Виды путей к открытию и определяющие их факторы

Интеллект решает неординарные проблемы

Путь открытия - это одна из важнейших методологических и логических характеристик исследовательского процесса. От его качества зависят результативность поисковой деятельности, количество затраченных в ходе ее осуществления времени и усилий, в целом успех исследования. Проблема пути - это перманентная проблема поискового процесса. Она возникает в начале поиска и вновь и вновь встает в ходе его развертывания. Если речь идет о познании принципиально нового явления, то сразу наметить правильный путь исследования невозможно. Путь открытия - это пострезультатный и постситуационный феномен, то есть такой, каждая из последующих характеристик которого выявляется после достижения очередного результата и после того, когда сложится и сформируется очередная познавательная ситуация. Характер же последней зависит не только от поисковой деятельности исследователя, но и от множества других факторов и событий, имеющих место вокруг этой деятельности.

Путь открытия - это траектория движения исследователя или исследователей по пространству содержания изучаемого явления и релевантной ему области. Она начинается от выбранного отправного пункта и заканчивается конечной целью, искомым результатом. Этот путь можно охарактеризовать как естественно складывающийся, поскольку его траектория во многом зависит от наличных условий, возможностей исследователя, от различных внешних обстоятельств. Поэтому путь открытия и предстает как отражение истории и судьбы последнего.

Чтобы конкретно показать сложный и причудливый характер пути открытия, необычность влияющих на него обстоятельств, рассмотрим более или менее подробно историю одного из выдающихся открытий 20 века.

Процесс открытия можно назвать полидинамическим, поскольку в нем участвует и взаимодействует множество разнообразных факторов. Он развивается чаще всего по нескольким направлениям, включает в себя субпроцессы, содержит различные уровни и планы. Эти качественно разные параметры могут находиться друг с другом как в согласии, так и в противоречии. Отсюда проистекает, с одной стороны, поступательный характер развития этого процесса, с другой - его парадоксальность, причудливый облик его пути. Для описания процесса открытия требуется большой комплекс специальных понятий, а именно таких, как путь и логика открытия, динамика этого пути, интенциальный и неинтенциальный планы данного процесса, преднамеренные и непреднамеренные открытия и другое. Материалом, на котором можно продемонстрировать действие и проявление названных факторов, могут быть многие открытия. Я выберу для этой цели открытие, совершенное в 1956-1961 годах в Англии и Канаде химиком Нилом Бартлеттом, ставшим позднее профессором калифорнийского университета. Причиной такого выбора является то, что его автор сам довольно точно и подробно описал совершенный им крайне успешный научный поиск.

Парадоксальность открытий выражается прежде всего в том, что к тому или иному результату исследователи идут обычно довольно долго. После совершения открытия и постижения механизма получения искомого результата для воспроизведения этого процесса требуется несравнимо меньшее время. Так, чтобы окислить ксенон (один из инертных газов), сейчас достаточно одной минуты. Процесс же исследований, который помог понять, как это можно сделать, занял шесть десятилетий. Другой парадокс состоит в том, что для осуществления того или иного открытия часто имеются в наличии все необходимые условия, но тем не менее совершается оно нередко с большим запозданием. Так было и в случае поиска способа заставить инертные газы вступить в реакции с другими химическими элементами. Суть открытия Бартлетта как раз и состоит в решении этой задачи, с которой, по его мнению, можно было справиться на много лет раньше. Упомянутые выше понятия позволяют как объяснить причину этих и других парадоксов научного поиска, так и раскрыть некоторые из механизмов и особенностей пути исследования.

