Обучение изобретательству путь к развитию творческой активности школьников, студентов и специалистов Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»
С учетом встраивания России в международную экономическую среду важнейшими задачами становятся повышение конкурентоспособности отечественной продукции и защита прав на интеллектуальную собственность. Одним из способов решения этих задач является патентование новых разработок. В статье рассматриваются некоторые особенности обучения школьников и студентов навыкам изобретательского творчества, даются рекомендации по примерному содержанию соответствующего курса, сформулированы условия, необходимые для развития изобретательства.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Похожие темы научных работ по наукам об образовании , автор научной работы — Бардин В. М.
Формирование у подростков навыков защиты от манипулятивных воздействий
Особенности изобретательской деятельности в высшем профессиональном образовании
Обучение техническому творчеству как одна из актуальных задач образования
Методика использования Международной патентной классификации в процессе организации учебно-творческой деятельности школьников
Использование отечественного и зарубежного опыта организации изобретательской и рационализаторской деятельности как фактор инновационного развития России
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Teaching to Invent as a Way to Develop Creative Activity of High School Students, University Students and Specialists
Entering international economic environment requires of Russia to increase competitive ability of internal production and the protection of intellectual property rights. One of the ways to fulfill these tasks is in patenting new inventions. Some specific features of how to teach pupils and students the skills of invention are considered in this article, the recommendations for an exemplar course content are given, the provisions necessary for invention development are formulated.
Текст научной работы на тему «Обучение изобретательству путь к развитию творческой активности школьников, студентов и специалистов»
ОБУЧЕНИЕ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСТВУ — ПУТЬ К РАЗВИТИЮ ТВОРЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ШКОЛЬНИКОВ, СТУДЕНТОВ И СПЕЦИАЛИСТОВ
В. М. Бардин, профессор кафедры радиотехники МГУ им. Н. П. Огарева
С учетом встраивания России в международную экономическую среду важнейшими задачами становятся повышение конкурентоспособности отечественной продукции и защита прав на интеллектуальную собственность. Одним из способов решения этих задач является патентование новых разработок. В статье рассматриваются некоторые особенности обучения школьников и студентов навыкам изобретательского творчества, даются рекомендации по примерному содержанию соответствующего курса, сформулированы условия, необходимые для развития изобретательства.
Вступление России во Всемирную торговую организацию диктует необходимость повышения конкурентоспособности отечественной продукции и обеспечения защиты прав на интеллектуальную собственность. Один из способов решения этих задач состоит в патентовании новых разработок. К сожалению, недостаточно продуманная политика преобразований, проведенная в России в 90-х гг. прошлого столетия, негативно отразилась на активности патентования. Если до 1990 г. в России ежегодно подавалось около 200 тыс. заявок на изобретения, то в 1995 г. их было только 40 тыс., а в 2002 г. — около 120 тыс. Для сравнения: в Японии ежегодно регистрируется до 400 тыс. заявок и выдается более 100 тыс. патентов, в США эти цифры составляют 200 тыс. и 90 тыс. соответственно. Конечно, количество заявок зависит от многих факторов, и не в последнюю очередь от численности населения страны. В пересчете на 10 тыс. населения в Японии приходится 30 заявок на изобретения, Германии— 10, США — 7, Великобритании — 6, в России — только 21. Эти показатели говорят не о том, что у нас мало новых и оригинальных предложений, а о том, что мы не умеем доводить их до уровня патента и рыночной реализации. Большинство отечественных специалистов не имеют навыков изобретательства, хотя ими несложно овладеть. Однако данный процесс в учебных заведениях не отлажен.
Психологи утверждают, что творческие способности есть у всех людей, вы-
являть и развивать их следует с детского возраста. Поскольку изобретательство выступает одной из разновидностей творчества, обучение ему нужно начинать со школы, пока у человека еще не сформировались устойчивые стереотипы мышления, ограничивающие свободу мышления и полет фантазии. Но в школах этому не учат. В вузах ситуация в последнее время несколько улучшилась. В учебные планы инженерных специальностей введены предметы, так или иначе относящиеся к методологии изобретательства: «Основы инженерного творчества», «Патентоведение», «Основы теории изобретательства».
Ознакомление студентов с методологией изобретательства на лекциях и даже решение серии учебных задач еще не означает, что у них появится стойкое стремление к этому виду творчества. Преподаватель может достичь успеха лишь при индивидуальной работе со студентом. Только так можно выявить и развить его творческие возможности. Необходимым условием формирования творческих навыков студента является его постоянная практическая работа в лабораториях по созданию и исследованию новых устройств, материалов, технологий. Участвуя вместе с наставником в такой работе, студенты приобретают уверенность в своих силах, на практике убеждаясь, что в состоянии создать собственное изобретение. Прививать стойкие потребности к изобретательству вряд ли целесообразно всем студентам. У людей разные стремления и способ© В. М. Бардин, 2008
ности. Поэтому в первую очередь надо работать с теми, кто стабильно успевает по всем дисциплинам и видит полезность приобретения знаний и навыков изобретательского творчества.
Процесс подготовки заявки на изобретение предполагает анализ обширного патентного фонда для выявления аналогов и прототипа. Для этого потенциальным авторам изобретений должен быть предоставлен свободный доступ к информационным массивам. В вузах, центрах научно-технической информации, на крупных предприятиях должны существовать и постоянно пополняться патентные фонды. Сейчас появилась возможность поиска информации через сеть «Интернет». Но массив информации на отечественном сайте www.fips.ru пока невелик и не позволяет проводить полномасштабный поиск. Существенно ускорить процесс создания изобретений могут доступные компьютерные базы данных по физическим, химическим и прочим эффектам, компьютерные программы решения изобретательских задач, справочники по изобретательским приемам и др., которые в большинстве учебных заведений пока отсутствуют.
