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

Деление по четвертому принципу подчер­ кивает различие в способах выделения срав­ ниваемых признаков, что проявляется в зна­ чимости и существенности признаков для предмета и в характере их связи. В соответ­ ствии с этим разграничиваются три уровня абстрагирования.

Первый уровень соответствует простой (ассоциативной) аналогии. О зависимости между сходными и переносимыми признаками в этом случае известно только то, что они лишь сосуществуют в одном из объектов. Са­ ми признаки выражают свойства объектов, нередко носящие внешний, поверхностный ха­ рактер, доступные непосредственному чувст­ венному созерцанию (цвет, запах, внешние очертания и др.). Особенно широко встреча­ ется эта форма аналогии в мышлении детей, которые еще не обладают способностью абст­ рагироваться от внешних впечатлений и мыс­ лят строго конкретными представлениями59.

Эта форма применяется и в исследова­ тельской практике. Акад. Е. О. Патон расска­ зывает в своих воспоминаниях, как у изобре­ тателя А. Коренного появилась мысль заме­ нить дефицитный флюс АН-2 внешне сходным е ним доменным шлаком. Сходными призна­ ками в данном случае были цвет, грануляция, переносимыми — физические и химические свойства, позволяющие получить нужную ре­ акцию 60. Такой же случай встретился в прак­ тике изобретателя И. В. Смирнова. Сходные цвет и консистенция цемента и извести по­ зволили ему высказать предположение о на­ личии у извести вяжущих свойств. Это заклю­

60

чение подтвердилось на практике и в даль­ нейшем было обосновано в теоретических ра­ ботах Б. Осина, акад. П. Ребиндера и других ученых.

Понятно, что во всех этих случаях полу­ чаются выводы малой степени вероятности. Простое сосуществование признаков а, б, в в одном из объектов дает очень мало основа­ ний для вывода о том, что в другом объекте, обладающем свойствами а и б, также имеет­ ся признак в. Применение аналогий такого рода еще не является в полной мере научным методом, но, как видно из приведенных при­ меров, нельзя лишать эти аналогии познава­ тельной ценности и связывать их лишь с лож­ ными выводами*. Другое дело, что эта фор­ ма аналогии была успешно применена одним исследователем, а другого постигла неудача. Успех применения такой аналогии в значи­ тельной мере определяется личными качест­ вами исследователя.

Второй группе форм аналогии присущ бо­ лее высокий уровень абстрагирования: осно­ ванием переноса признака на юбъект высту­ пает не только факт его сосуществования с другими признаками в прототипе, но и опреде­ ленные отношения между общими для сравни­ ваемых предметов признаками и признаком, о котором делается заключение. В эту группу входят такие формы аналогии, как каузальная,

* Значение ассоциативной аналогии принижается, в частности, в работе Э. Розенберга «К вопросу о роли аналогии в современном естествознании». Труды Новоси­

61

функциональная, структурно-функциональная, пропорция, аналогия противоположности и др. Для каждой из них характерен определенный логический разрез и подход к рассматривае­ мым объектам. В каузальной аналогии, напри­ мер, действует зависимость между причиной

иследствием, в структурно-функциональной — связь между функцией и структурой и др. Так проявляется общая закономерность движения познания «...от сосуществования к каузально­ сти и от одной формы связи и взаимозависи­ мости к другой, более глубокой, более об­ щей» 61.

Вэтих формах аналогии сравниваются не внешние и очевидные признаки, а признаки, являющиеся результатом предварительного анализа. Некоторые из них (причина, функ­ ция) имеют сложный, комплексный характер

иявляются по существу производными от ряда признаков. В признаке «структура» за­ ключен ряд отношений.

Все это позволяет считать данную группу форм высшей по сравнению с простой анало­ гией. Однако данной группе форм свойстве­ нен ограниченный подход к изучению явле­ ний, заключающийся в том, что признаки выражают устойчивые состояния объектов, статические характеристики вещей. Эта огра­ ниченность преодолевается переходом на третий, более высокий уровень абстрагиро­ вания.

В третьей группе в качестве сравниваемых признаков выступают внутренние противоре­ чия, общее направление и фазы развития и другие признаки, характеризующие измене­

62

ния в развитии объекта. Такие аналогии при­ меняются при выяснении закономерностей развития техники в целом или отдельных ее отраслей.