В своих изысканиях ученые руководствуются теми или иными исходными представлениями, понятиями, установками, целями, намерениями и тому подобным. Все эти факторы образуют особый план исследования, который можно назвать интенциальным. Через него реализуется сознательная деятельность исследователей, ее активный, целенаправленный характер. К этому плану можно также отнести сознательно выбранные теоретические предпосылки поиска, методологические и эвристические принципы и правила исследования. В интенциальном плане следует различать, с одной стороны, такие идеи, представления, цели, намерения и тому подобное, которые адекватны искомому, ведут к его открытию, а с другой стороны, такие, которые, напротив, оказываются неадекватными ему. Элементы второго рода в большинстве случаев являются помехой в научном поиске, ведут его по неправильному пути. Но и здесь может проявиться парадоксальность исследовательского процесса. Дело в том, что имеется немало случаев, когда именно ошибочные идеи, цели, представления и установки способствовали совершению открытий. Ошибочные цели, идеи и представления, несмотря на свою несостоятельность в качестве элементов знания, тем не менее активизируют поисковую деятельность, побуждают исследователей к осуществлению тех или иных наблюдений, экспериментов, к построению теоретических конструкций. Тем самым они стимулируют поисковые действия с мало или совсем неизученными объектами, которые несомненно могут заключать в себе какое-то еще нераскрытое содержание. А в этих условиях любые познавательные операции вполне могут оказаться продуктивными.

Интенциальный план в решении проблемы инертных газов, то есть их способности или неспособности реагировать с другими элементами, поначалу состоял из двух противоположных точек зрения. Химики-теоретики (Антропофф в 1924 году, Полинг в 1930 году) говорили, например, о возможности соединения ксенона с самым активным элементом фтором, то есть об образовании фторидов ксенона. Этот вывод, сделанный, в частности, на основе большой прогностической силы периодического закона Менделеева, ориентировал исследователей на поиск способов синтеза подобных веществ. Однако в 1932 году после проведенных опытов ряд авторитетных экспериментаторов заявил, что ксенон не может реагировать со фтором. Последняя точка зрения утвердилась в химии, и в течение более чем двух десятилетий поиск решения этой задачи не осуществлялся. Как оказалось позднее, такая установка была неверной. Не было соблюдено одно из важнейших правил научных исследований, его можно сформулировать так: необходимо самым тщательным способом и до получения бесспорных свидетельств проводить исследование по всем возможным направлениям и на разных уровнях - эмпирическом и теоретическом. В противном случае в познании того или иного явления без достаточных оснований будут "заморожены" в принципе перспективные исследования. Так и произошло в решении упомянутой проблемы. В данном разделе химии утвердился застой.

Каким образом возможно осуществить выход из такой ситуации? Это может быть сделано в рамках интенциального плана, для чего необходимо выдвинуть новые идеи, осуществить смелые и нетрадиционные подходы к стоящей проблеме, применить качественно новые методы и приемы исследования. Но, оказывается, такие шаги ученые не всегда делают в подобных ситуациях, вследствие чего застой продлевается. В таких случаях выход из тупика помогает совершить неинтенциальный план познавательного процесса.

Что же представляет собой этот план? Он включает в себя те факторы, которые вовлекаются или, наоборот, исключаются из познавательного процесса помимо осознанных целей, намерений, представлений, действий исследователя. Это непреднамеренные действия субъекта, действия его в соответствии с неадекватными для данной познавательной ситуации или исследуемого объекта установками или целями (квазицелями), неосознаваемые мыслительные процессы, скрытое содержание изучаемых объектов, о которых ученый не подозревает. Часто содержание исследуемых объектов, а также возможности познавательных средств (приборов, инструментов, методов) превосходят цели и задачи исследования, то есть обладают по отношению к ним определенной избыточностью. Эта избыточность и может стать причиной неожиданных результатов, новых открытий. Познавательные средства с избыточным потенциалом позволяют, таким образом, обнаружить и изучить не только искомое явление, но и выявить какой-либо аномальный феномен. В ходе исследовательских действий ученого может сложиться такая познавательная ситуация, которая сознательно не предполагалась им, но которая оказывается способна привести к неожиданному эффекту.

В истории изучения реактивности инертных газов неинтенциальный план помог найти способ их окисления. В 1956 году молодой химик Нил Бартлетт решил очистить от брома шестифтористую платину (PtF₆). С этой целью он поместил это соединение в кварцевую трубку и начал нагревать горелкой. Исходя из его представлений и установок должен был появиться летучий светло-желтый газ, который затем превратился бы в жидкость, содержащую бром. Но к своему удивлению Бартлетт увидел в трубке совершенно иной продукт реакции - красные кристаллы. Последующие исследования показали, что в этом продукте нет никакого брома. В нем содержался (что также было неожиданностью) кислород. При этом кислород оказался (что было еще более неожиданным) окисленным фтористой платиной. Так начинающий химик совершил одно из крупнейших открытий нашего времени - способность шестифтористой платины быть чрезвычайно сильным окислителем. Это было настолько неожиданно, что коллеги Бартлетта сочли этот результат ошибочным.