Развитие навыков изобретательства должно быть не разовым эпизодом, а продолжаться весь период обучения. В вузе этот процесс в обязательном порядке включает патентный анализ при выполнении курсовых и дипломных проектов. Такой подход возможен только при наличии у преподавателей соответствующих знаний по методологии изобретательства. Приобрести их можно самостоятельно по соответствующей литературе или на курсах повышения квалификации. К сожалению, по теории и практике изобретательства широко доступной учебно-методической литературы пока очень мало, в связи с чем ее подготовка представляется актуальной задачей.
В порядке рекомендации можно предложить следующую программу обучения изобретательскому творчеству, которую автор отрабатывал со школьниками и
студентами в течение нескольких лет2. Программа рассчитана на 36 ч аудиторных занятий.
1. Методы активизации творческого мышления: мозговой штурм, метод контрольных вопросов, метод фокальных объектов, метод морфологических матриц, метод ассоциаций.
2. Законы развития технических систем.
3. Виды изобретательских задач.
4. Изобретение и его признаки.
5. Международная классификация изобретений.
6. Эвристические приемы решения изобретательских задач.
7. Вепольные преобразования.
8. Синтез физических принципов действия.
9. Основы теории решения изобретательских задач — ТРИЗ.
10. Упрощенная методология решения изобретательских задач.
11. Алгоритм решения изобретательских задач — АРИЗ.
12. Подготовка материалов заявки на изобретение.
Экспериментальная проверка предлагаемой изобретательской идеи требует наличия определенных финансовых средств, которых обычно нет у изобретателей. К тому же сама процедура подачи заявки на изобретение, проведение экспертизы, поддержание полученного патента в силе также предполагают финансовые затраты. Отсюда следует, что без оказания соответствующей внешней финансовой поддержки изобретателей рассчитывать на развитие массового изобретательства в России не приходится.
Итак, повышение творческой активности и патентной грамотности школьников, студентов и специалистов возможно только при системном подходе, предусматривающем наличие определенных условий, среди которых:
1) введение в учебный процесс дисциплин по технологии изобретательской деятельности;
2) обучение преподавателей этих дисциплин теории и практике решения
изобретательских задач и патентованию изобретательских решений;
3) проведение обязательного патентного поиска при выполнении дипломных проектов на инженерных специальностях вуза;
4) возможность доступа к различным информационным фондам, в том числе патентов, физических, химических и прочих эффектов, приемов решения изобретательских задач;
5) наличие системы организационной и финансовой поддержки изобретателей.
Подобный системный подход может дать ощутимый эффект как в части повышения квалификации специалистов, так и в части защиты авторских прав и создания конкурентоспособной продукции.
1 См.: Россия и страны мира : стат. справ. / Росстат. М., 2006.
2 См.: Бардин В. М. Основы технического творчества и изобретательства / В. М. Бардин, Н. Н. Беспалов. Саранск, 2003.
ФОРМИРОВАНИЕ У ПОДРОСТКОВ НАВЫКОВ ЗАЩИТЫ ОТ МАНИПУЛЯТИВНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
Е. Н. Руськина, преподаватель кафедрыг психологии МГУ им. Н. П. Огарева
В статье проводится анализ подходов к проблеме формирования психологической защиты от манипуляций. С учетом этих подходов разрабатывается авторская программа развития соответствующих навыков. Апробирование методики, составляющей основу данной программы, проводится на подростках как представителях возрастной категории, наиболее подверженной деструктивному влиянию.
В настоящее время особую актуальность приобрела проблема защиты детей от деструктивного влияния, угрожающего их развитию, здоровью (в том числе психическому) и даже жизни. Наиболее опасен и распространен такой вид негативного влияния, как манипулирование. Детьми манипулируют многие: от родителей и учителей до случайных прохожих и средств массовой информации. И если манипулирование близких людей отчасти оправдывается благими намерениями и незначительностью ущерба для ребенка, то деструктивное влияние посторонних людей, равнодушных к его судьбе, может привести к трагическим последствиям. В процессе семейного и школьного воспитания делаются попытки уберечь ребенка от манипулятивного влияния. В основном это сводится к запретам, например: не разговаривай с незнакомыми людьми; не делай чего-либо «за компанию»; не давай поспешных обещаний и т. д. Однако этого явно недо-
статочно. Необходимо целенаправленное формирование у детей навыков защиты от манипулятивных воздействий в семье, детском саду, в школе.
Методика развития навыков защиты от манипулятивных воздействий до сих пор не разработана. Однако есть различные программы, направленные на формирование качеств личности, так или иначе связанных с психологической защищенностью от манипуляций. В их основе лежат различные подходы. Так, если сопротивляемость манипулированию рассматривать как одну из установок, то для ее формирования можно использовать некоторые моменты теории когнитивного диссонанса1. Суть теории состоит в выделении трех компонентов психологической установки: когнитивного, аффективного и поведенческого. Сторонники данного подхода считают, что если изменять хотя бы один из данных компонентов, изменится и структура установки в целом. Но
Основы изобретательской деятельности Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»
Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Калинин Антон Алексеевич
Рассмотрен творческий процесс изобретения , в котором сконцентрированы условия для создания полезного явления.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Калинин Антон Алексеевич
Способы получения заготовок инструмента из быстрорежущих сталей и композиционных инструментальных твердых сплавов
Применение эффекта сверхпластичности при диффузной сварке конструкций из титановых и алюминиевых сплавов
Повышение надежности оснастки и инструмента штампового оборудования
Исследование фазовых превращений в быстрозакристаллизованных порошках титановых сплавов
Влияние диагностики моторного масла М10Г2К в двигателе внутреннего сгорания КамАЗ-740 автомобиля КамАЗ на циклы его поставки в границах технического обеспечения
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
BASES OF INVENTION
The creative process of the invention is considered, in which the conditions for creating a useful phenomenon are concentrated.
