Жанр: Электронное издание
Майданов А.С.
ПУТИ НАУЧНЫХ ОТКРЫТИЙ И
СПОСОБЫ ИХ ОПТИМИЗАЦИИ
Определение пути открытия. Путь открытия - это
одна из важнейших методологических и логических характеристик
исследовательского процесса. От его качества зависят
результативность поисковой деятельности, количество
затраченных в ходе ее осуществления времени и усилий,
успех исследования в целом. Проблема пути - это перманентн
ая проблема поискового процесса. Она возникает в
начале поиска и вновь и вновь встает в ходе его развертывания.
Если речь идет о познании принципиально нового явления,
то сразу наметить правильный путь исследования
невозможно. Путь открытия - это пострезультатный и постситу
ационный феномен, где каждая из его поэтапных
характеристик выявляется после достижения очередного
результата и после того, когда сложится и сформируется
очередная познавательная ситуация. Характер же последней
зависит нс только от поисковой деятельности исследов
ателя, но и от множества других факторов и событий, влияющих
на эту деятельность.
Путь открытия - это траектория движения исследователя
или исследователей по информационному пространству
изучаемого явления и релевантной ему области. Она
начинается от выбранного отправного пункта и заканчивается
искомым результатом. Этот путь можно охарактеризов
ать как естественно складывающийся, поскольку его траектория
во многом зависит от наличных условий, возможностей
исследователя, от различных внешних обстоятельств.
Чтобы конкретно показать сложный и причудливый
характер пути открытия, необычность влияющих на него
обстоятельств, рассмотрим более или менее подробно историю
одного из выдающихся открытий XX века.
Минута, растянувшаяся на десятилетия. Процесс открытия
можно назвать полидинамическим, поскольку в нем
участвует и взаимодействует множество разнообразных
факторов. Он развивается чаще всего по нескольким напр
авлениям, включает в себя субпроцессы, содержит различные
уровни и планы. Эти качественно разные параметры
могут находиться друг с другом как в согласии, так и в
противоречии. Отсюда проистекает, с одной стороны, поступ
ательный характер развития этого процесса, с другой
- его парадоксальность, причудливый облик его пути. Для
описания процесса открытия требуется большой комплекс
специальных понятий, таких, например, как путь и логика
открытия, динамика этого пути, интенциальный и неинтенци
альный планы данного процесса, преднамеренные и непредн
амеренные открытия и др. Материалом, на котором
можно продемонстрировать действие и проявление названных
факторов, могут быть многие открытия. Я выберу для
этой цели открытие, совершенное в 1956-1961 гг. в Англии
и Канаде химиком Нилом Бартлеттом ( позднее - профессор
Калифорнийского университета), который довольно
точно и подробно описал свой исключительно успешный
научный поиск'.
Парадоксальность открытий выражается прежде всего
в том, что к тому или иному результату исследователи идут
обычно довольно долго. После того, как открытие уже сдел
ано и раскрыт механизм получения искомого результата,
для воспроизведения этого процесса требуется несравнимо
меньшее время. Так, чтобы окислить ксенон (один из инертных
газов), сейчас достаточно одной минуты. Процесс же
1 См.: БартлеттН. Коллеги хором сказали - не может быть! В кн.:
Краткий миг торжества. М., 1989.
исследований, который помог понять, как это можно сдел
ать, занял шесть десятилетий. Другой парадокс состоит в
том, что для осуществления того или иного открытия часто
имеются в наличии все необходимые условия, но тем не
менее совершается оно нередко с большим запозданием.
Так было и в случае поиска способа заставить инертные
газы вступить в реакции с другими химическими элементами.
Суть открытия Бартлетта как раз и состоит в решении
этой задачи, с которой, по его мнению, можно было справиться
на много лет раньше. Упомянутые выше понятия
позволяют объяснить причину этих и других парадоксов
научного поиска, а также раскрыть некоторые механизмы
и особенности путей исследования.
