Статья: Морфологический ящик природы
"Ничто не мешает повторить путь, пройденный при построении теории изобретательства, и построить теорию решения научных задач, теорию открывательства.
При этом нужно искать в науке инварианты тех объективных закономерностей, которые действуют в технике, в изобретательстве"
Г.С. Альтшуллер [2]
По определению В.В. Митрофанова сделать открытие - это значит, найти причину явления. Найти причину, объяснить генезис - вот задача учёного.
При изучении любого явления природы необходимо иметь некую программу действий по выявлению причин явлений. В.В. Митрофанов создает алгоритм решения научных задач [11]. Сейчас он разрабатывает компьютерную "Машину открытий".
1. Аннотация
В этой статье я хочу предложить ещё один прием, подсказывающий путь решения научных задач. Его можно назвать "Морфологический ящик природы".
Суть этого приема заключается в составлении многофакторной таблицы или n-мерного куба набора близких по природе явлений. Осями этой таблицы являются причинные оси.
Многомерный морфологический ящик природы позволяет нам с пониманием подходить к разбору изучаемого явления. Парадоксально, но изучение того явления, которое как раз и надо изучить, очень мало даёт нам. На порядок более продуктивно изучать не само явление, а рассматривать весь набор аналогичных по природе явлений. Выявляются новые причины, новые закономерности и даже новые явления.
2. Многообразие явлений на одном иерархическом уровне
Явление природы никогда не бывает само по себе, в одиночку, уникально. Чаще всего существуют многие другие похожие и непохожие явления, которые немного или значительно отличаются от него. Или же само явление под воздействием изменения движущих причин или ограничивающих факторов может проявляться по-другому, изменять свою форму.
Каждое явление природы не существует уникально, вокруг него есть непрерывный ряд явлений-"соседей" по определяющим факторам.
3. Причинная ось
Набор явлений-"соседей" можно выстроить по определяющей причинной оси.
Учёному удобно представить причину явления как ось - "причинную" ось, а различные явления (или формы проявления явления) расставить по этой оси.
Например, одной из главных движущих причин образования различных типов русловых процессов является относительная транспортирующая способность потока [6]. По этой определяющей оси типы русловых процессов выстраиваются в таком порядке:
русловая многорукавность
ленточно-грядовый тип
побочневый тип
неразвитое меандрирование
свободное меандрирование
Отсюда можно сформулировать правило поиска факторов (как причин, так и ограничивающих условий) изучаемого явления:
Найди похожие явления,
Выстрой их в таком порядке, чтобы плавно и непрерывно менялась морфология (внешний вид или другие результирующие параметры этих явлений).
Попробуй определить, какой внешний фактор предопределяет такое изменение явлений.
Этот алгоритм подсказывает причину изучаемого явления.
Кроме того, этот алгоритм позволяет искать новые явления. В знаменитой статье Г.С. Альтшуллера [1] описывается, как открывать новые явления.
Белые пятна. Для обнаружения новых явлений нужно искать белые пятна (пропуски) в ряде явлений, расположенных по определяющей причинной оси.
Так получилось у Менделеева, когда он в ряду химических элементов позволил себе сделать пропуски, допустил, что могут быть ещё какие-то неизвестные элементы, которые расположены между известными.
Переступить пределы. Такие же белые пятна всегда есть и за пределами известных явлений. Надо задаться вопросом: "А что может быть ещё больше (меньше, сильнее, и другие "-ее") , чем наше самое большое (и т.д.)?" [4]. Иногда оказывается, что какое-нибудь другое явление, которое обычно относится к другому классу (виду и т.п.), на самом деле является разновидностью рассматриваемых явлений.
Например, так было выяснено, что кроме известных режимов движения жидкости: ламинарного и турбулентного, существует и третий режим движения жидкости, который ламинарнее ламинарного - кавитация. Раньше ошибочно кавитация относилась не к режимам движения жидкости, а называлось "особым состоянием" жидкости. Выстраивание известных режимом движения жидкости по определяющей оси (отношение скорости движения отдельных объёмов жидкости к скорости движения всего потока) показало, что при ламинарном движении эти скорости равны, а при турбулентном скорость отдельных объёмов больше. Это привело к поиску режима, при котором скорость отдельных объёмов, наоборот, меньше, чем скорость движения всего потока жидкости. Это кавитация. Кавитация - противоположность турбулентного режима [8].
Лишний элемент. Выстраивание явлений по причинной оси позволяет разобраться в правомерности объяснения причин образования этого ряда явлений одним фактором. Бывают случаи, когда некоторые явления неправомерно выстраиваются по какой-нибудь определяющей оси.
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--