Одной из типичных форм этого рода явля­ ется эволюционная аналогия, применяемая при сравнении фаз развития объектов. Сход­ ство определенных фаз нередко позволяет восстановить или предсказать другие фазы развития объектов. Эта форма аналогии может модифицироваться в различных областях ис­ следования. В то время как для исторических наук важно выяснить как прошедшие, так и предстоящие фазы развития (археология, исто­ рия техники и др.) изобретатель ограничивает­ ся почти исключительно предвидением будуще­ го состояния объектов.

Пример такой аналогии приводится Г. С. Лльтшуллером: «Чтобы шахтная крепь луч­ ше противодействовала давлению вышеле­ жащих горных пород, перешли от прямых ба­ лок к арочным. Некоторое время спустя этот прием был использован и в гидростроении: на смену прямым плотинам пришли арочные. В горной технике следующим шагом был пе­ реход от жесткой арочной крепи ік податливой шарнирной. Точно так же вслед за арочными плотинами были созданы податливые шарнир­ ные плотины» 62.

После выяснения сходных черт развития в разных отраслях на основе выявленных зако­ номерностей была сделана попытка предуга­ дать развитие экскаваторных ковшей. При со­ поставлении путей развития ковшей и плотин выявилось сходство фаз развития, выражаю-

63

щееся в близости внешних очертаний и струк­ тур. «Сначала передняя кромка ковша была прямой и зубчатой (она даже внешне походи­ ла на прямую плотину). Затем появился облег­ ченный арочный ковш. Надо полагать, следую­ щим, пока еще не сделанным шагом будет создание податливых шарнирных ковшей»63.

Логическая структура этой формы аналогии имеет вид:

Объект А в своем развитии проходит фазы а, б, в. Объект Б в своем развитии прошел фазы а, б.

Вероятно, следующей в развитии объекта Б будет фаза в.

Близка к рассмотренной выше, но имеет свою специфику аналогия противоречия.

В основе ее лежит положение о том, что ха­ рактер противоречия обусловливает и способ его разрешения. При совпадении характера противоречия в различных объектах исследо­

ния арматуры. «Чтобы натянуть арматуру из низкопрочной стали, достаточно температуры в 300°. Но в предварительно напряженных кон­ струкциях выгодно применять арматуру из высокопрочной проволоки. Для натяжения эту проволоку потребовалось бы нагреть до 600°, а при такой температуре изменяется микро­ структура стали и механические свойства про­ волоки катастрофически падают. Задача на

64

первый взгляд неразрешимая: один и тот же стержень нужно нагревать до 600° и в то же время нельзя нагревать до этой температуры.

...С аналогичным противоречием столкнулся еще Уатт: стенки цилиндра надо было держать одновременно нагретыми и холодными. Уатт разделил цилиндр на два отдельных сосуда. Так надо поступить и здесь. Пусть проволока остается холодной. А какая-то другая проволо­ ка, выполненная из жаропрочного металла, бу­ дет использована для натяжения» 64.

В данном случае в двух конструкциях ха­ рактер противоречия совпадал: паровой ци­ линдр и арматура должны были одновременно выполнять различные функции, что препятство­ вало достижению нужных параметров. В обоих случаях применен сходный прием устранения противоречия — объект разделен на две части, каждая из которых выполняет особую функцию.

Логическая структура аналогии противоречия может быть представлена в виде:

В объекте А противоречие разрешалось таким-то способом.

Характер противоречия объекта Б сходен с А.

Вероятно, для усовершенствования объекта Б следует применить тот же способ.

Весьма показательные примеры сознатель­ ного применения аналогии противоречия дает история естествознания. Можно сослаться, в частности, на вывод о двойственной природе вещества по аналогии со светом. Известно, что до начала 20-х годов XX в. физики пользова­ лись моделью атома, воплощавшей принцип

абстрактной дискретности и полностью исклю­ чавшей идею непрерывности. Электрон неиз­ менно мыслился как дискретное образование, как «кирпич» атомной оболочки. Это представ­ ление об электроне как строго классической частице приводило физиков к неразрешимым противоречиям. Объяснялось это тем, что электрон не является чисто дискретным обра­ зованием и ведет себя не как классическая частица, а гораздо сложнее, противоречивее. Пока физики этого не знали и не учитывали, построенные ими модели атома неизменно ока­ зывались в несогласии с самой действитель­ ностью.

Выход из затруднения был найден Луи де Бройлем. Исходя из того, что свет имеет не только волнообразную, но и дискретную при­ роду, он предположил, что вещество является не только дискретным, состоящим из частиц, но и непрерывным, обладающим волнообраз­ ным характером. «Суть решения, найденного де Бройлем, состояла в обобщении на вещество противоречия, вскрывшегося уже в оптике» 65. Таким образом, противоречие, являвшееся формальным в старой теории, было заменено в новой теории противоречием, отражающим объективную диалектику.