В своих изысканиях ученые руководствуются теми или
иными исходными представлениями, понятиями, установк
ами, целями, намерениями и т.п. Все эти факторы образуют
особый план исследования, который можно назвать интенци
альным. Через него реализуется сознательная деятельность
исследователей, ес активный, целенаправленный
характер. К этому плану можно также отнести созн
ательно выбранные теоретические предпосылки поиска,
методологические и эвристические принципы и правила
исследования. В интенциальном плане следует различать, с
одной стороны, такие идеи, представления, цели, намерения
и т.п., которые адекватны искомому, ведут к его открытию,
а с другой стороны, такие, которые, напротив, оказыв
аются неадекватными ему. Элементы второго рода в большинстве
случаев являются помехой в научном поиске,
ведут его по неправильному пути. Но и здесь может проявиться
парадоксальность исследовательского процесса.
Дело в том, что имеется немало случаев, когда именно ошибочные
идеи, цели, представления и установки способствуют
совершению открытия. Ошибочные цели, идеи и предст
авления, несмотря на свою несостоятельность в качестве
элементов знания, тем не менее активизируют поисковую
деятельность, побуждают исследователей к проведению тех
или иных наблюдений, экспериментов, к построению теоретической
конструкции. Тем самым они стимулируют поисковые
действия с недостаточно изученными или даже
совершенно неизвестными объектами, которые, несомненно,
могут заключать в себе какую-то еще невыявленную
информацию. А в этих условиях любые познавательные
операции вполне могут оказаться продуктивными.
Интенциальный план в решении проблемы инертных
газов, т.е. выявлении их способности или неспособности
реагировать с другими элементами, поначалу состоял из
двух противоположных точек зрения. Химики-теоретики
(Антропофф в 1924 г., Полинг в 1930 г.) говорили о возможности
соединения, например, ксенона с самым активным
элементом фтором, т.е. об образовании фторидов ксенон
а.Этот вывод, сделанный, в частности, благодаря большой
прогностической силе периодического закона Менделеева,
ориентировал исследователей на поиск способов синтеза
подобных веществ. Однако в 1932 г. после проведенных
опытов ряд авторитетных экспериментаторов заявил, что
ксенон не может реагировать с фтором. Последняя точка
зрения утвердилась в химии и в течение более чем двух
десятилетий поиск решения этой проблемы вообще не предприним
ался. Как оказалось позднее, такая установка была
неверной. Не было выполнено одно из важнейших правил
научных исследований. Это правило можно сформулиров
ать в следующей форме: до получения бесспорных свидетельств
необходимо самым тщательным образом проводить
исследование по всем возможным направлениям и на разных
уровнях - эмпирическом и теоретическом. В противном
случае в познании того или иного явления без достаточных
оснований будут "заморожены" в принципе перспективные
исследования. Так и произошло в решении
упомянутой проблемы. В данном разделе химии утвердился
застой.
Каким образом возможно осуществить выход из такой
ситуации? Это может быть сделано в рамках интенциального
плана, для чего необходимо выдвинуть новые идеи, осуществить
смелые и нетрадиционные подходы к имеющейся
проблеме, применить качественно новые методы и приемы
исследования. Но оказывается, такие шаги ученые не всегда
делают в подобных ситуациях, вследствие чего застой продлев
ается. В таких случаях нащупать выход из тупика помог
ает неинтенциальный план познавательного процесса.
Что же представляет собой этот план?
Он включает в себя те факторы, которые вовлекаются
или, наоборот, исключаются из познавательного процесса
помимо осознанных целей, намерений, представлений,
действий исследователя. Это - непреднамеренные действия
субъекта, действия его в соответствии с неадекватными
для данной познавательной ситуации или исследуемого
объекта установками или целями (квазицелями), неосознав
аемые мыслительные процессы, скрытое содержание изуч
аемых объектов, о которых ученый не подозревает. Часто
содержание исследуемых объектов, а также возможности
познавательных средств (приборов, инструментов, методов)
превосходят цели и задачи исследования, т.е. обладают
по отношению к ним определенной информационной избыточностью.
