Глава 3. Поиск идеи. Формулирование темы. Выбор решения

Очевидно, что всякое творчество предполагает, как минимум, наличие субъекта творчества, т.е. самого «творца», и объекта творчества. Таким объектом может быть интеллектуальный продукт в весьма широком понимании этого термина - от фундаментального научного открытия или изобретения до рядового проекта, конструкции или простого рационализаторского предложения. Но прежде чем приступить к творческому процессу создания своего продукта, прежде чем начать поиск своего решения - надо хотя бы в самом первом приближении знать, что же должно стать предметом такого поиска. Именно с этого начинается творчество.

Несмотря на все сказанное о вдохновении, интуиции, подсознании, не следует понимать начало процесса творчества как что-то неопределенное. Сядет, допустим, некго за письменный стол, закроет глаза и подумает: «А дай-ка я что-нибудь сотворю...». Так не бывает. И даже яблоко, падающее в анекдоте на голову ученого, всего лишь приводит в систему уже живущие в этой голове мысли. Когда в другом анекдоте Архимед с криком «Эврика!» выскакивает из ванны- на самом деле он находит именно то, что давно искал. Однако, в этот момент случайное наблюдение служит побудителем давно бродившей в голове ученого мысли. Правда, известны и другие случаи, вроде примера, когда в поиске способа всего-навсего укрепления бетонных кадок для пересадки растений родилась идея железобетона. Однако в этом случае изобретатель осуществлял поиск, который дал результат.

Толчком, импульсом для рождения идеи, для начала поиска может быть и случайное наблюдение, и пришедшая в голову при чтении мысль, и размышления над информацией. Побудительным мотивом может быть и строчка в тематическом плане, и прямое задание, и совет собеседника.

Тема обычно является структурной единицей какой-либо крупной проблемы (отраслевой, территориальной, межотраслевой и т.д.), частью некоторой совокупности теоретических и практических задач, разрешение которых стало объективной потребностью. Сама тема также может включать отдельные вопросы, требующие ответов на частные задачи, относящиеся к цели исследования.

Так, к примеру, существует проблема отставания перевозочных возможностей городского транспорта от потенциальной подвижности городского населения. Имеется несколько направлений решения, позволяющих назвать темы исследований. Среди них - «Путь увеличения пропускной способности улиц». В составе темы - конкретные вопросы, ответы на которые могут дать в данном случае научные исследования, а в другом - инженерные, проектные разработки (автоматизация управления светофорами, расширение проезжей части, оптимизация размещения остановочных пунктов, выделение обособленной полосы движения и др.).

Или другая тема, возникшая из необходимости совершенствования технологии кадастровых съемок. Как ускорить процесс получения плана земельного участка? Одно из прогрессивных направлений - применение дистанционного зондирования территории. Однако, применение аэрофотосъемки или космической съемки сопряжено со специальными заказами на производство этих работ, что требует много времени и затрат

больших средств. А может быть, можно применить беспилотные радиоуправляемые летательные аппараты? И вот появляется тема научного исследования: «Технология применения беспилотных

летательных аппаратов для производства кадастровых съемок». В состав работы должны быть включены вопросы, связанные с исследованием различных видов летательных аппаратов и оборудования, предназначенного непосредственно для съемок участков, методы и аппаратно-программные средства обработки полученных снимков, анализ точности полученных результатов, оценка экономической эффективности предлагаемой технологии, безопасность работ и т. д..

К выбору темы предъявляются стандартные требования: актуальность, новизна, экономическая эффективность (прямая или косвенная) и другие соображения, подтверждающие целесообраз­ность исследования или разработки.

Четкая формулировка темы облегчает подбор исходных материалов и выбор метода работы.

В далекой древности родился и сейчас не потерявший в определенных условиях своего значения метод, когда исследователь ради получения новых знаний пробует все, что ему представляется целесообразным. Это так называемый метод «проб и ошибок». Он был весьма распространен в период развития и господства алхимии, что понятно и вполне объяснимо. Но, кстати, этим методом достаточно широко пользовался Томас Альва Эдисон. И, как известно, с большим успехом.

Метод «проб и ошибок», хотя он и использовался в течение всей истории человечества, был малопроизводителен. Бессистемно перебирались все возможные варианты и, естественно, что находки необходимых решений, если они были, то были случайны. Ясно, что чем сложнее задача, тем больше требовалось проб, тем больше совершалось ошибок, тем больше требовалось времени для ее решения.

От первой повозки со сплошными колесами до изобретения относительно современной конструкции колеса со ступицей и спицами прошло около двух тысячелетий. Но период реализации творческих идей имеет четкую тенденцию по мере усложнения задач к его сокращению. От известных «печатных досок» до книгопечатания прошло шесть веков, от первой печатной книги до пишущей машинки еще четыре столетия, а от пишущей машинки до принтера всего лишь немногим более ста лет.

С Ньютона началось развитие другого метода познания истины, другая последовательность выполнения исследовательской работы. Этот метод до последнего времени был наиболее распространенным. Суть его упрощенно заключается в следующем: сначала прямым наблюдением или экспериментально изучают объект исследования, а затем, обобщив данные, формулируют гипотезу, разрабатывают логическую или математическую теорию.

