Приёмы исследования природы

A.Н. Кондратьев

В.В. Митрофанов в своей книге [13] представил систему приёмов решения научных задач (“7 нот”). В книге они описаны на интереснейшем фактическом материале. Эти приёмы родились в результате многолетней работы и успешного решения конкретных научных задач. Приёмы использовались и используются в той или иной интерпретации другими исследователями. Ценность книги Митрофанова состоит в том, что в ней доходчиво объединён, обобщён и проиллюстрирован мощный набор приёмов работы исследователя природы.

Это приёмы: диссимметрия, объединение альтернативных гипотез, ресурсы, принцип компенсации, принцип эквивалентности, противоречие, противоположный эксперимент, идеальный эксперимент, законы, перенапряжение.

Арсенал ТРИЗ многократно использовался для решения исследовательских задач и другими исследователями [1, 3, 4, 11, 12 и др.]. В знаменитой статье автор ТРИЗ перечислил значительный набор приёмов решения научных задач [1]. В более поздней книге изложен алгоритм решения исследовательских задач, основанный на превращении исследовательской задачи в изобретательскую, с дальнейшим применением всего арсенала ТРИЗ с основным уклоном на использование ресурсов [3, с. 351-352]. В отличной статье А.В. Лимаренко подробно представлено использование принципов системного подхода и общих философских законов для поиска и решения открывательских задач [12].

Кроме инструментов при решении любых задач также свою роль играют и другие обстоятельства: мотивация, интуиция, опыт, озарение, смелость в мыслях и делах, наличие достойной цели, вера в себя, случай и др. [2, 13]. То есть не только “знаю как!”, но и “хочу, могу, уверен!”

Правомерно деление открытий на открытия явлений и открытие закономерностей [1, 11, 12]. Каждый из этих видов открытий может иметь свои особые или общие приёмы решения. В.В. Митрофанов также выделяет приёмы доказательства гипотезы: противоположный эксперимент и идеальный эксперимент [13].

Обобщение различных подходов к решению научных и других творческих задач позволил выделить большой арсенал всевозможных инструментов, правил, приёмов [1, 3–7, 9, 10, 12, 13]:

Приёмы выбора задачи (обнаружение явления).

Аномалия. “Обрати внимание! Это не объяснено!”. Все смотрят, но не видят. Это скорее психологический приём. Чем более известно явление, тем труднее его заметить. Пример: объяснение Митрофановым старения счётчика Гейгера [13].

Причинная ось. “Выстрой по порядку”. А) Белые пятна. “Посмотри, где дырки”. Б) Лишний элемент. “Что не лезет на эту ось?” В) Выход за границы “Что ещё более? Что -ее -ея?” (ламинарнее ламинарного [10], твёрже твёрдого)

Объединение похожих явлений, процессов. “Сформулируй явление, опусти существительное, оставь действия, признаки, качества. Что ещё обладает таким же действием и т.п.? Не оно ли?”

Разделение явления. В одном – много. “Раздави, разбей, расщепи!”

Приёмы решения задачи (обнаружение закономерности).

Увеличить количество фактов.

Диссимметрия. Знаешь, что искать: “1) Есть диссимметрия – ищи явление”, 2) “Есть явление – ищи диссимметрию!”. Примеры: эффект Тваймана [13], меандрирование рек [8], образование извилистых форм рельефа [6].

Объединение альтернативных гипотез. Многофакторность, многомерность. “Объединяй не объединяемое. Выстрой на 2 оси! на 3 оси!”. Примеры: объединение различных руслоформирующих факторов, различные режимы движения жидкости [7].

Неприменимость теории. Примеры: формула Шези для сопротивления, число Рейнольдса для определения режима жидкости [10].

Эмерджентность (многоэкранный системный оператор). Каждый структурный уровень развивается по собственному закону, отличному от законов развития элементов системы.

Ресурсы. Переход в изобретательскую ситуацию [3]. “Что (надо сделать …)? [13].

Аналогия.

Приёмы доказательства гипотезы.

Противоположный эксперимент. Суть этого приёма заключается в проведении по крайней мере двух экспериментов при выполнении условий: 1) в экспериментах изменяется только один параметр, 2) результаты экспериментов значительно различаются между собой (“противоположны”). Противоположные эксперименты могут уже иметься при рассмотрении поставленной задачи. В этом случае не надо специально проводить эксперименты, достаточно их “увидеть”, то есть показать, что в имеющихся результатах выполняются условия, указанные в предыдущем параграфе. “Противоположным экспериментом” может быть не только эксперимент, а, например, “противоположная натура”. Это происходит в науках, где нет возможности провести активный эксперимент, а требуется всё-таки найти противоположные проявления рассматриваемого явления.

Ложный противоположный эксперимент. Существуют два класса “причин” явлений: Первый класс – причины главные, настоящие, действующие, активные, побуждающие; и второй класс – условия проявления главных причин, ограничивающие факторы, поле деятельности главных причин, тиски, рамки и т.п. Первый класс является движущей силой к проявлению явления, а второй класс является ограничивающим фактором для проявления действия настоящей причины. Пример: разделение меандрирующих рек по степени воздействия активного и пассивного фактора [9]. С этим приёмом тесно связан следующий:

Перенапряжение. “Рамки, тиски, поле деятельности, стой, сюда нельзя!” Важно различать движущие причины и ограничивающие факторы.

Приведённый выше список приёмов обнаружен