД
    Тяжіння - як більш-Менш окреме явіще - Було широко відомо до Ньютона. Альо Ньютон проголосує всемирность тяжіння (це прізвело до висновка про ті, что планети прітягуються Сонцем). А тоді з раніше встановленого третього закону Кеплера прямо випливає формула тяжіння.
    

31. Рідше застосовується зворотний прийом: нова закономірність встановлюється шляхом обмеження вважався раніше універсальним принципу.
    

32. Ще один прийом: повернення до старих теорій на новій основі ( "алхімічні" перетворення елементів методами ядерної фізики).

    Е. ЗАГАЛЬНІ МІРКУВАННЯ

33. Розвиток техніки дає науці все більш точні машини і прилади для вимірювань. Багато відкриття - безпосередньо очевидний наслідок з нових - більш точних - методів вимірювання.
    

34. Всі описані вище прийоми є елементи наукової роботи. Не можна ототожнювати пошук відкриття з дослідженням. Дослідження - сукупність пошуків відкриття, механічного накопичення фактів, уточнення вимірювань, обліку нових - зроблених іншими - відкриттів, встановлення взаємозв'язку між всіма перерахованими і філософськими установками. Таким чином, дослідження - поняття багато ширше, ніж відкриття.

1960 р