Текст научной работы на тему «Основы изобретательской деятельности»
5. Богданов М.Б., Прохорцов А.В., Савельев В.В., Сухинин Б.В., Гаськова Н.Д. Способ уменьшения погрешностей бесплатформенной инерциальной навигационной системы // Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук. 2009. № 2 (60). С. 31-34.
Прохорцов Алексей Вячеславович, канд. техн. наук, доцент, _proxav@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Юдакова Надежда Дмитриевна, инженер, gaskova_n@mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
RESULTS OF EXPERIMENTAL STUDY OF ACCELEROMETERS AT 1105
A.V. Prokhorov, N.D. Yudakov
The results of an experimental study of accelerometers AT 1105, a comparison of the characteristics declared by the manufacturer and the characteristics obtained in the course of the experiments. The feasibility of these accelerometers for the design of accelerometer strapdown navigation system.
Key words: accelerometer, accelerometer strapdown navigation system.
Prohortsov Alexey Vjacheslavovich, candidate of technical science, docent, proxav@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Yudakova Nadezhda Dmitrievna., engineer, gaskova_n@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University
ОСНОВЫ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Рассмотрен творческий процесс изобретения, в котором сконцентрированы условия для создания полезного явления.
Ключевые слова: изобретательность, изобретение, объект изобретений.
Изобретательская деятельность — это творческий процесс изобретения, в котором сконцентрированы условия для создания полезного явления. В этот процесс включены не только научные знания и достижения, но и реальная характеристика самого изобретателя: его эмоциональный настрой на результат, изучение реального мира с учетом личного опыта, научное предвидение результата, точная формулировка поставленной задачи. Только совокупность этих условий, уверенность в надобности новинки и твердая вера в успех позволяют создать новое на уровне изобретения.
В результате научных разработок создаются новые машины и технологии, новые материалы и продуктивные сорта растений и породы животных [1].
Процесс творчества изобретателя — целенаправленный труд, ориентированный на создание прежде неизвестного. Этот процесс можно представить как древо изобретений, базирующееся на трех элементах: новизна, изобретательский уровень, промышленная применимость (рис. 1), как основных условий патентоспособности изобретения до получения правовой охраны.
На рис. 1 видим объекты изобретений: устройства, способы, вещества, штаммы микроорганизмов, применение. Крона древа представляет собой виды изобретений, без каждого вида оно не сможет существовать, следовательно, не может быть изобретением.
НовизШ А I ПРОМЫШЛЕННЛД % % ПРЧМ1У1£НИМ0СТЬ ЦЗОБРЕТ/ШЛЬСКиЙ /РОВЕНЬ :7
Рис. 1. Древо изобретений
Рассмотрим отдельные элементы древа.
Новизна — изобретение неизвестно из уровня техники.
Изобретательский уровень — изобретение для специалиста явно не следует из уровня техники, который, в свою очередь, определяется по всем видам сведений, общедоступных в какой-либо стране (нашей или зарубежной), до даты приоритета изобретения.
Промышленная применимость — изобретение может быть использовано в промышленности, сельском хозяйстве, здравоохранении и других отраслях страны.
Рассмотрим объекты/ изобретений.
К устройствам как к объектам изобретения относятся конструкции и изделия. Для их характеристики можно отнести следующие признаки: наличие конструктивного элемента (или элементов), связи между элемен-
тами; расположение элементов относительно друг друга; форма выполнения элемента (или элементов) или всего устройства в целом, в частности геометрическая форма; форма выполнения связи между элементами; параметры и другие признаки элемента и их взаимосвязь; материал, из которого выполнен данный элемент или устройство в целом; среда, выполняющая функцию элемента.
К способам как к объектам изобретения относятся процессы выполнения действий над материальным объектом (или объектами). Для характеристики способа, в частности, можно принять признаки: наличие действия или действий (очередность выполнения действий во времени или иной порядок в различных сочетаниях (последовательно, одновременно и т.д.)), условия осуществления действий (режим применения веществ (сырья, реагентов, катализаторов и т.п.)), использование устройств (приспособлений, инструментов, оборудования и т.п.), штаммов микроорганизмов, культур клеток растений и животных.
К веществам как к объектам изобретения можно отнести искусственно созданные материальные образования: индивидуальные соединения, например, высокомолекулярные соединения и объекты генной инженерии (плазмиды, рекомбинантные молекулы нуклеиновых кислот и фрагменты нуклеиновых кислот; композиции (составы, смеси); продукты ядерного превращения). Соединения характеризуются признаками низкомолекулярных соединений — качественным (атомами определенных элементов) и количественным (числом атомов каждого элемента) составами, связью между атомами и взаимным их расположением в молекуле (структурная формула); в случае индивидуальных соединений с неустановленной структурой (например, антибиотики) — физико-химическими характеристиками, т.е. признаками способа получения, позволяющего их идентифицировать; в случае высокомолекулярных соединений — химическим составом и структурой одного звена макромолекулы, периодичностью звеньев, молекулярной массой и т.п. Для характеристики композиций используются следующие признаки: качественный и количественный составы, структуры композиции и ингредиентов. Вещества, полученные путем ядерного превращения, можно характеризовать качественным (изотопами элементов) и количественным (число протонов и нейтронов) составами. Основные ядерные характеристики — это период полураспада, тип и энергия излучения (для радиоактивных изотопов).