Анализируя эти опыты Бартлетта с точки зрения понятия неинтенциального плана, мы видим, что к образованию ситуации открытия и к самому открытию привел ряд факторов, выходящих за рамки сознательных намерений ученого. Это прежде всего квазицель. Химик поставил задачу очищения фтористой платины от брома, которая оказалась неадекватной, поскольку брома в данном соединении не было. Однако эта квазицель включила в поисковый процесс два важных компонента - данное соединение и способ воздействия на него (нагревание в стеклянной трубке). Кроме того, в процесс включился помимо намерений исследователя кислород, который не нужен был для его экспериментов, но который благодаря внешней среде (воздуху) стал еще одним важным компонентом ситуации открытия: именно на него подействовала фтористая платина и тем самым проявила себя как сильнейший окислитель. Таким образом, исследование благодаря неинтенциальным факторам было переключено с решения одной и довольно тривиальной задачи на другую и притом принципиально иного характера и значения - на задачу использования фтористой платины в качестве эффективного окислителя, чем после этого Бартлетт и занялся. Весь этот процесс, что вполне очевидно, также носит парадоксальный характер. Бартлетт получил результат в корне отличный от того, который он ожидал.

Итак, мы видим, что как в этом, так и во множестве других научных исследований неинтенциальный план выводит поиск на новый путь, становится производителем аномальных результатов. В определенных случаях он оказывается эффективнее интенциального плана и выводит проблему из состояния застоя. Неинтенциальный план по содержанию богаче интенциального, поскольку через него в поисковый процесс могут включаться самые разнообразные объекты действительности, могут возникать самые неожиданные комбинации, могут проявить себя нераскрытые возможности познавательных средств, может быть указан правильный путь исследования. Этот план помимо намерений ученого может повлиять на выбор объекта исследования и на дальнейший его ход. В самом деле, Бартлетт, собираясь очистить от брома фтористую платину, надеялся получить бромиды фтора. Однако вопреки его ожиданию к нему в руки попала соль, в которой фтористая платина оказалась соединенной с кислородом. Эта соль и явилась той аномалией, которая раскрыла исключительную окислительную способность фторида платины. Во всем этом проявляется дивергентность неинтенциального плана - его отличие от плана интенциального, расхождение с ним. Благодаря этой черте неинтенциального плана в судьбе ученых и происходит то, что обычно называют везением. Именно этот план вовлекает в поисковое поле те факторы, которые приводят к неожиданным результатам. И это касается не только объектов и методов исследования, но и тех или иных элементов знания, которые по каким-то внешним причинам попадают в поле зрения исследователя и затем могут сыграть большую продуктивную роль, и неожиданных контактов с другими исследователями, что также может способствовать творческой удаче. У Бартлетта это проявилось в том, что когда он переехал из Англии на работу в один из канадских университетов, то именно там к нему попал в качестве аспиранта человек, владевший как раз тем методом химического анализа, который позволил определить состав красных кристаллов, что было крайне трудным делом и без чего нельзя было двигаться дальше. Путь исследования приобретает все более прямой и результативный характер.

Поскольку неинтенциальный план способен порождать аномалии, то от исследователя требуется умение видеть их как таковые. Очень легко можно просмотреть их и дать им тривиальную интерпретацию, тем самым упустив шанс совершить выдающееся открытие. Как раз так случилось с группой ученых аргоннской лаборатории в США. Они много работали со фтористой платиной, и к ним в руки попадало в больших количествах то самое красное вещество, которое получил Бартлетт, но они не увидели в нем чего-то необычного и истолковали его как досадное следствие взаимодействия этой платины с водой, что только "портило" материал опытов. Никому не пришло в голову подумать: а не является ли этот "испорченный" материал следствием какой-то другой реакции? Однолинейность мышления, убеждение, что то или иное явление может быть следствием лишь какой-то одной и притом уже известной причины, помешало посмотреть на данный продукт с другой точки зрения. Вследствие этого вторгшаяся в деятельность названных ученых перспективная линия исследования не получила развития. Путь к открытию в этом случае был прерван в самом его начале. Избежать подобных просчетов можно, если руководствоваться презумпцией возможной разно- и многопричинности одних и тех же явлений. Тогда в, казалось бы, очевидном можно увидеть нечто аномальное. Иными словами, мышление должно одновременно работать по разным схемам и парадигмам - традиционным (стереотипным) и дивергентным (нетрадиционным, парадоксальным), допускать возможность неожиданных поворотов и ходов исследовательского процесса.

