книги из ГПНТБ / Мамыкин, И. П. Аналогия в техническом творчестве гносеологический анализ

вается не только решением уже поставленной задачи, но и широко понимаемыми обществен­ но-производственными потребностями. «Удель­ ный вес» аналогии в решении конкретных за­ дач весьма различен. Случается, что отпадает необходимость в изобретательстве, поскольку можно применить с незначительными измене­ ниями то, что известно по аналогии. Чаще, однако, требуется существенная доработка

ивидоизменение первоначальной идеи. Конечно, в оценке познавательной роли

того или иного метода не всегда можно огра­ ничиваться лишь констатацией возможности (и даже необходимости) его применения. Если в процессе решения задачи возникает возмож­ ность применения аналогии, это не означает еще, что возможность реализована, т. е. вывод по аналогии действительно состоялся. Как ука­ зывалось, аналогизирование может состояться при наличии не только объективных, но и субъ­ ективных факторов. Необходимо еще выявить, обнаружить аналогию.

История науки и техники свидетельствует, что исследователи часто проходили мимо оче­ видных аналогий. На практике это затягивало решение многих важных производственных за­ дач, приводило к плохому использованию на­ личной научно-технической базы.

Однако не всегда исследователи, не обнару­ жившие аналогию, оказываются не в силах ре­ шить задачу. Нередко изобретатели, не исполь­ зуя опыт других отраслей техники и «опыт» природы, самостоятельно открывают уже из­ вестные технические решения, либо повторяют принцип живых организмов. Причины возник­

110

новения такого рода ситуаций можно понять, если учесть, что применение того или иного ме­ тода познания не определяется однозначно ходом исследования. К одному и тому же ито­ гу исследования можно прийти разными путя­ ми, посредством применения различных мето­ дов познания.

Об этом свидетельствуют, например, факты одновременного создания одного и того же изобретения разными исследователями. При­ мер такого рода описан в романе М. Уилсона «Жизнь во мгле». Два изобретателя (Э. Горин и И. Зарицкий) почти одновременно разрабо­ тали одну и ту же конструкцию станка. Э. Го­ рин применил законы физики и математический аппарат, а И. Зарицкий воспользовался ана­ логией: наблюдая, как под коньком его дочери плавится лед, он решил применить тот же прин­ цип для резания металлов 30. Акад А. Н. Кры­ лов в своих воспоминаниях рассказал об инже- нере-самоучке П. А. Титове, который опреде­ лял на глаз размеры устройств. При этом результат получался тот же, что и у автора воспоминаний, опиравшегося на математичес­ кие расчеты 31.

Не менее часты случаи, когда после созда­ ния изобретения выясняется, что его можно было разработать другим способом. Это обсто­ ятельство необходимо учитывать как при оцен­ ке познавательных возможностей того или ино­ го метода, так и хода творческого процесса

вцелом.

Внашей литературе высказывается мне­

ние, что к методу аналогии прибегают тогда, когда нет возможности применить другие ме­

111

тоды познания 32. Неправомерно, по-видимому, это утверждение возводить в общее правило. Аналогия применяется не тогда, когда нельзя использовать другие методы, а тогда, когда ей следует отдать предпочтение перед всеми фор­ мально возможными методами.

Выбор того или иного метода решения за­ дачи определяется конкретными условиями исследования. Значительную роль при этом играют личные качества исследователя, в част­ ности, степень овладения им определенным ме­ тодом познания или его предпочтение опреде­ ленным методам. Здесь проявляется известное диалектическое соотношение возможности и действительности. В ходе познания возникают различные возможности постижения истины, реализация же какой-либо из них зависит от всей совокупности отношений действительно­ сти. Детерминированность реализации возмож­ ности конкретными условиями субъективно может восприниматься так, что у исследовате­ ля якобы вообще не было выбора.

Проведенный анализ творческого процесса, таким образом, в значительной мере подтверж­ дает известный афоризм Д. Пойа: «Аналогия, по-видимому, имеет долю во всех открытиях, но в (некоторых она имеет львиную долю» 33. В этом высказывании хорошо отражена много­ гранная роль аналогии в творческом процессе, но его нельзя понимать слишком буквально, ибо одинаковых результатов можно достичь различными методами.