Штамм микроорганизма, культура клеток растений и животных. К штаммам микроорганизмов, культурам клеток растений и животных как к объектам изобретения относятся: индивидуальные штаммы микроорганизмов (штаммы традиционных микроорганизмов, штаммы — «микроорганизмы», штаммы гибридных микроорганизмов, штаммы рекомбинантные ДНК (РНК) и т.п.); консорциумы микроорганизмов, культур клеток растений и животных (смешанные штаммы микроорганизмов, смешанные культуры клеток растений и (или) животных и т.п.).
Индивидуальные штаммы микроорганизмов характеризуются следующими признаками: культурно-морфологическими с указанием температуры выращивания и возраста культуры, физикобиохимическими, хемо-и генотаксономическими и т.п. Консорциум микроорганизмов характеризуется: происхождением (источником выделения), фактором и условиями адаптации и селекции, таксономическим составом, делимостью, культурно-морфологическими и физико-биохимическими признаками и т.п.
Применение известных ранее устройств, способов, веществ, штамма по новому назначению как объект изобретения — это их использование с иной предназначенностью, которое приравнивается первому применению известных веществ (природных и искусственно полученных для удовлетворения общественной потребности). Для характеристики применения известных ранее устройств, способов, веществ, штамма по новому назначению используется указание этого назначения.
Рассмотрим требования к заявкам на изобретения. Заявка должна относиться к одному изобретению или группе изобретений, связанных между собой настолько, что они образуют единый изобретательский замысел (требование единства изобретения), которое признается соблюденным, если заявка относится к одному объекту изобретения, т.е. к одному устройству, способу, веществу, штамму микроорганизма, культуры клеток растений и животных или применению по новому назначению.
На древе изобретений (см. рис. 1) перечислены виды изобретений: изобретение первого поколения (пионерское), которому не предшествовал прототип (П); обычное (основное) изобретение, которому предшествовал прототип (О); развитие и (или) уточнение, усовершенствование прототипа известного изобретения, при котором сохраняются все его признаки (Р) -это частный случай выполнения изобретения и (или) его использования, не приводящий к замене или исключению одного или нескольких признаков (прототипа); признаки развития — достаточного во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объект правовой охраны; группа изобретений, связанных между собой настолько, что они образуют единый изобретательский замысел (Г). Таким образом, возможны четыре варианта сочетаний объектов при объединении их в группы изобретений (рис. 2).
Рис. 2. Схема сочетаний объектов изобретений при объединении их в группы в одной заявке
В объединяемую группу, как видим, могут входить объекты изобретений не только разных видов, но и одного вида, а условием, при котором эти объекты могут быть объединены, является предназначенность одного объекта для получения, использования, осуществления другого. Однако следует заметить, что в группе объектов обязательно должен быть один главный.
Главным объектом в каждой группе объектов является тот, на осуществление которого направлены остальные. Признаки главного объекта отражены в первом независимом пункте формулы изобретения. Так, например, если в группе изобретений, образующих единый общий изобретательский замысел, главным объектом является устройство (а способ — для осуществления этого устройства), то на древе с полным основанием можем изобразить всю эту группу изобретений среди объектов на «устройство». При этом связь главного объекта с прототипом показана одной сплошной линией (пионерское — двумя линиями) (см. рис. 2).
Данные результаты могут быть полезны при создании малоотходных и ресурсосберегающих технологий обработки конструкционных и инструментальных материалов с использованием новых наноконструкцион-ных смазок и покрытий [2 — 10].
Первая группа — 1 г — объединяются объекты, один из которых предназначен для получения (изготовления) другого, например: устройство (вещество или штамм) и способ его получения (или изготовления).
Вторая группа — 2 г — объединяются объекты, один из которых предназначен для осуществления другого, например: способ и устройство для осуществления способа.
Третья группа — 3 г — объединяются объекты, один из которых предназначен для использования другого, например: способ и вещество, предназначенное для использования в способе.
Четвертая группа — 4 г — объединяются объекты изобретений одного вида, одинакового назначения и обеспечивающие получение одного и того же технического результата принципиально одним и тем же путем, т. е. варианты, например, Вращающийся парашют с несимметрично расположенными стропами (его варианты).
1. Изобретательство, экология, ресурсосбережение: монография / М.М. Калинин, А.М. Калинин, А.А. Калинин, А.Е. Гвоздев. Тула: Изд-во ТулГУ, 2018. 494 с.
2. Antifriction properties of plasma-chemical coatings based on sio2 with mos2 nanoparticles under conditions of spinning friction on shkh15 steel / A.D. Breki, S.E. Aleksandrov, K.S. Tyurikov, A.G. Kolmakov, A.E. Gvozdev, A.A. Kalinin // Inorganic Materials: Applied Research. 2018. Т. 9. № 4. P. 714718.
3. Из истории состояния сверхпластичности металлических систем / А.Е. Гвоздев, А.Н. Сергеев, А.Н. Чуканов, С.Н. Кутепов, Д.В. Малий, Е.В. Цой, А.А. Калинин // Чебышевский сборник. 2019. Т. 20. № 1 (69). С. 352369.
4. Кутепов С.Н., Калинин А.А., Гвоздев А.Е. Современные стали для быстрорежущей обработки металлических сплавов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. Вып. 10. С. 597-607.
5. Чаус А.С., Латышев И.В. Влияние ванадия, титана и ниобия на формирование структуры литой вольфрамомолибденовой быстрорежущей стали // Физика металлов и металловедение. 1999. № 5. С. 50-57.
6. Тарасов А.Н. Специальный инструмент из нитроцементованной и закаленной быстрорежущей стали // СТИН. 1998. № 7. С. 24-26.
7. Журавлев Г.М., Гвоздев А.Е. Обработка сталей и сплавов в интервале температур фазовых превращений: монография. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. 320 с.