Неинтенциальный план действует не сам по себе. Он приводится в движение деятельностью ученого в интенциальном плане. Вследствие этого взаимодействия на путях научного поиска появляются так называемые непреднамеренные открытия. Исследователь помимо своих сознательных намерений получает некий новый результат, выходит на новое направление поиска. Открытие здесь не ограничивается обнаружением аномалий. Открытием становится и тот метод, та процедура, с помощью которой, не ожидая этого, ученый приходит к новому достижению. Ему становится ясно, что данный метод, данная процедура - это средство выявления или порождения аномалий, средство освоения новых направлений исследовательской деятельности. Так в руках ученого оказывается инструмент, который он может применять для получения и других новых результатов. Именно таким образом подошел к результатам своих первых опытов Бартлетт. Увидев во фториде платины мощный окислитель, он решил использовать его как средство для окисления неподдающихся ранее никаким химическим воздействиям инертных газов, прежде всего наиболее перспективного в этом отношении ксенона.

Характер действий Бартлетта на этапе первых опытов, независимо от его сознательных интенций, можно определить объективно как реализацию приема поискового экспериментирования. Такое экспериментирование может совершаться, как это часто и бывает, сознательно. Исследователь строит самые разнообразные комбинации объектов, условий и средств исследования. Для этого требуется большая фантазия, развитое воображение и изобретательность. Процессы, происходящие в неинтенциальном плане, благодаря действию находящихся вне сознательной сферы исследователя факторов стихийно формируют другие комбинации и тем самым помогают ученому расширить и разнообразить поле и содержание поискового экспериментирования. Иными словами, неосознанно действующий предметный мир творит вместе с сознательно работающим творцом. Из факта продуктивного, но стихийного действия неинтенциальных факторов можно было сделать сознательно используемый методологический вывод: нужно проводить как можно более необычные и разнообразные наблюдения и эксперименты, в том числе противоречащие устоявшимся представлениям. Необходим и другой вывод: проводя какие-либо исследования, нужно внимательно следить за возможным появлением непредусмотренных или побочных результатов, поскольку вместе с ученым в этом процессе участвует еще один генератор нового - неинтенциальный план. При поисковом экспериментировании весьма полезно действовать по принципу контраста: делать то, что считается невозможным, невероятным, противоположным общепринятому. В одних случаях это не даст какого-то интересного результата, в других же может привести к экстраординарному открытию.

Противоположностью непреднамеренных открытий являются открытия преднамеренные. К ним идут иными путями. В этом случае заранее ставятся определенные цели, используются с полным знанием возможных последствий выбранные методы, исследователь опирается на ясно сформулированные идеи и теоретические предпосылки, более или менее определенно представляет себе ход и направление поискового процесса. Полученный результат вполне соответствует названным факторам и не является неожиданным, хотя и может носить характер чрезвычайного, революционного, если его соотносить с традиционными взглядами. Так, постигнув необычную окислительную способность фтористой платины, Бартлетт продлил путь исследования, ставя теперь уже сознательно дальнейшую цель - использовать ее для окисления ксенона, и вопреки скепсису других химиков добился этого результата, который для него уже не был неожиданным. Так стихийно проявивший свои свойства объект становится средством дальнейшего движения по вновь открывшемуся пути.

