1.2.1.3. Виды и практическая ценность научных открытий

Самое непостижимое в мире – то, что он постижим.

А. ЭЙНШТЕЙН

Научные открытия, о которых далее пойдёт речь, служат стабильной основой накопленных человечеством организованных знаний.

В широком смысле термином «открытие» обозначают существенно разные процессы и продукты научного творческого труда.

Так, термин «открытие» можно понимать, как обнаружение неизвестных ранее объектов материального мира, включая:

* выявление в результате фундаментальных научных исследований таких естественных объектов, которые существовали и существуют независимо от воли и деятельности человека в природе, начиная от ещё не обнаруженных в земных условиях элементарных частиц и кончая неведомыми пока астрономическими объектами в дальнем Космосе со всеми живыми и неживыми объектами и физическими полями, которые могут существовать на некоторых из них,

* создание из материала природы по воле (хотя нередко вопреки изначальным благим намерениям) и в результате труда людей и описание искусственных объектов, в частности:

** целенаправленное создание в ходе прикладных научно-исследовательских и опытно-технологических работ образцов таких продуктов, как:

*** новые (как органические, так и неорганические низко- и высокомолекулярные) химические соединения,

*** новые композиционные материалы (как определённого и стабильного, так и неопределённого, но также обычно стабильного) состава,

*** живые организмы-мутанты произвольных видов, которые преднамеренно получены и после оценки хозяйственно полезных признаков сознательно отобраны селекционерами как основа новых штаммов микроорганизмов, сортов растений или пород животных,

*** управляемые физические поля,

** нецеленаправленное создание в ходе всё еще хаотичного функционирования системы общественного производства и потребления таких обычно нежелательных новых побочных продуктов, как:

*** химические соединения (например, диоксины),

*** композиционные материалы неопределённого и/или переменного состава типа комплексных отходов в отвалах горных и/или металлургических и/или энергетических предприятий и на городских свалках,

*** организмы-мутанты произвольных видов, спонтанно и бесконтрольно возникающие вследствие насыщения природной среды мутагенами-ксенобиотиками (то есть чуждыми жизни веществами),

*** комплексные электромагнитные поля как следствие одновременной работы систем электроснабжения и систем радиотелевизионной связи;

Весьма часто термин «открытие» толкуют как обнаружение неизвестных ранее свойств у известных объектов материального мира, то есть познание их способности непосредственно вступать в причинные взаимодействия с другими объектами материального мира или быть переносчиками (посредниками, медиаторами) в таких взаимодействиях, например:

* совершённое ещё в палеолите открытие твёрдости как одного из основных механических свойств природных материалов, которые пралюди применяли в орудиях труда,

* также совершённое в глубокой древности открытие способности глины переходить в прочные водостойкие материалы под воздействием огня, что положило начало гончарному производству, существующему и в наши дни,

* обусловившее в начале ХХ века переворот в средствах связи открытие возможности модулирования электромагнитных волн по амплитуде, частоте и фазе,

* открытие радиоактивности,

* открытие способности Солнца влиять на ход и исход химических и, особенно, биохимических реакций,

* открытие практически полной биосовместимости клеток юных эмбрионов (для человеческих эмбрионов – в возрасте до 2-х недель) с биологическими тканями любых взрослых организмов того же вида и способности таких клеток при введении в эти организмы стимулировать их жизнедеятельность и излечивать многие заболевания.

Наиболее важными считаются открытия неизвестных ранее процессов в материальном мире, то есть причинных взаимодействий, которые возникают, протекают и прекращаются независимо от воли и желания людей.

При этом важно знать и понимать, что причинные взаимодействия могут быть познаны на двух основных уровнях:

* функционально – как «изолированные» явления природы, которые экспериментально изучены на уровне «чёрного ящика» и могут быть - при создании определённых условий - экспериментально же воспроизведены независимо от первооткрывателя,

* структурно-функционально – как природные закономерности, которые экспериментально и теоретически изучены как устойчивая, воспроизводимая независимо от первооткрывателя взаимосвязь по меньшей мере двух явлений,

Далее, термин «открытие» приложим к обнаружению неизвестных ранее социально-экономических процессов. Такие процессы происходят в человеческом обществе и системе общественного производства и потребления. Они обусловлены отчасти естественно-биологически «человеческой природой», а отчасти предшествующей и текущей деятельностью человечества. Такие процессы могут быть исследованы как функционально, то есть на уровне явлений, так и структурно-функционально, то есть на уровне закономерностей.