8. Технология конструкционных, эксплуатационных и инструментальных материалов: учебник. 2-е изд., доп./А.Е. Гвоздев, Н.Е. Стариков, Н.Н. Сергеев, В.И. Золотухин, А.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, А.Д. Бреки. Тула: Изд-во ТулГУ, 2018. 406 с.
9. Ресурсы деформационной способности различных материалов: учеб, пособие / Н.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздев, А.Н. Сергеев, А. Д. Бреки, А.А. Калинин, С.Е. Александров, Н.Е. Стариков, О.В. Кузовлева, Д.В. Малий, С.Н. Кутепов, Е.В. Цой, Д.С. Клементьев, Е.Б. Соломатникова. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. 172 с.
10. Разработка прогрессивных технологий получения и обработки металлов, сплавов, порошковых и композиционных наноматериалов: монография / М.Х. Шоршоров, А.Е. Гвоздев, В.И. Золотухин, А.Н. Сергеев, А.А. Калинин, А. Д. Бреки, Н.Н. Сергеев, О.В. Кузовлева, Н.Е. Стариков, Д.В. Малий. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. 235 с.
Калинин Антон Алексеевич, инженер, antony-ak@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
BASES OF INVENTION A.A. Kalinin
The creative process of the invention is considered, in which the conditions for creating a useful phenomenon are concentrated.
Key words: inventiveness, invention, object of inventions.
Kalinin Anton Alekseevich, engineer, antony-ak@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
Урок 1. Введение в ТРИЗ
Первый урок данного раздела является введением в основы классической Теории решения изобретательских задач. В нем даются ответы на такие главные вопросы: как и когда возникла ТРИЗ, каковы ее цели и какие проблемы она решает, в каких областях применяется?
Система методик ТРИЗ, как и другие теории творчества и креативности, имеет свою базу и функции, и для того, чтобы понять ее и научиться применять, нужно, в первую очередь, детально изучить методы и принципы решения изобретательских задач, предлагаемые данной теорией. Об этом и будет рассказано ниже.
Содержание:
- Краткая история
- Задачи и функции
- Принципы
- Место ТРИЗ среди творческих теорий
- Применение
- Проверочный тест
Краткая история ТРИЗ
«Надо учить творчество» – был уверен Генрих Саулович Альтшуллер. Эту идею он сделал основоположной в системе своих научных приоритетов. Сегодня его учение вызывает интерес не только обобщением многолетнего разнопланового опыта изобретательства, но и практикой самого автора, который, будучи, помимо ученого, инженером, уже в 17 лет получил первый патент, а к 25 годам имел их 10.
Именно заинтересованность Г. Альтшуллера всеми аспектами изобретательства, а не деталями конкретных разработок, стала причиной поиска алгоритма, который давал бы практическое руководство к тому, как сделать изобретение более легким. Автор будущей теории вместе со своим другом Рафаилом Шапиро в 1946 г. решили, что должна существовать некая методика изобретательства и постарались ее найти. Но анализ научной литературы того времени показал, что проблемами творчества интересовалась в основном психология, причем большинство работ имели предметом метод проб и ошибок.
Изучив сам метод, друзья убедились в его неэффективности и приступили к выработке собственной «методики изобретательства». В 1947 г. Г. Альтшуллер и Р. Шапиро принялись анализировать историю развития техники с целью выявления закономерностей открытий. В отличие от психологов, которые изучали познавательную деятельность человека как основу изобретения, они сосредоточили внимание на технических системах созданных самим человеком. После рассмотрения десятков тысяч авторских свидетельств и патентов, в 1948 г. родилась первоначальная теория решения изобретательских задач.
О разработанной методике Г. Альтшуллер написал в письме на имя Сталина с предложением начать преподавание. Но в некоторой мере резкие оценки ситуации с изобретательством в СССР высшему руководству страны не понравились. В результате – обвинение, следствие, приговор к 25 годам заключения в лагеря ГУЛАГа. В 1954 г., после реабилитации, отмены срока и освобождения, Альтшуллер снова начал полноценно работать над ТРИЗ. Как итог, в 1956 г. в журнале «Вопросы психологии» была опубликована его первая статья о теории решения изобретательских задач. В 1970-е гг. произошло признание технологии Альтшуллера, появились первые школы. Вышли из печати такие труды как «40 приемов устранения противоречий (принципы изобретательства)», «Таблица основных приемов для устранения типовых технических противоречий», «Алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ)» и другие.
Сегодня снова наблюдается возрастание интереса к теории и практике ТРИЗ не только в России и странах СНГ, но и в США, Канаде, странах Европы, Юго-Восточной Азии и Южной Америки. Во всем мире создаются компании, которые внедряют практику ТРИЗ в различные сферы деятельности. Особенно это касается промышленности, где методика Альтшуллера используется для получения перспективных решений производственных проблем. Теорию решения изобретательских задач изучают студенты многих специальностей и школьники всех возрастов, существуют обучающие ТРИЗ курсы подготовки для педагогов. В 1989 г. в Петрозаводске Г. Альтшуллер создал и возглавил Ассоциацию ТРИЗ, которая в 1997 г. стала международной.
Подробнее о ТРИЗ, в частности, про историю развития теории, вы можете прочитать в книге «Основы ТРИЗ».
Цели, задачи и функции
Основная цель ТРИЗ (или даже миссия) – выявление и использование законов, закономерностей и тенденций развития технических систем. ТРИЗ призван организовать творческий потенциал личности так, чтобы способствовать саморазвитию и поиску решений творческих задач в различных областях. Главная задача ТРИЗ – предложение алгоритма, позволяющего без перебора бесконечных вариантов решений проблемы найти наиболее подходящий вариант, отбросив менее качественные. Или, говоря более простыми словами, ТРИЗ позволяет решить изобретательскую задачу так, чтоб на выходе получить наиболее высокий КПД.
