Поиск оптимального пути к открытию

Интеллект решает неординарные проблемы

Из вышеприведенных слов Зоммерфельда видно, что к тому или иному результату наука часто идет непростым, сложным путем. Однако после этого вдруг становится ясно, что к этому же результату ведет и более легкий путь. Эту мысль в яркой форме выразил еще раньше Герман Людвиг Гельмгольц: "Я могу сравнить себя с путником, который предпринял восхождение на гору, не зная дороги; долго и с трудом взбирается он, часто вынужден возвращаться назад, ибо дальше нет прохода. То размышление, то случай открывают ему новые тропинки, они ведут его несколько далее, и, наконец, когда цель достигнута, он, к своему стыду, находит широкую дорогу, по которой мог бы подняться, если бы умел верно отыскать начало".

Дело в том, что широкий магистральный путь становится видимым как раз благодаря первоначально достигнутому результату. Он обладает свойством обратного свечения, то есть именно с вершины этого результата становится виден более оптимальный путь. Поначалу же найти этот путь крайне трудно, и поэтому велика заслуга того ученого, который смог прийти к цели другим, хотя и менее простым путем. Но в тех условиях, в условиях отсутствия конечного результата, освещающего всю познавательную ситуацию со всеми ее сложностями и возможностями, обнаружение одного из доступных, хотя и менее удобных путей - большое достижение. К тому же на этот путь толкает исследователя характер сложившейся проблемной ситуации, затрагиваемые ею моменты явления, тогда как попытки поиска решения по другому, более удобному пути вообще не возникли бы, поскольку по отношению к связанным с данным путем моментам явления в то время не встала никакая проблема и, следовательно, не было стимула для поиска по этому пути. Исследователи, которые отыскивают другие пути в условиях уже имеющегося результата, находятся в качественно иной познавательной ситуации, поскольку этот результат является для них великолепной подсказкой и ориентиром при поиске новых путей, других средств и методов получения данного результата.

Но и в первоначальной ситуации могут существовать факторы, которые способны помочь найти более оптимальный путь и существенно облегчить поисковую деятельность. Некоторые из этих факторов были освещены нами раньше. Укажем теперь на некоторые другие, весьма важные факторы.

Одна из трудностей при выборе пути состоит в том, что перед исследователем открывается множество путей, но далеко не все из них ведут к искомому. Поэтому перед ученым встает задача отсечения неперспективных или тупиковых направлений поиска. Эта проблема исследуется рядом ученых, занимающихся изучением творческого мышления. Сошлемся, в частности, на работы таких специалистов по эвристическому программированию, как А.Ньюэлл, Дж.Шоу, Г.Саймон, Г.Гелернтер, которые предлагают некоторые приемы сокращения количества возможных путей поиска. Их работы, как и опыт научного творчества, говорят в пользу возможности избирательного поиска пути исследования, тогда как даже некоторые крупные ученые считают, что такой поиск осуществляется без каких-либо регулятивов, трудоемким методом проб и ошибок. Так, например, у Макса Борна читаем: "Я убежден, что в науке нет философской столбовой дороги с гносеологическими указателями. Нет, мы находимся в джунглях и отыскиваем свой путь посредством проб и ошибок, строя свою дорогу позади себя, по мере того, как мы продвинулись вперед".

Успеху в решении этой проблемы могут помочь так называемые индикаторы искомого, то есть те феномены, которые так или иначе указывают на него, каким-либо образом свидетельствуют, сигнализируют о нем, в которых оно проявляет себя. Они как раз и могут стать некоторыми ориентирами в движении к цели по более результативному пути. При наличии таких свидетельств поиск не будет осуществляться полностью вслепую. От исследователя требуется умение находить, видеть такие индикаторы. Они могут относиться к самому искомому и более или менее определенно или едва заметным образом указывать на него, а могут быть лишь его отдаленными коррелятами, только косвенно свидетельствующими о нем. Отсутствие способности видеть в тех или иных феноменах индикатор чего-либо нового, существенно важного нередко мешает исследователю совершить открытие. Так, например, венский психопатолог Т.Мейнерт (конец 19 века) расценивал эмоциональную привязанность, возникающую между гипнотизером и пациентом во время гипнотического сеанса, как собачью преданность одного человека другому, тогда как Фрейд усмотрел в этом факте проявление сути психотерапевтического отношения и благодаря этому сформировал фундаментальное понятие психоанализа - трансфер, раскрывающее тайну этого отношения. Для физиолога Ивана Петровича Павлова индикатором какого-то неизвестного существенного явления стал факт выделения у собаки слюны при виде пищи. Поняв эту индицирующую значимость данного факта, он ухватился за него как за конец нити, и она привела ученого к одному из величайших открытий - к открытию условных рефлексов.