И, наконец, термин «открытие» приложим к обнаружению неизвестных ранее метанаучных, то есть выходящих за рамки специальных естественных наук, социологии и политической экономии философских, логических и/или математических закономерностей как наиболее общих (абстрактных) проявлений всеобщей взаимосвязи тел и процессов в природе, обществе и мышлении.

Официальная регистрация естественнонаучных открытий «свойств», «явлений» и «закономерностей» материального мира была предусмотрена в Советском Союзе, Чехословацкой Социалистической Республике и Монгольской Народной Республике. Положительными результатами этой регистрации служили довольно строгое изложение новых знаний о природе и систематизированные по отраслям естествознания публикации, которые нередко служили основой принципиально новых изобретений и разработанных с их применением технологических процессов, оборудования и материалов.

Но ни в одной из стран с рыночной экономикой, несмотря на многолетние «усилия» Международного бюро Всемирной организации интеллектуальной собственности (МБ ВОИС), этот внеэкономический чиновно-политический метод стимуляции научного творчества не прижился, а в постсоветскую эру исчез и из законодательства всех стран бывшего соцлагеря и постсоветских государств.

Поэтому все современные первооткрыватели при желании «засветиться» в научном мире должны руководствоваться обычными нормами авторского и/или патентного права.

В любом случае открытия «объектов», «свойств» объектов, «явлений» и, особенно, «закономерностей» природы при надлежащей самоорганизации технического творчества могут служить непосредственным источником изобретательских задач и естественнонаучной основой изобретений для нужд общественного производства.

Однако пути технологического освоения знаний, закреплённых в открытиях разных видов несколько различны.

Вполне очевидно, что открытие материальных объектов (предметов или физических полей) как таковых – всего лишь необходимая, но недостаточная предпосылка расширения технологических возможностей человечества. Действительно, что пользы от впервые обнаруженного минерала или впервые синтезированного химического соединения, если мы не знаем, в каких технологических процессах они могут быть сырьём или для каких иных нужд использованы непосредственно?

Поэтому технологическое освоение таких открытий предполагает в качестве первого шага выявление новых полезных свойств объектов материального мира.

Такие свойства проявляются, прежде всего, как способность исследуемых объектов вступать с другими, обычно заведомо известными объектами во взаимодействия, которые приводят к получению в качестве «физических» следствий некоторой информации, и/или энергии, и/или вещества практически полезного качества и в заметном количестве.

Ясно, что один и тот же материальный объект может:

во-первых, вступать во многие разные взаимодействия с разными «объектами-партнёрами и

во-вторых, по-разному взаимодействовать даже с одними и теми же «партнёрами».

Соответственно, один и тот же материальный объект может проявлять множество разных свойств, которые полезны в одних, вредны в других и нейтральны в третьих условиях природной и/или социально-экономической среды.

Свойства могут быть выявлены опытным путём в результате:

* либо случайных наблюдений,

* либо целенаправленных экспериментов по типу скрининга («просеивания»), которые, как правило, проводят, если состав и структура испытуемого объекта неизвестны или их известность при данном уровне развития теории недостаточна для нужд технологии.

Такой подход характерен для выше упомянутого функционального понимания причинности. Он достаточен для первичного вовлечения новых объектов в систему общественного производства и потребления, однако трудоёмок и существенно затрудняет оптимизацию технологий.

Поэтому везде и всегда, где и когда возможно, учёные и инженеры строят гипотетические структурно-функциональные символические модели исследуемых предметов и процессов.

Эти модели могут быть логическими (словесными) и математическими (в том числе, в виде систем уравнений и/или неравенств, геометрических образов и т.д.).

Теоретический анализ таких моделей, то есть рассуждения и/или расчёты, нередко позволяет предвидеть не учтённые ранее полезные свойства и хотя бы приблизительно определять границы изменчивости таких свойств.

Технологическое освоение научных открытий существенно упрощается и облегчается, когда в научном исследовании удаётся зафиксировать не только перечень объектов, которые причинно взаимодействуют в наблюдаемом явлении природы, но и внешние условия, необходимые и достаточные для воспроизведения этого явления.