В книге «Основы ТРИЗ» В. Петров, президент Ассоциации ТРИЗ Израиля, член глобальной группы Европейской ассоциации ТРИЗ (ETRIA), выделяет основные и вспомогательные функции теории решения исследовательских задач.
Основные функции ТРИЗ:
С чего начать изобретательскую деятельность
Введение. Для достижения к 2020 году инновационной экономики вертикаль власти и ручное управление модернизацией национального хозяйства удивительным образом и рьяно формируют различные государственные структуры типа корпораций, венчурных фондов, инногра-дов, узкофункциональных специализированных университетов и пр. Однако никак сверху, по-видимому, не видать прозрачно ясно очевидного снизу со стороны обывателя: без раскрепощения творческой личности из этих масштабных затей, какими важными они не казались нашим реформаторам, ничего не получится без критической массы трудяг-изобретателей — фанатиков добычи нового изучением неизведанного.
Изобретатели на Руси всегда были изгоями и поныне они считаются не от мира сего. Хорошо и комфортно себя в России чувствуют только «изобретатели» ситуаций, но они имеют черту характера, которую отмечал еще тектолог Богданов, критикуемый Лениным: всякое работа имеет три этапа — вхождение в работу, саму работу и выход из неё.
Вот уже почти 100 лет, как нас призывают к активному вхождению в работу, но затем сами зачинатели забывают о процессе инициированной ими работы и постепенно даже цели сдвигаются в сторону от задуманного. Такова наша реальность, а научно-техническое творчество, которая лежит в основе изобретательства и в последующих инновационных процессах, без социальной и государственной поддержки которые не могут развиться. Но, прежде всего, инновационные процессы — это есть круговорот касты изобретателей, о которых у нас в порыве перестройки напрочь позабыли. Надстройка взамен изобретает новые ситуации, чтобы как-то заинтересовать новыми реформами, настроить на лучшее, занять умы обывателей.
Образование личности. Этот процесс относится ко всем людям без исключения, но в особенности на образование творческой личности нужно обращать внимание при формировании касты многочисленных изобретателей, то есть искателей новых знаний и созидателей принципиально нового в научно-техническом прогрессе. Принцип относится к любой стране.
Таким образом, мы понимаем инновацию как два процесса: во-первых, это круговорот новшеств на уровне изобретений, рационализаторских предложений и научно-технических идей (ноу-хау) среди изобретателей как наиболее творчески активной прослойки общества; во-вторых, это процесс освоения новшеств мировой новизны, то есть на уровне изобретений.
Пока эта простая истина не будет осознана всеми, прежде всего надстройкой общества и ручным управлением, в нашей стране и после 2020 г. не будет инновационной экономики.
Это подтверждается опытом передовых стран. В статье [1] отмечается, что «В США и многих западных странах основной целью образования является развитие личности».
Далее цитируем слова Ю.В. Шленова [1] «Методы обучения, ориентированные на развитие личности, всячески поощряют творчество, самостоятельность суждений, мотивацию к любому труду. Ранжирование обучающихся с использованием строгих количественных оценок их знаний, умений и способностей в таких системах применяется в минимальной степени, так как может снизить самооценку личности.
При этом, как правило, не ставится цель освоения регламентированного объема знаний всеми учащимися, однако желающие их приобрести, должны иметь соответствующие возможности. Из сказанного ясно, что необходима диверсификация форм образования на всех уровнях (детский сад, школа, техникум, вуз). В цивилизованной стране человек должен иметь возможности развивать свои творческие способности, получать нужные ему знания и быть достойным уважения независимо от их объема. Поэтому в школах, колледжах и вузах нужны образовательные программы, обеспечивающие разные уровни подготовки.
До сих пор четкая декларация этой цели образования не прозвучала, но по всем признакам она подразумевается. Поскольку инициатором реформ является государство, следует понимать, какие выгоды оно получит в этом случае и какие инвестиции оно намерено вложить в развитие личности. К числу нематериальных выгод следует отнести становление в будущем гражданского общества, о котором мы так долго мечтали, повышение престижа труда и возможное в связи с этим решение проблемы нехватки кадров, повышение общей культуры, инициативности и ответственности граждан. Эти нематериальные выгоды суть необходимые условия успешного развития любого государства и могут в будущем принести ощутимые материальные дивиденды.
При переходе к двухступенчатой системе образования возникает опасность формального подхода к изменению учебных планов в вузах, которая усиливается при жестком административном регулировании. Унификация образования, строгие стандарты, регламентирующие учебный процесс, одинаковые требования ко всем учащимся, с одной стороны, задают определенную планку качества образования, но с другой — являются препятствием для развития и естественной трансформации вузов.
Поэтому для успешного реформирования системы образования необходимо предоставить больше свободы в вопросах разработки образовательных программ и внутреннего управления. Оценивать нужно результаты и по ним принимать соответствующие меры».
Характеристика молодого изобретателя. Под субъектом научно-технического творчества нами понимается молодой человек в возрасте 15-30 лет, духовно и нравственно не задавленный предрассудками, психологическими барьерами, менталитетом «винтика» и традициями консерватизма, устаревшим багажом узкопрофессиональных терминов и теоретических положений, а также анахронических навыков и умений.
Он активен в научной среде и деятельный по докладам, статьям и патентам на изобретения, имеет высокую ассоциативную способность к коррелятивной вариации и быструю восприимчивость к принципиально новым знаниям в чужих публикациях, разбирается в динамике мирового фонда изобретений и может определять на будущее поведение в рамках своего направления исследований [2-12].