Возможность достижения одинаковых ре­ зультатов различными методами познания не­ обходимо всегда учитывать при рассмотрении

112

вопросов творчества, особенно при мысленном восстановлении хода создания изобретения или открытия. Так, из сходства конечного ре­ зультата исследования с определенными явле­ ниями не следует делать вывод о том, что исследователь пользовался аналогией. Такой подход соблазняет своей легкостью в объясне­ нии происхождения изобретений: для этого до­ статочно подыскать соответствующую анало­ гию. Подобные «объяснения» бытуют в устных рассказах, в популярной литературе, а иногда проникают в серьезные научные книги. При та­ ком недифференцированном, «суммарном» рас­ смотрении творческого процесса в нем не выде­ ляют отдельных стадий, сводя весь процесс создания изобретения лишь к аналогии. Все это искажает действительный ход мысли изо­ бретателя, нередко вызывает у историков науки и техники сомнения в действительном применении аналогии.

2.О значении метода аналогии в развитии техники

После выяснения условий применения и значения метода аналогии в творческом про­ цессе исследователя представляется целесооб­ разным проанализировать роль и значение это­ го метода в общем ходе развития техники.

Возможны различные подходы к проведе­ нию такого анализа. Можно, например, просле­ дить эволюцию метода аналогии в истории техники. Вполне приемлемо рассмотрение по отдельным отраслям техники. Возможен также анализ закономерностей развития техники

в связи с различными группами и разновидно­ стями прототипов. Этот путь, по нашему мне­ нию, наиболее целесообразен, так как позволя­ ет учесть в известной мере и другие подходы.

Предварительным условием проведения анализа является учет если не всех, то, по край­ ней мере, наиболее часто применяемых прото­ типов. Как указывалось при рассмотрении форм аналогии, в практике технического твор­ чества наиболее часто используются прототи­ пы из сфер природы, техники и быта. Каждая из этих сфер связана с определенными законо­ мерностями и тенденциями развития техники.

Сфера природных прототипов. Природные прототипы подразделяются на явления живой и неживой природы. В связи с успехами кибер­ нетики и бионики наибольший интерес пред­ ставляют прототипы живой природы.

В развитии техники сфера природных про­ тотипов исторически выступает самой первой. На наиболее раннем этапе развития общества человек собирал и использовал продукты при­ роды, не подвергая их какой-либо обработке. Не удовлетворяясь количеством и качеством природных продуктов, он в дальнейшем пере­ шел к их обработке и изготовлению орудий труда.

Изготовляя орудия труда, человек перво­ начально воспроизводил и имитировал извест­ ные ему природные формы. Заметив, например, что отогнутая ветка дерева стремительно при­ нимает прежнее положение, он применил тот же принцип при изготовлении пружинных ловушек34. Человек копировал и свои органы. Так, форма мотыги подсказана ему рукой.

114

Вполне справедлив вывод немецкого ученого Э. Каппа о тройственном назначении руки. Она, во-первых, является природным орудием, вовторых, служит образцом для механических орудий и, в-третьих, играет главную роль при

(пещеры, гроты, ямы). Потом люди стали строить жилища, сохраняя форму пещеры36. В дальнейшем жилища значительно отлича­ ются от природных форм. Для строительства применяются предварительно обработанные материалы, а форма жилья все более прибли­ жается к правильной геометрической.

Первые колонны представляли собой дере­ вянные столбы, поддерживавшие крышу. Что­ бы колонны были более прочными, стали изго­

бретениям. Можно назвать три фазы этого про­ цесса: 1) непосредственное использование при­ родных продуктов; 2) подражание природе;

3)отход от следования природе.

Соответствие технических устройств при­

родным формам трансформируется следующим образом: тождество — сходство — несходство.

Разумеется, это лишь схема, которая не всегда соответствует развитию технических средств: некоторые из них миновали стадию подражания. Уже в первобытной технике

встречается ряд изобретений (гончарный круг, например), не имеющих прототипа в живой природе.

По мере прогресса техники появляется все больше технических средств, не имеющих про­ образа в природе. Однако сходство с природ­

инструментов в действие силами природы; ма­ шина; система машин, имеющая один двига­ тель; система машин, имеющих автоматический двигатель,— вот ход развития машин» 38. В эту периодизацию, сохранившую значение до на­ ших дней, следует включить создание управля­ ющих устройств, кибернетической техники, являющихся необходимым элементом автома­ тических машин и систем 39.