В настоящее время весьма широкое применение нашел теоретический метод научного поиска, основанный на известном приеме дедукции «частное от общего». В этом случае на основе анализа уже известных данных выдвигается гипотеза и разрабатывается математическая модель явления или процесса. Затем решаются полученные уравнения, находятся граничные условия, которые сравниваются с экспериментальными данными.

Все три способа применимы. Выбор зависит прежде всего от полноты имеющихся данных и специфики объекта исследования.

Активный поиск идей особенно при отсутствии программы, плана работ или задания не должен ориентироваться только на результаты собственных размышлений исследователя, конструктора, проектировщика. В качестве эффективных источников, а в ряде случаев и просто импульсов, инициирующих возникновение идей, могут и должны использоваться научные, технические, производственные и другие книги (что значит «и другие»? - не следует пренебрегать публицистикой, фантастикой, да и вообще художественной литературой). Периодическая печать, материалы интернета, различных конференций и семинаров, сообщения о передовом опыте, разного рода информационные материалы, отчеты о выполнении НИР, протоколы экспертиз и испытаний, перечни и описания изобретений, ведомственные бюллетени и т.п. Самой лучшей почвой для рождения творческих идей является личная компетенция, эрудиция, опыт.

Этап формулирования идеи или темы исследования всегда открывает выполнение научного исследования или инженерной разработки. Но этот этап не является «мгновенным» действием, в свою очередь он распадается на последовательные позиции. С некоторой степенью условности можно принять такое деление:

• позиция I - осознание задачи (с «чем-то» автор сталкивается, «что-то» он не успевает, «что-то» заставляет его думать);

• позиция II - сознательная целенаправленная деятельность - размышления, воображение, анализ. Можно считать это подготовкой, хотя порой именно на этой позиции находится решение;

• позиция III - «вынашивание» идеи, ее оформление, конкретизация;

• позиция IV - «озарение». (Кстати, некоторое подобие «озарения» должно бьпъ знакомо каждому. Вспомните, как иногда приходится напрягаться, пытаясь безуспешно вспомнить, к примеру, какую-либо фамилию, а ответ внезапно приходит в голову, когда уже думалось о чем-то ином);

• позиция V - проверка идеи: анализ, эксперимент, экспертиза.

Поиск идеи, ее развитие, подходы к решению возникшей на ее

основе задачи подкрепляются анализом противоречий. Известно, что любая функционирующая система представляет собой комплекс определяемых взаимодействий, в ходе которых могут проявляться противоречия внешние и внутренние на разных уровнях и этапах. В зависимости от характера системы это могут быть физические, технические или социально-экономические противоречия. Например - соответственно - рельсы должны быть достаточно твердыми, чтобы противостоять смятию и истиранию и вместе с тем они должны быть и вязкими, чтобы не было частых изломов; увеличение мощности автобусных двигателей позволяет увеличить провозную способность маршрута, одновременно ухудшая экологическую обстановку. Хорошо известна и классическая задача о промежуточном остановочном пункте. На маршруте N - три последовательных остановки А, В и С. Если закрыть остановку В, то пассажиры, пользующиеся остановками А и С, выиграют за счет сокращения времени перемещения, но пассажиры, тяготеющие к остановке В, при этом проиграют за счет увеличения времени пешеходного подхода. Итог для транспортного предприятия будет неопределенным, зависящим от ряда других факторов. Комплексный итог может быть переменным. Однако возникает вопрос: закрыть или сохранить остановку В ?

Или другой пример: повышение производительности труда при земельно-кадастровых геодезических работах происходит при внедрении электронных средств измерений, которые в 5-10 раз дороже традиционных оптико-механических геодезических приборов. Для обеспечения рентабельности производства удорожание средств измерений должно быть заложено в стоимость продукции, что вызовет повышение стоимости работ по межеванию и ограничение спроса на их выполнение. Спрашивается: чем производить

измерения - традиционными оптико-механическими или электрон­ными средствами?

Более простой метод, который может быть положен в основу формулирования идеи (проблемы, темы) - так называемый метод ассоциации. Человек, наблюдая или воображая некоторый процесс или явление, непосредственно происходящее в данный момент, представляет себе что-то другое, сходное в какой-то мере с первым. Цепочка тянется дальше и одна идея возникает на основе другой. Яркие примеры такого ассоциативного поиска дает бионика. Так, наблюдения за полетом птиц привели к идее использовать крыло в конструкциях махолета, планера и других летательных аппаратов. Нахождению оптимального варианта при ассоциативном генерировании идей может помочь построение дерева реализации соответствующих функций, которое постепенно сужает возможную область эффективного поиска, т.е. детализирует его.

Другой метод - метод «вживания в роль», используя который человек как бы ставит себя на место объекта и, отвечая на собственные вопросы, представляет свое поведение в этой роли.