Эта избыточность и может стать причиной неожид
анных результатов, новых открытий. Познавательные
средства с избыточным информационным потенциалом позволяют,
таким образом, обнаружить и изучить не только
искомое явление, но и выявить какой-либо аномальный
феномен. В ходе исследовательских действий ученого может
сложиться такая познавательная ситуация, которая созн
ательно им не предполагалась, но которая оказывается
способна привести к неожиданному эффекту.
В ходе изучения реактивности инертных газов неинтенци
альный план помог найти способ их окисления. В
1956 г. молодой химик Нил Бартлетт решил очистить от
брома шестифтористую платину. С этой целью он поместил
это соединение в кварцевую трубку и начал нагревать горелкой.
Исходя из его представлений и установок можно
было ожидать появление летучего светло-желтого газа, который
затем превратился бы в жидкость, содержащую бром.
Но к своему удивлению Бартлетт увидел в трубке совершенно
иной продукт реакции - красные кристаллы. Последующие
исследования показали, что в этом продукте нет
никакого брома. В нем содержался (что также было неожид
анностью) кислород. При этом кислород оказался (что было
еще более неожиданным) окисленным фтористой платиной.
Так начинающий химик совершил одно из крупней-
ших открытий нашего времени - обнаружил способность
шестифтористой платины быть чрезвычайно сильным окислителем.
Это было настолько неожиданно, что коллеги Бартлетт
а сочли этот результат ошибочным.
Анализируя эти опыты Бартлетта с точки зрения понятия
неинтенциального плана, мы видим, что к образованию
ситуации открытия и к самому открытию привел ряд факторов,
выходящих за рамки сознательных намерений ученого.
Это прежде всего квазицель. Химик поставил задачу
очищения фтористой платины от брома, которая оказалась
неадекватной, поскольку брома в данном соединении не
было. Однако эта квазицель включила в поисковый процесс
два важных компонента - данное соединение и способ воздействия
на него (нагревание в стеклянной трубке). Кроме
того, в процесс включился помимо намерений исследователя
кислород, который не нужен был для его экспериментов,
но который благодаря внешней среде (воздуху) стал еще
одним важным компонентом ситуации открытия: именно на
него подействовала фтористая платина и тем самым проявил
а себя как сильнейший окислитель. Таким образом,
благодаря интенциальным факторам исследование было переключено
с решения одной и довольно тривиальной задачи
на другую, и притом принципиально иного характера и
значения - на задачу использования фтористой платины в
качестве эффективного окислителя, которой после этого
случая Бартлетт и занялся. Весь этот процесс, что вполне
очевидно, также носит парадоксальный характер. Бартлетт
получил результат в корне отличный от того, который он
ожидал.
Итак, мы видим, что в научных исследованиях неинтенци
альный план может оказаться источником аномальных
результатов. Он может оказаться эффективнее интенци
ального плана и вывести проблему из состояния застоя.
Неинтенциальный план по содержанию богаче интенци-
ального, поскольку через него в поисковый процесс могут
включаться самые разнообразные объекты действительности,
могут возникать самые неожиданные комбинации, могут
проявить себя нераскрытые возможности познавательных
средств, может быть указан правильный путь исследов
ания. Совершенно непреднамеренно этот план может
повлиять на выбор объекта исследования и на дальнейший
его ход.
В самом деле, Бартлетт, собираясь очистить от брома
фтористую платину, надеялся получить бромиды фтора.
Однако вопреки его ожиданию к нему в руки попала соль, в
которой фтористая платина оказалась соединенной с кислородом.
Эта соль и явилась той аномалией, которая раскрыла
исключительную окислительную способность фторида платины.
Здесь проявляется дивергентность неинтенциального
плана, его отличие от плана интенциального, расхождение
с ним. Благодаря этой черте неинтенциального плана в
судьбе ученых и происходит то, что обычно называют везением.
Именно этот план вовлекает в поисковое поле те
факторы, которые приводят к неожиданным результатам.