Под объектами и предметами научно-технического творчества следует понимать одновременно и совместно фундаментально-прикладные исследования (без их функционального разграничения) и процессы поиска технических решений на уровне ноу-хау, рационализаторских предложений и изобретений. Изобретения — это знания, умения и навыки для получения научно-технических решений мировой новизны. Достижение конкурентоспособности изобретателя и его творений на уровне изобретений может быть только при высокой адаптивности его научно-технических решений к сложившимся частям и элементам мировой техносферы, прежде всего технологического базиса в передовых в данном направлении развития экономики России странах.
Процесс научно-технического творчества, например, по поисковым и основным опытам на пришкольных учебно-опытных участках и местах практики студентов технических направлений многоуровневой подготовки, содержит следующие стадии и этапы:
1) предварительная стадия —
- выбор области применения будущих результатов исследования, определение объекта и предмета поискового и/или основного исследования;
- установление возможностей экспериментов и реализации полученных научно-технических результатов, формулировка эффекта (физического, биотехнического, экологического, технологического, социального, культурного, экономического или одного из них);
- составление концепции процесса (программы) исследования;
- формулировка цели научно-исследовательской работы студента (НИРС) или школьника (НИРШ), а также названия темы будущего теоретического и/или экспериментального исследования (не более 10 слов);
2) изыскательская стадия —
- теоретические исследования, анализ априорной информации;
- разработка методик собственных осознанных поисковых опытов;
- проведение измерений в полевых и лабораторных условиях;
3) математическая стадия —
- анализ таблиц результатов осознанных измерений и испытаний;
- статистическое моделирование связей между факторами;
- выявление устойчивых биотехнических закономерностей;
4) аналитическая стадия (факторный анализ)
- анализ закономерностей и запись апостериорной информации;
5) информационно-внедренческая стадия —
- разработка нового способа и/или устройства, а на его основе методики новых испытаний и измерений объекта исследования;
- составление заявки на предполагаемое изобретение.
Процесс добычи, внедрения и освоения принципиально новых знаний мирового уровня новизны содержит в основном пять стадий и 13 этапов.
Курсивом выделены этапы, показанные в этом и других отчетах. Все стадии и этапы относятся к двум фундаментальным направлениям (концепции, методологии, теории) общей деятельности от замыслов до воплощений:
а) математическая идентификация природно-деятельностных явлений и процессов в эргатических системах (системах с участием человека, оператора, бригады, персонала) активным молодым аспирантом, студентом или школьником в возрасте 15-30 лет (математико-аналитические стадии);
6) технологическая адаптация в техносфере мира на основе поискового проектирования способов (функциональных структур технологических комплексов многоотраслевого назначения, например, для рационального природопользования) и поискового конструирования устройств и веществ в виде новых поколений техники и технологии, систем, комплексов и комплектов машин и оборудования, причем все это на уровне изобретений как искусственных продолжений органов и одежды человека (информационно-внедренческая стадия).
Обоснование изобретений. Почти до конца XIX века основная масса изобретений была получена на эмпирической технологической адаптации к имеющейся среде промышленности, транспорта, строительства и сельского хозяйства. Но времена Эдисона давно прошли и метод проб и ошибок ныне не допустим из-за высокой его затратности и даже физической недопустимости по многим экологическим и этическим причинам. Поэтому с начала ХХ века достижения математики стали применяться во всех направлениях науки и техники.
Но за два века классическая математика сама пережила несколько серьезных кризисов. Попытки сделать универсальную таблицу типа «задачи — математические методы» в конце третьей четверти ХХ века получили полный провал. В итоге представители многих наук, например биологии, даже возненавидели прикладную математику, в особенности математическую статистику, которая так и не смогла преодолеть «проклятие линейности». В итоге теория аппроксимации усложнилась до такой степени, что в памяти компьютеров ныне находятся тысячи и тысячи уравнений полиномиального типа, составляющие которых вообще не имеют никакого физико-биологического или иного содержательного смысла.
В итоге нам пришлось разработать новую концепцию, методологию и теорию математической идентификации биотехнических закономерностей на основе применения устойчивых законов распределения [10].
Математическая идентификация оказалась применима ко всем известным наукам — экономике, биологии и экологии, геоэкологии, этнографии, социологии, психологии, физиологии, технологическим и техническим наукам и др. Это позволило реализовать принцип исследования «от инженера к математике». Иначе говоря, вначале нужна эвристика, а затем только следует выполнять количественные измерения и математическую обработку результатов этих измерений и испытаний биотехническими закономерностями.
Эвристика и математика. Эвристика впервые появилась в теориях изобретательства, где вообще вопрос о применимости математики пока бессмыслен. Но около 10 лет назад у нас возникла плодотворная идея совместного применения методологий статистического моделирования и технического творчества для обоснования патентоспособных технических решений на уровне способов (устройства изобретать на порядок проще).
В истории математики были попытки применения методов изобретательства в классическом математическом анализе (Пойа, Адамар и др.). Тогда встает вполне закономерный замысел: если математика претендует на роль царицы наук (можно ли этот замысел доказать, если представить математику и в роли служанки других наук?), то вполне можно на основе таблиц результатов измерений выявлять биотехнические закономерности высокой адекватности. А в ходе их идентификации и при последующем всестороннем математическом анализе получать апостериорную информацию, способную возбуждать у исследователя-изобретателя новые плодотворные ассоциации мыслей, а на их основе вычленять новые идеи.
как и что изобретать? А дальше, как говорится, дело техники (у автора этих строк 230 изобретений, из них более 50 получены за 15 лет на способы, а изобретать устройства и вещества стало вообще не выгодно). Такой синтез двух методологий удалось сделать, потому что методология изобретательства нами была создана ранее в виде двух методов поискового проектирования и конструирования (способов и устройств).