Индикаторы помогают также правильно определить область поиска и не заниматься исследованиями там, где искомого явления нет. Верно определив характер, качество или тип факта, являющихся индикаторами, исследователь благодаря этому в состоянии установить адекватную этим характеристикам область или класс явлений, к которым может принадлежать искомое, и именно там проводить поиск.

Ограничению количества возможных путей способствует руководящая идея, то есть некоторое, хотя бы и гипотетическое представление о явлении или о какой-либо его существенной характеристике, их антиципация. И если эта идея верна, то она не только поможет отсеять ряд путей, но и может помочь в выборе правильного пути. Напротив, ошибочная идея направит поиск по ложному пути. Сложность в том, что истинность руководящей идеи выявляется после достижения конечного результата, а поэтому она не может гарантировать правильность выбранного пути. И тем не менее этим средством ученые пользуются в своих исследованиях, так как оно придает определенность и смысл поисковой деятельности. В случае ж неудачи возможно выдвижение новой идеи и повторение поиска уже в соответствии с нею. А поскольку идей об одном каком-либо явлении всегда будет меньше, чем количество возможных путей в соответствующем содержательном пространстве, к которому принадлежит и это искомое, и целый класс других неизвестных, к которым ведут свои множества путей, то данный прием существенно уменьшит число приемлемых путей и тем самым сократит время поиска. И чем точнее и содержательно полнее руководящая идея, тем вернее она выведет на нужный путь.

Путь исследования будет короче и прямее, если ученый выбирает предметом этого исследования наиболее эффектный объект. Это такой объект из множества явлений соответствующего класса или такой аспект этих явлений, в которых наиболее выразительно, отчетливо, непосредственно, в более доступном виде для наблюдения и эксперимента проявляет себя искомое. Такой объект позволяет легче выявить сущность и закономерности соответствующего класса явлений. Эффектность объекта означает большую продуктивность осуществляемых над ним познавательных операций, большую их успешность. Так, бессознательное имеет место в обычных, нормальных состояниях психики, но наиболее ярко оно проявляет себя в патологии, особенно в таких аномальных явлениях, как истерия, гипноз, раздвоение сознания и тому подобное. Именно поэтому его начали изучать через эти явления (Шарко, Брейер, Фрейд). Л.Шерток считает, что для познания психотерапевтического процесса наиболее продуктивным является гипноз. Он пишет: "По-моему, наилучший путь к познанию этих явлений открывает гипноз, поскольку он дает широкий простор для наблюдения и управления теми психобиологическими взаимодействиями, в которых и таится ключ к проблеме". Подобные явления дают возможность заглянуть в существо, в глубинный уровень изучаемого феномена. Так Фрейд благодаря истерии заглянул в происходящие в бессознательном процессы, обусловленные воспоминаниями о прошлых переживаниях, ставших причиной этого заболевания. Тем самым ему открылся один из самых значительных элементов содержания бессознательного и динамика этих процессов. Он сознательно следовал правилу выбора эффектного объекта, что видно из следующих его слов: "Думается, что более целесообразно начинать не с определения, а с указания на известную область явлений, а затем уже выделить из этой области несколько особенно явных и характерных фактов, с которых может начаться исследование".