В таких случаях внимание исследователей концентрируется:

во-первых, на выяснении диапазонов изменчивости условий, внутри которых гарантировано воспроизведение исследуемого явления, и

во-вторых, на выборе конкретных поддиапазонов изменения условий для получения избранных следствий при практическом использовании этого явления.

Иногда вместо терминов «явление» или «закономерность» употребляют термин «эффект», что особенно характерно для публикаций по САПр (системам автоматизированного проектирования), САПР (системам автоматизированного поиска решений) и ТРИЗ (теории решения изобретательских задач). Но для рационализации технологического освоения научных знаний это различие терминов несущественно. Важно лишь знать, что «эффекты» бывают не только физическими и что связанные с понятием «физический эффект» ограничения концепции САПР искусственны и не оправданы, ибо САПРы ныне нужны и химикам, и биологам, и медикам.

Ещё проще, казалось бы, переходить к технологии от предварительно познанных закономерностей природы, то есть устойчивой связи двух или более явлений. В открытиях этого уровня обычно зафиксированы не только взаимодействующие объекты, но и условия, необходимые и достаточные для взаимодействия.

Однако в силу традиций “чистой” науки нередко случается так, что открыватели закономерностей ограничиваются указанием таких начальных условий, которые достаточны только для наблюдения открытой закономерности с научными же целями, а практическое освоение, как «шубу с барского плеча», оставляют технологам и конструкторам.

Так было, например, с выявлением «механизма» цепных реакций распада ядер радиоактивных элементов и «механизма» перехода графита в алмаз.

Первая закономерность была открыта в самом начале, но освоена для военных и мирных целей только в середине ХХ века.

Вторую закономерность А.И. Лейпунский теоретически описал в конце 30-х, а её технологическое освоение пришлось на конец 50-х – начало 60-х годов ХХ века.

Аналогично, в инженерных традициях всё ещё остаётся привкус пренебрежения к академической науке. Следствием этого пренебрежения служат многие неудачные попытки довести до предела возможностей существующие технологии вместо отказа от привычных догм и целенаправленного технологического освоения «свежих» естественнонаучных открытий.

Примерами такого рода когда-то служило усовершенствование паровозов и пароходов, а ныне могут служить непрекращающиеся попытки создания всё более экзотичных конструкций двигателей внутреннего сгорания и ветродвигателей.

В частичное оправдание учёных и инженеров следует заметить, что переход от познания природы к её преобразованию на основе некоторых закономерностей имеет не только субъективную подоплёку, но и объективные трудности в обеспечении сложных комплексов условий, необходимых и достаточных для устойчивого воспроизведения, например, таких технологий, как:

* целенаправленный синтез стабильных по качественному и количественному составу и свойствам силикатных материалов,

* целенаправленная модификация генома человека с профилактическими, лечебными или евгеническими целями,

* термоядерный синтез в энергетике и

* быстрое и безопасное обезвреживание отработанного ядерного топлива на уже существующих атомных электростанциях.

Социально-экономические закономерности в современном обществе влияют на творческий труд постольку, поскольку они осознаны обществом и закреплены в (юридических) нормативных актах, связанных с охраной и практическим использованием интеллектуальной собственности, включая:

* международные конвенции и иные договоры, в особенности Парижскую конвенцию по охране промышленной собственности и Договор о патентной кооперации,

* «национальные» законы, в особенности законы, которые посвящены охране авторских и смежных прав, и патентные законы,

* декреты и постановления органов исполнительной власти, которые связаны с регулированием творческой деятельности, и

* инструкции и правила, которые установлены отдельными межгосударственными и государственными органами, например:

** Международным бюро Всемирной организации интеллектуальной собственности,

** региональными (Евразийским, Европейским и т.д.) Патентными ведомствами и

** национальными Патентными ведомствами.

В таких нормативных актах обычно заданы стандартные требования к продуктам творческого труда, например «условия патентоспособности изобретений».

В случаях, когда творцы заведомо желают получить правовую охрану своих творений, такие юридические требования, как подробнее будет показано далее, должны быть включены в раздел «ТРЕБУЕТСЯ» каждой творческой задачи уже в момент её постановки.

Метанаучные философские, логические и/или математические закономерности имеют тем большую эвристическую ценность, чем более абстрактные (все)общие взаимосвязи тел и процессов в природе, обществе и мышлении они фиксируют.

Поэтому творцам новой техники важно иметь…