Загадки для знатоков. История открытия и исследования пульсаров
Шрифт:
Одна из самых популярных методик, но далеко не самая эффективная, разработана профессором Стенфордского университета Д. Арнольдом. Методика такая: инженерам дают решать какую-нибудь конструкторскую задачу, но ставят условие, что конструкция будет использована не на Земле, а на вымышленной планете Арктур— IV. На этой планете специфические условия: температура колеблется от —43 до —151 градуса Цельсия, атмосфера состоит из метана, моря — из аммиака, тяжесть вдесятеро больше земной. И на этой планете живут разумные существа — метаняне. Придумайте, говорит Д. Арнольд, в каких домах они должны жить? Какой у них транспорт? Чем они питаются"? Какие у них дороги? Машины?
Регулярно проводя со своими студентами занятия, Д. Арнольд расшатывает психологические барьеры в их сознании, и на обычные земные проблемы они начинают смотреть иначе, под более широким углом зрения, будто став пришельцами из иного
Тех же результатов можно достигнуть, читая научно-фантастические произведения, действие которых происходит на вымышленных планетах. Например, романы Д. Харберта, У. Ле Гуин, X. Клемента. Планета — место действия — представлена вполне зримо, хотя и поражает воображение необычностью, так и призывает читателя думать с автором: а какие еще следствия должны вытекать из этой фантастической посылки, что еще можно придумать. Вот роман X. Клемента «Экспедиция «Тяготение» (на русский язык переведен в 1972 году). Действие происходит на очень массивной планете, вращающейся так быстро, что сила тяжести на экваторе почти уравновешена центробежной силой, а на полюсах ускорение свободного падения в 800 раз превышает земное! Лишь в районе экватора и могут жить земные космонавты, прибывшие на эту странную планету. В районе же полюсов не выдерживают и иные аборигены. Сверхбыстрым вращением определяется и форма планеты: она чрезвычайно сплющена и больше напоминает блин, чем привычный для нас шар. Будто пользуясь методом Арнольда, мы рассуждаем вместе с писателем-фантастом: как должны выглядеть на такой планете живые существа? Как они перемещаются? Строят ли города? Как представляют себе свой мир?..
Метод Д. Арнольда неплох, но он неалгоритмичен. В нем нет системы, он не дает объяснений — как придумать? Как вообразить? Это все тот же метод проб и ошибок, только поставленная задача — фантастическая.
В нашей стране разработана алгоритмическая методика развития творческого воображения. Отличается она тем, что развивает фантазию по определенной четкой и ясной системе. Курс развития творческого воображения (РТВ) читается слушателям школ и институтов изобретательского творчества. Таких школ и институтов, работающих на общественных началах, где изучается теория решения изобретательских задач (ТРИЗ), в СССР больше сотни. В этих школах учат изобретать, и с этой целью учат творчеству вообще.
Один из методов, используемых для развития воображения, — метод приемов. Сам метод возник из двух «зерен» — ТРИЗ и теории фантастики. Оказалось, что изобретатели и фантасты, придумывая новые идеи, пользуются по большей части одними и теми же приемами. Пользуются этими приемами и ученые.
Какие это приемы?
Вспомним гипотезы о причинах вспышек новых звезд, попробуем отыскать в их последовательности внутреннюю логику. И для этого вспомним, что каждая гипотеза — это научное изобретение. Изобретение это появляется, если нужно разрешить возникшее научное противоречие. В основном это противоречие между наблюдением и его интерпретацией. И для того чтобы противоречие разрешить, мы обычно меняем интерпретацию. Как именно?
Вот одна из первых гипотез о происхождении вспышек. Звезда движется в межзвездном газе, попадает в плотное облако, разогревается от трения, вот и вспышка. И вот противоречие. Звезда должна нагреваться, чтобы произошла вспышка, но она не может нагреться, потому что в космосе слишком мало газа, он слишком разрежен. И тогда для разрешения возникшего противоречия был пущен в дело прием увеличения. Нужно увеличить плотность газа (если звезда нагревается от трения) или плотность числа звезд (если причина вспышки в близких прохождениях звезд). Но увеличив мысленно плотность газа, мы опять столкнемся с противоречием. В космосе нет таких плотных облаков, какие нам нужны. Выход? Либо сделать заявку на открытие (в космосе должны быть сверхплотные газовые комплексы, давайте их искать!), либо еще раз изменить интерпретацию. Использовать другой прием.