Нельзя не отметить некоторого отличия в применении одной и той же формы в науч­ ном и техническом творчестве. В творчестве ученого речь идет главным образом об осозна­ нии диалектически противоречивой природы объекта. Внимание же изобретателя направля­ ется на поиск конкретного способа практиче­ ского разрешения осознанного противоречия.

66

Наряду с рассмотренными возможны, ве­ роятно, и другие формы аналогии, применяе­ мые с теми же целями. Многое сулит практика выяснения соответствий между развитием тех­ ники и живой природы. Этой теме посвящен ряд работ, в частности большинство выступле­ ний участников специального симпозиума (особенно К. М. Завадского, Ю. С. Мелещенко и А. М. Миклина) 66. Правда, участники сим­ позиума не добивались решения конкретных технических задач, их цель состояла в форму­ лировании общих закономерностей развития техники. Однако проделанная ими работа мо­ жет послужить отправной точкой для более конкретных решений.

В работах А. И. Половинкина 67 предлага­ ется на основе установления определенных соответствий в развитии техники и живой при­ роды более обоснованно составлять прогнозы прогресса техники, разработать более эффек­ тивные методы проектирования конструкций. Хотя в них также не указаны, конкретные ре­ шения, т. е. аналогии не получили завершения, но осуществленный анализ может стать от­ правной точкой для успешного проведения вы­ водов по аналогии.

Эволюционная аналогия и аналогия проти­ воречия близки к рассмотренной выше второй группе норм в том отношении, что зависимость между сходными и переносимыми признаками носит достаточно определенный характер. Вме­ сте с тем имеются и существенные отличия. В эволюционной аналогии и аналогии проти­ воречия рельефнее проявляется специфика ра­ боты исследователя, ее направленность на из-

менение технических объектов. Существенное значение имеет также обобщенный характер признаков, отражающих особенности измене­ ния и развития, что предполагает высокий уро­ вень абстрагирующей деятельности. Все это и дает основание определить аналогию противо­ речия и эволюционную аналогию как аналогии более высокого уровня.

Различение форм аналогии по пятому прин­ ципу имеет целью оценить конкретную меру сходства сравниваемых объектов. Если избрать «нисходящий» способ расположения форм ана­ логии, то можно выделить следующие основ­ ные степени сходства:

1)изоморфизм;

2)гомоморфизм;

3)сохранение общего принципа.

Понятие «изоморфизм», как известно, преж­ де всего появилось в математике. В математи­ ке изоморфизм между двумя множествами означает, что существует взаимно однозначное соответствие, во-первых, между элементами этих множеств, во-вторых, между отношения­ ми, установленными в одном и другом множе­ ствах, в-третьих, элементы обоих множеств, соответствующие друг другу, одинаково упоря­ дочены взаимно соответствующими отноше­ ниями.

Благодаря абстрактной форме это понятие пригодно для характеристики самых разнород­ ных объектов и широко применяется в различ­ ных областях науки и техники. Особенно ха­ рактерен такой подход для кибернетики, поло­ жившей начало применению этого понятия к реальным системам и способствовавшей про­

68

никновению его в другие области исследова­ ния *.

Кибернетика изучает всевозможные реаль­ ные физические системы с точностью до изо­ морфизма, обращает главное внимание на спо­ соб их поведения, а также на соотношение между их отдельными частями и связь систем с подсистемами. Физическая природа элемен­ тов систем и связей между ними не имеет су­ щественного значения.

Математическое происхождение понятия «изоморфизм» обусловливает определенные ограничения, которые нужно преодолеть при применении этой формы аналогии к реальным системам. Следует прежде всего отметить, что исторически понятие изоморфизма вначале связывалось только с подобием структур. В на­ стоящее время намечается более широкая трактовка: понятие обобщается и применяется для характеристики и других типов отношений и связей безотносительно к их содержанию. Как правильно подчеркивает Е. П. Никитин, изоморфизм можно применять для характери­ стики не только собственно структурных, но и других видов отношений. Он может в конкрет­ ных случаях выступать как подобие структур функциональных (система — функция),. при­ чинно-следственных, субстанциональных (объ­ ект— свойство), собственно структурных (эле­ мент— система или элемент — элемент) отно­ шений 68.

* Этот момент обстоятельно разобран С. М. Шалютиным в статье «Об отражении как общем свойстве ма­ терии». В кн. «Теория познания и современная наука».

М., «Мысль», 1967, стр. 81—82.

69