И это касается не только объектов и методов исследования,
но и тех или иных элементов знания, которые по каким-то
внешним причинам попадают в поле зрения исследователя
и затем могут сыграть большую продуктивную роль, а также
неожиданных контактов с другими исследователями,
что также может способствовать творческой удаче. У Бартлетт
а это проявилось в том, что когда он переехал из Англии
на работу в один из канадских университетов, то именно
там к нему попал в качестве аспиранта человек, владевший
как раз тем методом химического анализа, который позволил
определить состав красных кристаллов, что было край-
не трудным делом, и без чего нельзя было двигаться дальше.
В итоге путь исследования приобретает все более прямой и
результативный характер.
Поскольку неинтенциальный план способен порождать
аномалии, то от исследователя требуется умение видеть их
как таковые. Очень легко можно просмотреть их и дать им
тривиальную интерпретацию, тем самым упустив шанс совершить
выдающееся открытие. Именно так случилось с
группой ученых аргоннской лаборатории в США. Они много
работали с фтористой платиной, и к ним в руки попадало
в больших количествах то самое красное вещество, которое
получил Барлетт, но они не увидели в нем чего-то необычного
и истолковали его как досадное следствие взаимодей-
ствия этой платины с водой, что только "портило" материал
опытов. Никому не пришло в голову подумать: а не является
ли этот "испорченный" материал следствием какой-то другой
реакции? Прямолинейность мышления, убеждение, что
то или иное явление может быть следствием лишь какой-то
одной и притом уже известной причины, помешало посмотреть
на данный продукт с другой точки зрения. Вследствие
этого вторгшаяся в деятельность названных ученых перспективн
ая линия исследования не получила развития. Путь
к открытию в этом случае был прерван в самом начале.
Избежать подобных просчетов можно, если руководствов
аться презумпцией возможного существования у одних и
тех же явлений различных и многообразных причин. Тогда
в казалось бы очевидном можно увидеть нечто аномальное.
Иными словами, мышление должно одновременно работать
по разным схемам и парадигмам - традиционным, стереотипным
и дивергентным, нетрадиционным, парадоксальным,
допускать возможность неожиданных поворотов и ходов
исследовательского процесса.
Неинтенциальный план действует сам по себе. Он приводится
в движение сознательной деятельностью ученого.
Вследствие этого взаимодействия на путях научного поиска
появляются так называемые преднамеренные открытия.
Исследователь помимо своих сознательных намерений получ
ает некий новый результат, выходит на новое направление
поиска. Открытие здесь не ограничивается обнаружением
аномалий. Открытием становится и тот метод, та процедур
а, с помощью которой помимо ожиданий ученый приходит
к новому достижению. Ему становится ясно, что
данный метод, данная процедура - это средство выявления
или порождения аномалий, средство освоения новых напр
авлений исследовательской деятельности. Так в руках
ученого оказывается инструмент, который он может применять
для получения и других новых результатов. Именно
таким образом подошел к итогам своих первых опытов Бартлетт.
Увидев во фториде платины мощный окислитель, он
решил использовать его как средство для окисления неподд
ающихся ранее никаким химическим воздействиям инертных
газов, прежде всего, наиболее перспективного в этом
отношении ксенона.
Характер действий Бартлетта на этапе первых опытов,
независимо от его сознательных интенций, можно объективно
определить как реализацию приема поискового экспериментиров
ания. Такое экспериментирование может соверш
аться, как это часто и бывает, сознательно. Исследователь
строит самые разнообразные комбинации объектов,
условий и средств исследования. Для этого требуется больш
ая фантазия, развитое воображение и изобретательность.
Процессы, происходящие в неинтенциальном плане, благод
аря действию находящихся вне сознательной сферы исследов
ателя факторов, стихийно формируют такие же комбин
ации и тем самым помогают ученому расширить и разнообр
азить поле и содержание поискового экспериментиров
ания. Иными словами, неосознанно действующий
предметный мир творит вместе с сознательно работающим
творцом. Из факта продуктивного, но стихийного действия
неинтенциальных факторов может быть сделан сознательно
используемый методологический вывод: нужно проводить
как можно более необычные и разнообразные наблюдения
и эксперименты, в том числе противоречащие устоявшимся
представлениям. Необходим и другой вывод: проводя
какие-либо исследования, нужно внимательно следить
за возможным проявлением непредусмотренных или побочных
результатов, поскольку вместе с ученым в этом
процессе участвует еще один генератор нового - случай.