Например: уменьшение. Уменьшим мысленно расстояние между звездами. Пусть звезды проходят друг около друга так близко, что возникают приливы, извержения, вспышки. Но ведь и здесь противоречие — расстояние между звездами нельзя уменьшать, как нам хочется. Факты говорят, что звезды отделены друг от друга в среднем расстоянием 2–3 световых года. Однако нет ли здесь психологической инерции? Всегда вспоминайте о ней, когда говорите «не бывает». Для объяснения вспышек новых звезд вовсе не обязательно, чтобы звезды были близки друг к другу все время — вспышка ведь продолжается несколько месяцев. Пусть звезды проносятся на расстоянии двух-трех радиусов друг от друга, а потом разлетаются. Этого не бывает,
Итак, для взаимодействия не хватает времени. Используем еще раз прием увеличения. Пусть звезды не только пролетают друг около друга, но остаются рядом в течение длительного времени. И теперь уже ни один астроном не скажет: так не бывает. Так бывает — в двойных системах.
Последовательное применение приемов уменьшения и увеличения (самых простых приемов, используемых в курсе РТВ) привело к гипотезе: вспышки новых происходят в двойных звездных системах, когда одна из звезд своим тяготением вызывает катастрофические явления на поверхности звезды-соседки.
Этого же результата можно было достичь другим путем, применив более сильный прием объединения: если объекты разобщены — сведите их в единую систему.
Гипотезу о двойственности новых звезд предложил, как вы помните, Клинкерфус больше восьмидесяти лет назад. В принципе она считается верной и в наши дни. Но вот что любопытно. Почти полвека гипотеза о двойственности новых считалась неверной. И все потому, что для преодоления очередного противоречия был ислользован не тот прием!
Когда была высказана гипотеза о двойственности новых, оказалось, что известные в то время двойные системы не настолько тесные, звезды в них не настолько близки друг к другу, чтобы приливные силы оказались достаточно велики. Даже в двойных системах приливы не вызывают катастрофических явлений. И тогда вместо простого приема уменьшения (уменьшим расстояние между звездами; предположим, что есть очень тесные двойные системы, попробуем такие системы найти) был использован значительно более сильный прием наоборот: если что-то не получается, сделаем наоборот. Если взрывы не удается объяснить внешними причинами, поищем причины внутренние.
Но если причина вспышки кроется в особенностях внутреннего строения звезд, то зачем нужна идея о двойственности новых? И гипотеза Клинкерфуса была забыта…
ТРИЗ предлагает много приемов устранения технических противоречий, десятки приемов развития воображения предлагает и теория фантастики. Позднее мы еще вернемся к приемам, а сейчас уясним общую схему.
От метода проб и ошибок мы перешли к морфологическому анализу — стали систематически исследовать все поле проб. Потом поняли, что это непроизводительная трата времени. Хорошо бы не пропалывать все поле (по системе или без нее), а сразу идти прямой дорогой к решению проблемы. В поисках этого пути мы выяснили, что научная задача, как и техническая, заключается в необходимости выявить и устранить противоречие. Возник вопрос: как именно можно устранить противоречие? Нужно, сказали мы, изменить одну из конфликтующих сторон. Изменить, но как? Вот для этого и нужна специальная система, нужен алгоритм. ТРИЗ является единственной пока алгоритмической методикой решения творческих изобретательских задач — приемы ТРИЗ прямо ведут к искомому решению. В решении научных задач такой завершенной теории пока нет. Использование приемов для устранения научных противоречий — лишь первые шаги.
Все, что можно в принципе сделать с явлением, фактом, рассуждением, эти приемы должны объединить в себе. На примере новых звезд мы видим, что противоречия могли быть устранены с помощью стандартных приемов увеличения, уменьшения, объединения… Но беда в том, что в науке использование приемов пока ничем не эффективнее обычного метода проб и ошибок. Потому что нет еще правил пользования приемами, нет алгоритма научного творчества.
В технике — иное дело. Советский изобретатель
Г. С. Альтшуллер проанализировал сотни тысяч изобретений и выявил несколько десятков стандартных приемов устранения технических противоречий. Более того, установил — материала было достаточно! — какие именно приемы нужно использовать для разрешения конкретных типов противоречий. Так в шестидесятых годах был создан алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ), ставший основой современной теории (ТРИЗ). В науке такое исследование, такой анализ научных изобретений и открытий еще не проведены. Если научное противоречие и выявлено, то еще совершенно неясно, какой именно прием нужно использовать для его разрешения. Поэтому ученые перебирают все приходящие на ум возможности (а если увеличить, а если уменьшить, а если сделать наоборот, а если объединить), и получается, в сущности, лишь переработанный вариант метода проб и ошибок. Поэтому и те приемы, о которых уже шла речь, и те, о которых пойдет речь ниже, используются пока не там, где нужен целеустремленный научный поиск, а для развития творческого воображения.