ТРИЗ В МАТЕРИАЛОВЕДЕНИИ
ОТКРЫВАЕМ НОВУЮ ТЕОРИЮ ХЛАДНОЛОМКОСТИ
Горобченко С.Л., к.т.н., Санкт-Петербург, trizcreator@bk.ru
ТРИЗ ДЛЯ РЕШЕНИЯ НАУЧНЫХ ЗАДАЧ
Любое явление, которое было открыто, уже наверняка имеет и какое-либо объяснение. Оно лежит в области имеющихся на тот момент методов и средств научного познания. Однако тут же рождаются и основные противоречия между имеющейся теорией, наблюдаемыми явлениями или потребностями техники.
Трудности в создании методики научной работы, сравнительно с методикой изобретательства, состоят в том, что здесь большую роль играют обстоятельства, усложняющие основную схему. Такие обстоятельства есть и в изобретательском творчестве. Но в открывательстве они присутствуют в большой концентрации. Это уже не оговорки и не исключения из довольно универсальных правил, а постоянно действующие "искажающие факторы", которые приходится всегда учитывать.
В материаловедении, как и в большинстве устоявшихся наук, одним из самых сильных факторов является исторически сложившееся понимание методов и объяснительных механизмов. Если в изобретательстве мирно уживаются приемы, возникшие на разных этапах развития, то в науке есть точное понимание, что современно, а что отжило свой срок.
Кроме того, открытие новых явлений делаются сравнительно нечасто, тогда как объяснять и находить закономерности в сочетании явлений приходится всегда. При этом объяснительные механизмы новых теорий создают прочную основу и для дальнейших прикладных исследований и применения в технике. Мы остановимся именно на этой части научных задач. К тому же в открытиях закономерностей значительно больше требуется технология мышления, направленная на вскрытие противоречий и установление закономерностей, тогда как открытие явлений часто происходит просто случайно.
ПРИЕМЫОТКРЫТИЯ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ
Известны два основных случая открытия закономерностей: либо закономерность устанавливается впервые, либо задача состоит в том, чтобы преодолеть трудности (объяснить противоречия, исключения), на которые натолкнулась предыдущая теория.
В первом случае, а исторически с него начинается развитие метода, простейший прием состоит в следующем: надо увеличивать количество известных фактов до тех пор, пока закономерность не проявится сама собой. Это, кстати сказать, элементарный прием научного исследования и в наши дни. Во втором случае характерный прием заключается в том, что вводятся гипотетические явления, снимающие затруднения.
Обратим внимание, что второй прием снижает усилия по накоплению эмпирического материала многократно. Также обратим внимание, что основные ответы находятся в анализе существующей проблемы с микроуровня, или последующего уровня по отношению к решаемой проблеме. По сути, можно сказать, что проявляется разрешение физического противоречия на микроуровне по сравнению с техническим противоречием. Например, для хладноломкости это более чем очевидно: катастрофическое разрушение конструкций заметно на техническом уровне, тогда как объяснительные механизмы на физическом уровне пока не ясны.
Объяснительные механизмы, взятые из дальше продвинушихся теорий, или снабженные новыми научными методами и средствами, могут стать новым приемом для "отстающих" теорий. В частности, идеи химии могут в значительной степени помочь решению задачи хладноломкости.
Также важно учитывать и психологический момент: Вы столкнетесь с тем, что Вас не поймут те, кто придерживается старой теории или Вам придется объяснять "еретические" факты, не меняя при этом старой теории.
Обычно накопление данных все более показывает "дыры" и "трещины" в старой теории. Это означает, что теория переходит в период зрелости. В этот период надо концентрировать усилия не только на приложении ее к объяснению новых групп явлений, но и на изучении слабых мест. Проще говоря: надо развивать теорию не там, где она сильна, а там, где ощущается ее слабость. Короче, ищите "трещины". Тогда это будет действительно уровень изобретательства в науке.
Можно обоснованно утверждать, что средние темпы развития науки могли бы быть заметно выше, если бы постоянно и планомерно велась работа по отысканию трещин в "благополучных" еще сегодня теориях. Или говоря по-другому: надо изучать не законы, а исключения из них: именно там и прячутся новые открытия.
Перенос методов и аппарата одной области в другую можно считать приемом достаточно высокого уровня при анализе закономерностей. Общим примером является математика. Однако, методы кибернетики, статистики, анализа больших баз данных по-прежнему являются передним краем таких переносов. За ними могут последовать и гуманитарные методы или методы музыкальные.
К методам переноса примыкает и провозглашение известного, но считающегося ограниченным явления, в качестве универсального закона. Правда, это действует, если пойман действительно универсальный закон.
Из других приемов отметим обращение: новая закономерность устанавливается путем ограничения считавшегося ранее универсальным принципа и возвращение к старым теориям на новой основе, например, механическую трактовку явлений химии.
Теперь приложим ТРИЗ к созданию новой теории хладноломкости.