В практике научного познания выбор объекта исследования часто осуществляется без знания того, будет ли этот объект эффектным или нет, обеспечит ли он короткий поисковый процесс или, напротив, этот процесс пойдет долгой извилистой дорогой. Во многих случаях такой объект оказывается малопродуктивным и процесс исследования становится крайне трудоемким и затяжным. Кроме того, результаты могут быть недостаточно значительными, противоречивыми, с малой степенью достоверности. Изучение подобных объектов часто не позволяет дать ответ на поставленный вопрос. Так, Чарльз Роберт Дарвин пытался обнаружить законы наследственности на основе изучения данных о животноводстве. Но животноводство оказалось неподходящим объектом для решения этой проблемы. Быстрее и легче это было сделано Грегором Иоганном Менделем в опытах с растениями. В случае электрического тока также были более и менее эффектные объекты. Ток в металлах оказывается трудным для наблюдения, а потому дальше гипотезы о существовании чрезвычайно малых частиц электричества (Бенджамин Франклин) этот объект не привел. Электролиз как объект исследования оказался эффектнее и позволил Майклу Фарадею сформировать более содержательные и обоснованные идеи об атомах электричества. Но наиболее эффектным объектом для понимания природы электричества явились катодные лучи, позволившие открыть и изучить многие свойства элементарной заряженной частицы - электрона. Таким образом, и в отношении выбираемых для изучения объектов познавательный процесс проходит определенный путь - от менее эффектных к более эффектным. Обратим внимание на то, что продвижение к более эффектному объекту и понимание его как такового становится возможным после работы с менее эффектными объектами. Так было и в случае познания бессознательного. Фрейд шел к этому явлению и вообще к теории психоанализа от истерии. Но пройдя этот трудный путь, он понял, что значительно проще идти к этому через изучение сновидений. "Толкование сновидения, - писал он, - есть viа Rеgiа (с латинского: дорога в царские чертоги) к познанию бессознательного, самое определенное основание психоанализа и та область, в которой всякий исследователь приобретет свою убежденность и свое образование. Когда меня спрашивают, как можно сделаться психоаналитиком, я всегда отвечаю: с помощью изучения своих собственных сновидений".

Выбор эффектного объекта исследования определяется уровнем знаний о явлениях соответствующей области действительности. Часто среди этих явлений имеется достаточно эффектный объект, но недостаточные знания о нем не позволяют сделать правильный выбор. Так, для решения задачи на измерение кинетической энергии тока Генрих Рудольф Герц проводил эксперименты с электрическим током в металлах. Это дало результат, который в 10 тысяч раз больше современного значения. Для получения точного результата Герцу следовало бы взять другое явление - электрический разряд в газах (катодные лучи). Но тогдашний уровень знаний об электричестве и катодных лучах не мог подсказать ему этот шаг, вследствие чего процесс исследования растянулся. Из этого следует методологический вывод о том, что при выборе объекта исследования нужно стремиться привлечь возможно большее количество релевантных знаний.

Нередко какое-либо явление вообще остается неизученным и непонятым, а избранный путь оказывается тупиковым, поскольку в качестве объекта выбирается сложная или слабо выраженная форма. И только когда удается найти более выраженную и удобную для изучения форму, тогда становится возможным изучить явление и на этой основе понять менее эффектные формы.

Изучение практики научного познания позволяет сформулировать некоторые рекомендации относительно более удачного выбора объекта исследования и тем самым относительно выбора более оптимального пути.

Стало уже общеизвестным, что при изучении какого-либо явления следует останавливаться на его наиболее развитых, зрелых формах. Если нужно составить представление о каком-либо объекте по какой-либо его части или о классе явлений по некоторым из этих явлений, то в таком случае следует выбирать такие части или явления, в которых в наиболее законченной и полной форме воплотились искомые характеристики. В свое время Владимир Онуфриевич Ковалевский занялся реконструкцией путей эволюции копытных. В качестве материала исследования он использовал ископаемые остатки третичных копытных. Непосредственным объектом работы Ковалевский избрал кости конечностей и зубной аппарат. Такой выбор объяснялся тем, что именно на этих органах наиболее полно проявился приспособительный характер эволюции, именно они оказались наиболее активными при смене условий существования животных, их образа жизни и питания. Подобные объекты отражают наиболее существенные черты изучаемого явления, поэтому и следует отыскивать в объекте исследования такие признаки и элементы. Когда Фарадей решил экспериментально изучить природу электрического тока, то перед ним встал вопрос: а на каких веществах можно это сделать? Безусловно, на тех, в которых прохождение тока вызывает существенные, притом не кратковременные, а необратимые явления. Такими веществами оказались электролиты. И этот выбор позволил ему достаточно быстро прийти к открытию важных закономерностей электролиза и проводимости электролитов. Это свидетельствует о том, что при выборе объекта исследования следует ориентироваться на такие явления, в которых искомое проявляет себя в наиболее яркой, выраженной форме. Для понимания процесса горения Антуан Лоран Лавуазье неслучайно проводил опыты с фосфором и серой. Эти вещества при горении поглощают громадное количество воздуха, что позволяет очень убедительно показать, что фосфор и сера вовсе не теряют в весе при горении, как следовало из теории флогистона, а, напротив, увеличивают его. Ультрафиолетовое излучение первым проявило квантовые свойства света и привело к фотонной теории (Альберт Эйнштейн). Это произошло потому, что данное излучение благодаря своему коротковолновому характеру вызывает хорошо наблюдаемый фотоэлектрический эффект, который стимулировал движение мысли на поиск объясняющей теории.