Из изложенного видно, что в случаях, подобных исследованию Бартлетта, процесс открытия состоит из двух этапов: этапа непреднамеренного и этапа преднамеренного открытия. Этим и определяется сложный характер пути и логики таких исследований. Кроме того, у этих открытий возможна еще и предыстория - первоначальные преднамеренные попытки получить тот результат, которым в конце концов заканчиваются эти исследования. В отношении инертных газов это были попытки в 1920-х - начале 1930-х годов теоретического и эмпирического решения проблемы реактивности этих газов. Такие попытки означают стремление исследователей прийти к решению задачи прямым и коротким путем. Но как в этом, так и во многих других случаях прямой путь оказывался трудным и нерезультативным. И тогда к искомому результату приходится идти обходным путем. В случае с инертными газами на этот путь химия в лице Бартлетта встала неосознанно. Ее направил по нему неинтенциальный путь исследования. Практический же вывод из подобного случая заключается в следующем: если прямой путь не дает искомого результата, то это еще не означает, что он вообще невозможен; необходимо провести исследование по другим путям и направлениям, не прерывать поиск преждевременно. Не следует ждать, когда положение будет исправлено парадоксальным образом, то есть недостатки сознательного поиска при благоприятном стечении обстоятельств будут устранены действующими помимо сознания исследователей неинтенциальными факторами.

Неудачи на прямом пути могут быть обусловлены ограниченными возможностями выбранных средств исследования, прежде всего методов. Порой поиск ограничивается привлечением какого-либо одного метода или нескольких методов одного типа, тогда как результат, как потом оказывается, может быть получен методами совершенно иного рода. Поэтому целесообразно привлекать самый широкий спектр познавательных средств, в том числе использовать методы и процедуры противоположного характера. До Бартлетта химики пытались заставить ксенон вступить в реакцию со фтором посредством сильного нагревания их смеси в стальной бомбе или пропуская через эту смесь электрический разряд. Бартлетт же просто погрел эту смесь в стеклянной трубке, то есть применил противоположный прием.

Путь открытия выступает как более или менее упорядоченная совокупность всех действий и шагов, ведущих к нему. Эта совокупность может быть представлена в виде одной или нескольких последовательностей, параллельных или тем или иным образом переплетающихся между собой. Элементы этого пути определенным образом связаны друг с другом. Эта связь, соотнесенность и обусловленность познавательных действий, а также полученных на пути исследования промежуточных результатов, обеспечивающих достижение конечной цели, и представляют собой логику открытия. Благодаря ей поисковый процесс не идет абсолютно произвольно и хаотично. Он более или менее определенно детерминирован рядом факторов. На ход развития исследования, на его направленность влияют характер наличной познавательной ситуации, определяемый прежде всего объемом и качеством относящихся к проблеме знаний и необходимых средств, познавательные способности исследователя, та форма или аспект, которыми изучаемый объект дан ученому. Если путь открытия складывается из этапов непреднамеренного и преднамеренного открытия, то центральным звеном логики этого процесса является переход во многих случаях от квазицелевого поиска к поиску со вполне адекватной целью, а также переход от стадии с определяющей ролью неинтенциальных факторов к стадии, определяемой интенциальными факторами. Логика каждой из этих стадий определяется существенной спецификой процессов, соответствующих этим стадиям. Процесс, происходящий на стадии непреднамеренного открытия, представляет собой широкий поток познавательной деятельности, выступающий в форме полидинамического стохастического процесса. Он охватывает множество исследований, проводящихся в соответствующей области науки, в которые вовлечены в значительном количестве разнообразные объекты и средства исследования, в которых участвует множество исследователей. В таком процессе далеко не все протекает по заданным программам и правилам. В нем возможны различные неожиданные и случайные события. А поскольку таких событий много из-за высокой динамичности и многокомпонентности процесса, то высока и вероятность появления аномальных и важных результатов. Именно так и произошло с непреднамеренным открытием Бартлеттом большой окислительной способности фторида платины.

С переходом к этапу преднамеренного открытия характер поискового процесса принципиально меняется. Также меняется и характер логики поиска. Теперь познавательные действия детерминируются адекватно истолкованным аномальным результатом и точно определенной конечной целью. Между этими крайними пунктами появляются промежуточные результаты и промежуточные цели, которые детерминируют выбор познавательных средств, обеспечивающих движение в правильном направлении. Поиск в соответствии с этими детерминантами делает путь исследования более прямым и определенным, следовательно, и конечный результат достигается значительно быстрее.

Анатолий Степанович Майданов, 1998 год