Загадки для знатоков: История открытия и исследования пульсаров. - Павел Амнуэль

Интуитивно каждый ученый пользуется приемами при решении научных задач. Дело в том, что работать с приемами нужно осознанно и систематически.

Но не ведет ли это к дилетантизму? Не возникает ли обманчивая мысль, что разрешить научное противоречие, предложить новую научную идею легко? Достаточно использовать прием, а это, потренировавшись, может сделать кто угодно. А как же специальные знания, как же научная интуиция?

Конечно, специальные знания совершенно необходимы. Без них не разглядеть научного противоречия, не поставить задачу. Без них не отличить плохую идею от хорошей, верную от неверной.

Но вот что выяснилось, например, после того, как была создана теория решения изобретательских задач. Для того чтобы решить изобретательскую задачу в области, скажем, металлургии (но задача должна быть уже поставлена!), не обязательно быть специалистом-металлургом. Достаточно иметь общее представление об этой профессии. И главное — хорошо знать ТРИЗ. Обычно на занятиях по теории решения изобретательских задач присутствуют люди самых различных специальностей. И все одинаково свободно решают поставленные изобретательские задачи независимо от профессии. «Метод важнее открытия, — говорил Л. Д. Ландау, — ибо правильный метод исследования приведет к новым, еще более ценным открытиям».

Вот любопытная аналогия из фантастики. В повести Р. Шекли «Обмен разумов» Марвин Флинн теряет на далекой планете любимую девушку по имени Кэти. Горю его нет предела, он не знает, где искать любимую. Но на его пути оказывается некий Вальдец, специалист по теории поисков. Вальдец предлагает Флинну немедленно отправиться на поиски. Флинн недоумевает — ведь Вальдец не задал ни одного вопроса, он не спросил даже как выглядит Кэти. На что Вальдец отвечает:

«— Дружище, если бы вам было известно о Кэти все — ее привычки, друзья, желания, антипатии, надежды, страхи, мечты, планы и тому подобное, — как по-вашему, удалось бы вам ее найти?

— Наверняка удалось бы, — ответил Марвин.

— Несмотря на то, что вы ничего не знаете о теории поисков?

— Да.

— Что ж, — сказал Вальдец, — а теперь рассмотрим обратный случай. О теории поисков я знаю решительно все. Следовательно, мне нет нужды знать что-либо о Кэти».

Конечно, ситуация здесь парадоксально заострена, в стиле, свойственном Р. Шекли. Но зерно истины в утверждении Вальдеца есть. Зная, как решается любая научная задача, можно без страха приступать к решению конкретной задачи.

С помощью приемов можно модифицировать и уже известный нам морфологический анализ. Метод направленной интуиции позволяет увидеть все поле проб и ошибок, но он раскладывает по клеточкам современное состояние науки, комбинирует то, что известно. Но настоящая «безумная» идея часто не является следствием простого комбинирования. Научная идея разрешает противоречие, изменяя одну из конфликтующих сторон. И наше подсознание оперирует искаженными морфологическими ящиками, клетки которых изменены будто в кривом зеркале. Так, во сне мы не узнаем реальных событий, искаженных до предела.

Иными словами, подсознательно мы перебираем клетки не морфологического ящика фактов, а клетки фантограммы.

Представьте, что на занятии по РТВ вам дали задание: придумать фантастическое растение. Первое, что приходит в голову, — сосна размером с гору. Или водяная лилия на стебле кукурузы. Вы взяли обычное растение и увеличили его размеры. Взяли два разных растения и объединили их. Так работает нетренированное воображение. Тренировка фантазии позволяет понять две вещи.

Во-первых, не обязательно менять растение целиком, чтобы получить фантастический эффект. Можно изменить химическую структуру дерева, направление его эволюции, среду обитания…

Во-вторых, можно менять не одно дерево, а их систему. Не дерево, а лес.

Иными словами, прежде чем что бы то ни было менять, нужно построить для понятия «растение» морфологический ящик. На одной из его осей будет химизм растения, его энергетика, природа древесины и многое другое. Видите, как сразу увеличился диапазон фантастического, даже если пользоваться одним лишь приемом увеличения?

А ведь есть и другие приемы. Каждый прием (а их около 50), использованный для изменения каждой клетки морфологического ящика (а таких клеток сотни, если не тысячи), приводит к рождению новой фантастической идеи. Нового фантастического растения. И если реальное растение можно «разместить» в морфологическом ящике из сотни клеток, то количество растений фантастических может достигнуть по меньшей мере десятков тысяч!