Ученые не всегда могут сориентироваться в выборе объекта исследования с такими важными для познавательного процесса свойствами, как доступность, простота, удобство в работе, нетрудоемкость. Указания на объекты с такими характеристиками нужно уметь видеть в наличных знаниях. Вся логика учения Чарльза Дарвина призывала биологов к изучению причин эволюции на таких микроинтервалах этого процесса, которые делают его доступным точному и в существенных фрагментах экспериментальному изучению. Но по этому пути вначале пошли лишь некоторые ученые. В истории генетики неслучайным было то, что закономерности наследственности были обнаружены на растениях. Установление явлений наследственности и их закономерностей доступнее на растительных объектах, чем на животных. Лишь с начала 20 века оказалось возможным изучать наследственность у животных и обнаружить объекты, по удобству превосходящие многие растения (прежде всего мушка дрозофила).

Следует искать такие объекты, у которых изучаемое содержание менее осложнено и затемнено другими факторами. В таких объектах искомое содержание проступает наиболее ясно, определенно, четко. Грегор Иоганн Мендель выбрал горох в качестве объекта исследования именно потому, что он позволяет получить наиболее точные и четкие результаты. Если бы Мендель начал с ястребинок (чем он с меньшим успехом занялся позднее), то получил бы путанные результаты, которые не позволили бы сформулировать строгие правила наследования признаков.

Выбор того или иного объекта определяется разными факторами. Часто ученого привлекает какой-либо малоизученный объект, который потом может оказаться богатым новым содержанием. С этой целью ученые стараются проникнуть в отдаленные сферы и области действительности. Для таких ученых, говоря словами Демокрита, "Знание природы скрыто в глубинах рудников или на дне колодцев". Другим ориентиром могут быть слова Бэкона, который говорил: "Природа проявляет себя преимущественно в самом малом...". И в самом деле, обращение к явлениям микромира позволило физике совершить много революционных открытий. Верно будет и противоположное утверждение: необычные и фундаментальные качества природа проявляет и в самом большом. В научной практике ученые при поиске продуктивных объектов исследования руководствуются и правилом контраста: если первоначально выбранный объект не дает желаемого результата или дает проблематичный результат, то следует поискать объект с противоположными характеристиками. Так, до Менделя закономерности передачи наследственных признаков искали в опытах с межвидовыми скрещиваниями, он же обратился к внутривидовым. Предшественники Дмитрия Ивановича Менделеева искали закон химических элементов путем анализа и сопоставления отдельных элементов, а он сопоставил их группами.

Поиску эффектного объекта может помочь и случай. Те или иные побочные обстоятельства могут способствовать проявлению какого-то необычного свойства или явления. Важно не оставить такую аномалию без внимания, а, напротив, избрать ее в качестве объекта интенсивных исследований. Подобная ситуация была в случае открытия взаимодействия электричества и магнетизма (Ганс Христиан Эрстед), электромагнитных волн (Генрих Рудольф Герц), рентгеновских лучей и тому подобного.

Эффектный объект можно обнаружить не только в природе, так сказать, в готовом виде. Подобные объекты ученые могут создавать и искусственно, преднамеренно, с помощью различных экспериментальных или мысленных операций. Необычайно продуктивное для физики явление - катодные лучи - было создано физиками преднамеренно в опытах по прохождению электричества через газы, и это сократило путь ко многим последующим открытиям. Эффектный объект может быть и продуктом мысленного конструирования, как это было с абсолютно черным телом. Кирхгоф пришел к этому понятию в результате поисков универсальной модели излучающего тела, которая позволяла бы описывать все многообразие источников светового излучения.

Выявление в практике научного познания приемов и правил выбора, поиска и построения высокопродуктивных, эффектных объектов исследования - важная методологическая задача, решение которой дает ученым реальное средство оптимизации путей поиска и повышения эффективности их научной деятельности.

Анатолий Степанович Майданов, 1998 год