При поисковом экспериментировании весьма полезно дей-
ствовать по принципу контраста: делать то, что считается
невозможным, невероятным, противоположным общепринятому.
В одних случаях это не даст какого-то интересного
результата, в других же может привести к экстраординарному
открытию.
Противоположностью непреднамеренных открытий
являются открытия преднамеренные. Они идут иными путями.
В этом случае заранее ставятся определенные цели,
используются с учетом возможных последствий выбранные
методы, исследователь опирается на ясно сформулированные
идеи и теоретические предпосылки, более или менее
определенно представляет себе ход и направление поискового
процесса. Полученный результат вполне соответствует
названным факторам и не является неожиданным, хотя и
может носить характер чрезвычайного, революционного,
если его соотносить с традиционными взглядами. Так, например,
постигнув необычную окислительную способность
фтористой платины, Бартлетт продлевает путь исследования,
ставя теперь уже сознательно дальнейшую цель -
использовать ес для окисления ксенона, и вопреки скепсису
других химиков добивается этого результата, который для
него уже не был неожиданным.Так стихийно проявивший
свои свойства объект становится средством дальнейшего
движения по вновь открывшемуся пути.
Из вышеизложенного видно, что в случаях, подобных
исследованию Бартлетта, процесс открытия состоит из двух
этапов: этапа непреднамеренного и этапа преднамеренного
открытия. Этим и определяется сложный характер пути и
логики таких исследований. Кроме того, у этих открытий
возможна еще и предыстория - первоначальные преднамеренные
попытки получить тот результат, на котором в конце
концов заканчиваются эти исследования. В отношении
инертных газов это были попытки 1920-х - начата 1930-х
годов теоретического и эмпирического решения проблемы
их реактивности. Такие попытки означают стремление исследов
ателей прийти к решению задачи прямым и коротким
путем. Но как в этом, так и во многих других случаях
прямой путь оказывался трудным и нерезультативным. И
тогда к искомому результату приходится идти обходным
путем. В случае с инертными газами на этот путь химия в
лице Бартлетта встала неосознанно в результате реализации
неинтенциального плана исследования. Практический
вывод же из подобного случая заключается в следующем:
если прямой путь не дает искомого результата, то это еще
не означает, что он вообще невозможен; необходимо провести
исследование по другим путям и направлениям, не прерыв
ать поиск преждевременно. Не следует ждать, когда
положение будет исправлено парадоксальным образом: недост
атки сознательного поиска при благоприятном стечении
обстоятельств будут устранены действующими помимо
сознания исследователей неинтенциальными факторами.
Неудачи на прямом пути могут быть обусловлены ограниченными
возможностями выбранных средств исследования,
прежде всего методов. Порой поиск ограничивается
привлечением какого-либо одного метода или нескольких
методов одного типа, тогда как результат, как потом оказыв
ается, может быть получен методами совершенно иного
рода. Поэтому целесообразно привлекать самый широкий
спектр познавательных средств, в том числе использовать
методы и процедуры противоположного характера. До Бартлетт
а химики пытались заставить ксенон вступить в реакцию
со фтором посредством сильного нагревания их смеси в
стальной бомбе или пропуская через эту смесь электрический
разряд. Бартлетт же просто нагрел эту смесь в стеклянной
трубке, т.е. применил противоположный прием.
Путь открытия выступает как более или менее упорядоченн
ая совокупность всех действий и шагов, ведущих к
нему. Эта совокупность может быть представлена в виде
одной или нескольких последовательностей, параллельных
или тем или иным образом переплетающихся между собой.
Элементы этого пути определенным образом связаны друг
с другом. Эта связь, соотнесенность и обусловленность позн
авательных действий, а также полученных на пути исследов
ания промежуточных результатов, обеспечивающих
достижение конечной цели, и представляют собой логику
открытия. Благодаря ей поисковый процесс не идет абсолютно
произвольно и хаотично. Он более или менее определенно
детерминирован рядом факторов. На ход развития
исследования, на его направленность влияют характер наличной
познавательной ситуации, определяемой, прежде
всего, объемом и качеством относящихся к проблеме знаний
и необходимых средств, познавательные способности исследов
ателя, а также данные ученому форма или аспект изуч
аемого объекта.