Многие орудия и машины сходны с природ­ ными формами, отдельные механизмы — с ча­ стями скелета. В станках, подъемно-транспорт­ ных машинах важной составной частью явля­ ется механическая рука.

В целом, однако, по мере развития техники от простых орудий к сложным машинам в них

* В дальнейшем рассматривается преимущественно сходство внешних очертаний и структур. Функциональ­ ное сходство орудий труда и природных органов не вы­ зывает сомнения.

116

все меньше остается сходства с формами орга­ низмов. Все более вступает в силу характерная особенность производственных процессов, на которую обращал внимание Ф. Энгельс,— использование таких движений, которые не встречаются в природе вовсе или, по крайней

мере, в таком же виде40.

Одним из существенных отличий развитой техники от природы является особое 'значение вращательного движения. Вращательное дви­ жение в технике более прогрессивно по сравне­ нию с возвратно-поступательным. Не случайно многие конструкции развиваются по пути пе­ рехода от возвратно-поступательного движения к вращательному (роторные линии, проекты ротативных двигателей).

Живая природа не выработала особых устройств для осуществления вращательного движения, подобных колесу для передвижения. Конечно, неправильно было бы на этом основа­ нии утверждать, что живые организмы совер­ шенно не пользуются этим видом движения. Они пользуются им, іно обычно не для собст­ венного передвижения: жуки перекатывают личинки в навозных шарах, лиса толкает свернувшегося ежа лапой к воде, бобры катят бревна при сооружении плотины и т. п.

Наряду с общей тенденцией — уменьшение сходства с природными формами — проявля­ ется и противоположная ей тенденция — усиле­ ние сходства. Особенно ярко это проявляется в высшей фазе развития техники — создании управляющих устройств. Так, имеются, напри­ мер, черты структурного сходства между нерв­ ной системой насекомых и конструкциями

117

некоторых современных кибернетических ма­ шин 41.

Общий ход научно-технического прогресса создает все более благоприятные возможности для имитирования природных прототипов: ра­ стет способность абстрагирования, совершен­ ствуются методы исследования биологических явлений, технические средства, позволяющие воспроизвести и смоделировать природные прототипы для технических целей. Имитирова­ нию поддаются все более сложные прототипы.

Наряду с сознательным использованием опыта природы имело место и такое положе­ ние, когда, идя своими путями, не используя прототип в живой природе, человек стихийно приходил к инженерным решениям, подобным живым системам. При этом сходство между техникой и природой осознавалось лишь после того, как эти изобретения были созданы.

Необходимость создания дополнительной подъемной силы привела к конструированию различного рода устройств, называемых меха­ низацией крыла самолета. Впоследствии выяс­ нилось, что некоторые из них по устройству и принципу действия весьма сходны с приспо­ соблениями крыла птиц. Так, действие кры­ лышка птицы и предкрылка самолета основано на одном и том же принципе — управления по­

природных форм не приносило успеха. Это вы­ нуждало пойти по пути, отличному от природы.

118

В дальнейшем же выяснилось, что путь этот на самом деле дает больше возможностей для последующего подражания природе.

Развитие стопоходящих машин, например, было затруднено потому, что не удавалось до­ биться повышения их скорости. Такая возмож­ ность появилась после того, как получил до­ статочное развитие ротационный принцип. Использование его достижений в создании быстроходных машин позволило перейти к стопоходящим машинам. Шагающий экскава­ тор нельзя было бы создать без предваритель­ ной отработки принципов конструирования большого числа вращающихся частей. И здесь вновь подтверждается ленинское положение: «Движение познания к объекту всегда может

Истории науки и техники известны попытки как абсолютизации сходства технических средств с живыми организмами, так и пре­ увеличения различий между природой и тех­ никой.

Аристотель, пытаясь объяснить происхожде­ ние орудий труда, выдвинул «теорию подража­ ния». Сущность этой теории сводится к тому, что человек, создавая орудия труда, только копирует природу. В конце прошлого века не­ мецкий ученый Э. Капп выступил с так назы­ ваемой теорией органопроекции, утверждая, что все орудия труда являются проекцией орга­

* Отступить, чтобы лучше прыгнуть (познать?).—

Р е д .

119