Известен и метод «заданной функции». Сама постановка задачи при этом как бы уводит исследователя от инерции уже существующих решений и помогает ему сосредоточиться на поиске другого, нового способа реализации этой функции. К примеру, поставлена задача добиться сокращения потерь щебня при устройстве основания дорожной одежды. Большинство специалистов сразу четко представляет себе действующий технологический процесс и начинает думать о совершенствовании ковша у бульдозера или грейдера, об овальных подкрылках и иной модернизации имеющихся технических средств. Формулируя заданную функцию, можно ввести определенные ограничения с акцентом на детализированную функцию, например, не просто сократить потери, а именно потери в процессе непосредственной укладки слоя. Не исключено, что в результате будет найдена технология, основанная на применении принципиально иного оборудования, например, какого-либо перемещающегося дозирующего устройства.

Кстати, опыт подсказывает, что иногда размышление о возможных вариантах творческого решения в процессе выполнения работы, не требующей большого умственного напряжения, оказывается наиболее продуктивным.

Более сложный метод генерирования идей - матричный метод. Его суть состоит в том, что переменные качества признака, определяющие выбор решения, анализируются в морфологическом, т.е. связанным с формой, структурой, составом и т.п., порядке. Для каждой из этих переменных рассматриваются параметры, характеристики, свойства, которые в совокупности образуют матрицу. Различные сочетания элементов матрицы отражают разные варианты идеи или решения задачи. Многие примеры матричного метода можно найти в книге А.М.Берлянта [3]: это и «квадрат» геоизображений, и таблица основных картометрических и морфометрических показателей, и матрица «свойств геоизображений как моделей действительности» и т.д..

Вернемся к уже упоминавшемуся дереву реализации функций и приведем пример. Исходная функция - передвижение человека в пространстве. Выделим пары известных переменных, определяющих выбор: вид транспортного средства (автомобиль, железная дорога, монорельс, конвейер и т.д.) и вид тяги или используемой энергии (электричество, углеводородное топливо, энергия атома, солнечная и т.д.). Построим двухмерную матрицу. При десяти вариантах по каждой переменной мы получим сто теоретически возможных комбинаций. А если добавить третью переменную - например, назначение транспортного средства, хотя бы в трех вариантах (грузоперевозки, пассажирские перевозки, специальная техника) и построить трехмерную матрицу - число комбинаций возрастет до трехсот.

Очевидно, что при этом многие сочетания могут оказаться заведомо неприемлемыми, но в любом случае останется достаточное количество в разной степени пригодных для дальнейшей разработки вариантов решения, в том числе и такие, которые при другом способе «перебора» могли бы остаться вне внимания.

Известны и другие методы достижения нужного результата. Например, метод фокальных объектов, когда признаки нескольких, случайно выбранных объектов переносят на объект поиска. Возникающие при этом нестандартные ситуации помогают преодолевать психологическую инерцшо и найти оригинальную идею. Иногда применим так называемый метод контрольных вопросов: а что, если сделать наоборот? А что, если изменить форму объекта? А что, если использовать другой материал?

Есть и более сложные методы, которые обычно применяются в практике высшей формы технического творчества - при решении изобретательских задач:: «мозговая атака», методика программного решения, метод каталога, метод цепочек случайностей. Эти методы достаточно подробно описываются в специальной литературе [7, 8].

Уместно подчеркнуть, что, если сравнивать уже упомянутые виды деятельности (научное исследование, инженерная разработка, изобретательство, рационализаторская деятельность), то окажется, что соотношение творческого и рутинного начал в каждом из них будет существенно отличаться. Это естественно и закономерно, прежде всего потому, что, как уже говорилось, одним из главных признаков творчества является новизна, оригинальность результата, метода его поиска, путей его реализации. Именно такой характер соотношения наиболее близко соответствует форме и содержанию видов деятельности. Научное исследование решает эмпирические и теоретические задачи. Первые направлены на выявление, точное описание различных факторов, присущих явлениям или процессам. Решаются они методами пассивного наблюдения, либо активного эксперимента, связанного с изменением внешних и внутренних параметров. Последние изучают причины, связи, зависимости, закономерности. Здесь на первый план выходят логические умозаключения, трактовки, наконец, новые идеи. К инженерным разработкам можно отнести проектно-техническую документацию, конструкторские решения, организационные программы, управленческие воздействия, финансово-экономические и маркетинговые проекты и аналогичные действия. Их объединяет общий признак - в ходе таких разработок создается естественная оценка конкретного объекта, действующего в конкретных условиях, определяется порядок реализации и функционирования, оцениваются результаты. Научные исследования и инженерные разработки обычно взаимодействуют, хотя могут осуществляться и вне непосредственных прямых связей.

Свои особенное™ присущи и разработкам, которые выполняются студентами в процессе обучения в высшем учебном заведении.

Вопросы и задания для самопроверки:

1. Как можно представить себе процесс поиска идеи или темы исследования?

2. Охарактеризуйте основные методы формулирования темы.

3. Приведите пример построения матрицы вариантов (помимо изложенного в тексте).

4. Попытайтесь сформулировать несколько тем исследований в близкой вам профессиональной области деятельности и обсудите их на семинаре.