Если путь открытия складывается из непреднамеренного
и преднамеренного этапов, то центральным звеном
логики этого процесса является переход во многих случаях
от квазицелевого поиска к поиску с вполне адекватной
целью, а также переход от стадии с определяющей ролью
неинтенциальных факторов к стадии, определяемой интенци
альными факторами. Логика каждой из этих стадий определяется
существенной спецификой процессов, соответствующих
этим стадиям.
Процесс, происходящий на стадии непреднамеренного
открытия, представляет собой широкий поток познавательной
деятельности, выступающий в форме полидинамического
стохастического процесса. Он охватывает большое
число направлений исследований, проводимых в соответствующей
области науки, в них вовлечено значительное количество
разнообразных объектов и познавательных
средств, участвует множество исследователей. В таком процессе
далеко не все протекает по заданным программам и
правилам. Здесь возможны различные неожиданные и случ
айные события. А поскольку таких событий много из-за
высокой динамичности и многокомпонентности процесса,
то высока и вероятность появления аномальных и важных
результатов. Именно так и произошло с непреднамеренным
открытием Бартлеттом большой окислительной способности
фторида платины.
С переходом к этапу преднамеренного открытия характер
поискового процесса принципиально меняется. Также
меняется и характер логики поиска. Теперь познавательные
действия детерминируются адекватно истолкованным
аномальным результатом и точно определенной конечной
целью. Между этими крайними пунктами появляются промежуточные
результаты и промежуточные цели, которые
детерминируют выбор таких познавательных средств, которые
обеспечивают движение в правильном направлении.
Поиск в соответствии с этими детерминантами делает путь
исследования более прямым и определенным, следовательно,
и конечный результат достигается значительно быстрее.
Виды путей открытия. Из вышеизложенного видно,
что путь открытия может быть извилистым и прямым, долгим
и коротким, периферийным (обходным, окольным, обочинным)
и магистральным. Кроме того, путь открытия может
быть узким и многолинейным, латентным и манифестиров
анным, непрерывным и прерывистым. В науке
широко используются эмпирический и теоретический пути
исследования, восходящий, направленный от периферии
явления к его базисному уровню, и нисходящий, т.е. имеющий
противоположное направление. Нередко научный поиск
движется по ограниченному, малоперспективному или
вовсе неперспективному пути. И как часто исследования
ведутся по ошибочным путям! Вот перед каким богатым
набором возможных путей стоит всякий исследователь в
начале поисковой деятельности. Каким из них он пойдет, на
каком окажется - чаще всего ему неизвестно, хотя его
желание - идти как можно более коротким, правильным,
оптимальным путем.
Можно ли в какой-то степени удовлетворить это желание?
Теория научного творчества ставит своей целью оптимиз
ацию исследовательского поиска, а значит и решение
данной задачи. Такое решение может быть получено путем
изучения практики движения ученых в своих исследованиях
по различным путям и выработки на этой основе ряда
методологических правил и рекомендаций, способных помочь
в решении проблемы выбора оптимального пути. Этой
работой мы сейчас и займемся.
Извилистый и прямой пути. Вид пути определяется
тем, совпадает он или нет с направлением тех связей и
отношений, которые в исследуемом объекте наиболее прямым
и непосредственным образом идут от той стороны, элемент
а или характеристики этого объекта, которая выбрана
в качестве отправного пункта исследования, к той стороне,
элементу или характеристике, которая является целью данного
исследования. От того, насколько путь исследования
приближается или отдаляется от этого направления, этот
путь и будет иметь характер извилистого или прямого, долгого
или короткого, магистрального или окольного и т.д.
Для извилистого пути характерно повторяющееся приближение
и отдаление от названного направления. Прямой
путь, напротив, совпадает с линией указанных связей и
отношений. Извилистый путьскладывается издвижен
...Закладка в соц.сетях