Морфологический ящик, дополненный еще одной осью — осью изменений параметров, и называют фантограммой. Морфологический анализ позволяет обобщить, систематизировать все, что известно о растениях. Или о нейтронных звездах. Или о звездах вообще. А фантограмма описывает и то, что может быть, но не реализуется. И то, чего быть не может, но возникает в воображении. А иногда даже то, что и вообразить трудно.

Теория решения изобретательских задач рекомендует использовать фантограммы для развития творческого воображения. Но наше подсознание давно освоило этот метод. Клетки фантограммы — не их ли видит ученый во сне или на прогулке, когда, казалось бы, вовсе не думает о своей задаче? Не потому ли решения, возникающие в самые неожиданные мгновения, бывают столь парадоксальными, а часто совершенно верными?

Цель, однако, в том, чтобы не в подсознании, а сознательно менять объект исследования, закон природы, явление, доказательство — менять, пользуясь известными приемами. Не ждать озарения, а идти ему навстречу. Обычно этому препятствует все та же психологическая инерция: фантограмма есть смесь реального и фантастического, а какой ученый в своей работе захочет опереться на фантастические идеи больше, чем на проверенные логические схемы? Вспомните Ф. Цвикки. Он нашел нейтронные звезды в своем морфологическом ящике. В сущности, это была одна из клеток фантограммы. Ф. Цвикки взял одно из свойств звезды — ее размеры — и воспользовался приемом уменьшения.

Однако, если в морфологическом ящике для ракетных двигателей, построенном Ф. Цвикки, было 36 864 клетки, то, дополнив каждую клетку осью изменений, мы получим миллионы комбинаций! Миллионы возможностей, из которых лишь немногие — изобретения. Как выбрать? Опять придется пробовать и ошибаться, только поле проб и ошибок теперь во много раз больше. Жизни не хватит, чтобы выпутаться из задачи!

Правда, одно правило мы уже знаем. Изменять нужно не все клетки морфологического ящика, а лишь те, что ведут к противоречию. Найти противоречие — это поставить научную задачу. Воспользоваться фантограммой — это значительно приблизить решение. Ведь Ф. Цвикки менял не произвольный параметр звезды, а именно тот, в котором скрывалось противоречие. Для вспышек сверхновых нужна была энергия. В обычной звезде такой энергии нет. Вот противоречие: энергия для вспышек сверхновых есть (ведь мы видим вспышки!), но ее нет (в обычных звездах). Для разрешения противоречия нужно знать, какая энергия переходит в энергию вспышки. Гравитационная, предположил Ф. Цвикки. А гравитационная энергия звезды зависит от ее размеров. Тогда исходное противоречие преобразуется к следующему: во вспышке сверхновой выделяется колоссальная гравитационная энергия (вспышку мы видим!), но в обычной звезде такой энергии нет (слишком велики размеры). Противоречие между наблюдением и интерпретацией. Ф. Цвикки изменил интерпретацию и предсказал нейтронные звезды.

Конечно, в реальности все не так просто. Даже выявив противоречие, ученый чаще всего вынужден изменять не одну из клеток морфологического ящика, а множество — ведь даже в случае со сверхновыми Ф. Цвикки мог объявить: «…выделяется ядерная энергия», и тогда пришлось бы менять другие клетки, и предсказание нейтронных звезд могло не состояться. Искать один вариант среди тысяч — дело трудное и долгое. Хорошо бы иметь какой-нибудь набор правил, аналогичный тому, который существует в ТРИЗ. Назовем этот набор правил эвристором. Эвристора научных изобретений и открытий еще нет, но на пути его создания вряд ли можно пройти мимо статистики уже сделанных открытий. Сейчас еще нет исследования, в котором анализировалось бы, в каких фантограммах были спрятаны открытия, сделанные за долгую историю науки. И главное — как эти открытия были сделаны. Почему в каждом конкретном случае выбирались одни клетки фантограммы, а не другие. Почему был использован именно этот прием, а не другой.

Нужно собрать и разложить по карточкам как можно больше открытий (в идеале все), сделанных за сотни лет. Для каждого открытия указать его теоретическое обоснование. Построить фантограмму, из которой, по сути, было «вынуто» открытие. Выявить, какое научное противоречие это открытие разрешило. И основной этап исследования: эмпирически отыскать правила, по которым именно эти клетки и именно эти приемы привели к открытию. Правила, которые по идее должны быть применимы к любому морфологическому ящику, для какой бы задачи он ни был составлен.