Если изобретательство рассматривать в ракурсе социально-экономического кризиса, то почти 30 лет в нашей стране изобретать устройства стало даже бессмысленно, потому что гражданское машиностроение в целом все еще лежит на боку и задыхается от удушья зарубежного серийного выпуска с намного более высоким качеством изготовления.
Противоречие заключается в том, что изобретения на способы сложнее по функциональной структуре в десятки раз по сравнению с устройствами, которых можно изобрести и получить несколько патентов на один запатентованный способ. С другой стороны, экономика России вообще пока не может осваивать устройства мировой новизны, поэтому смысл термина «внедрение — проникание в сопротивляющуюся среду» теряет смысл из-за того, что внедрять-то просто некуда. Нет также денег и на патентование за рубежом.
В итоге мы сознательно вынуждены были прекратить изобретать сложные и материально емкие в конструкции устройства и же перейти на малюсенькие инструменты, дабы можно было их изготовлять самим в виде опытных пилотных образцов. Не бывает худа без добра — эту пословицу мы почувствовали где-то на 20-30 патенте на различные способы. Тем более дидактикой обучения методам изобретательства вполне овладели на десятках студентов (с ними более 170 изобретений) и нескольких аспирантах. Кроме того, апостериорная информация, получаемая в процессе моделирования идентификацией нашего биотехнического закона, сформулированного на основе нескольких десятков тысяч примеров статистических данных и результатов измерений, позволила нам осознанно готовить заявки с формулами изобретений, включающих не только отличительные признаки функциональных связей, но и математические конструкты.
Таких патентов у нас уже несколько десятков [11-12].
Противоречия обучения изобретательству. Собственный многолетний практический опыт в преодолении психологических барьеров, особенно между фундаментальными и прикладными исследованиями в любой технической науке, позволило объединить два фундаментальных направления. Математическая идентификация и технологическая адаптация должны выполняться вместе и нужно принять их как единое по функциональным связям научно-техническое творчество.
Но от реальной изобретательской деятельности на основе выявления биотехнических закономерностей до обучения этому процессу — огромная познавательно-адаптационная дистанция. Мы хорошо знаем из истории, что изобретатели с мировыми именами не умели обучать своему мастерству, причем даже не смогли описать на бумаге в своих мемуарах о том, как они творят новые способы и средства.
Причина одна — между обучением творчеству и реальным творением огромная пропасть и много противоречий. Такая ситуация была в средние века и у ремесленников. Подмастерью надо было работать вместе с мастером, смотреть и запоминать те или иные действия и приемы поиска. Этот принцип «делай как я» хорошо известен и применяется и у животных. Например. курица учит своих цыплят добывать червей, показывая им как разгребать слой на куче навоза. Этот принцип удачно применяется в искусстве, живописи, поэзии и литературе и поныне. Да и врачи и учителя повышают свое мастерство в основном при слежении за операциями и поведением мастера.
Принцип «делай как я» мы применяем со студентами, но пока только с лучшими. Однако, такое подражание не может быть продолжаться десятками лет, как это было в средние века у ремесленников. Да и абстракции в виде отличительных признаков технических решений, в особенности на уровне способов, гораздо менее наглядны по сравнению с устройствами. Но, если начинать с начала второго курса обучения, то к защите выпускной работе магистра, а то и бакалавра, т.е. за 2-4 года, вполне можно получить студенту совместно с научным руководителем патент на изобретение мировой новизны.
Стимул здесь мизерный — только глубокое моральное удовлетворение — ты еще молодой, а уже владеешь интеллектуальной собственностью.
Восприимчивость изобретений обществом. А дальше тупик с бетонной стеной неприятия новшества обществом [3-7]. Мало кто знает, что в стране существует ФИПС.
Оказалось, что первый патент еще не повод для того, чтобы утверждать, что «студент стал изобретателем». Наш опыт показывает, что только четвертый и даже пятый патент получается на основе самостоятельной работы студента над заявкой на предполагаемое изобретение. А вот дальше уже можно с уверенностью сказать, что молодой человек сможет изобретать сам.
Обучение и творение. А как выглядит противоречие между обучением и творением?
Для наглядности применим теорию графов. Обучение можно представить графически в виде простой линейной последовательности стадий, этапов и процедур, как это было перечислено в виде пяти стадий и 13 этапов (список процедур не показан) в начале введения. Процесс творения можно условно представить в виде полного графа со всеми вершинами и связями между ними. В итоге, оба процесса относительны к конкретной личности изобретателя-исследователя, но в среднестатистическом режиме вполне адекватны поведению большей части популяции творцов науки и техники.
Для конкретной личности процесс самостоятельного обучения также линеен, но с большими или меньшими затратами времени, энергии и средств на те или иные этапы и процедуры. Здесь решающим фактором у молодого человека становится мотивация будущности. А вот процесс творения с ростом мастерства и опыта становится все больше похожим на редукцию (упрощение) полного графа к частному, в котором подсознательно пропускаются многие этапы и даже стадии. Эти пропущенные вершины графа научно-технического творчества и связи между ними начинают выполняться подсознательно, то есть со стороны как бы автоматически. В итоге со стороны становится даже непонятным поведение мастера, его вариации в действиях, к тому же почти все мастера не умеют выражать словами процесс функционально-предметного синтеза. Они не владеют медитацией — эвристическим приемом эмпатии на самого себя. Поэтому синтез остается как бы тайной.
Но при этом вполне объясним анализ и понятен процесс предметно-функциональных преобразований известных аналогов и прототипов, показанный в описании изобретения, в том числе и в наших примерах патентов с математической идентификацией биотехнических закономерностей по статистическим данным и результатам чужих и собственных измерений. Этот факт позволяет заглянуть в процессы мозговой деятельности изобретателя при условии, что он сам выделит за многие годы научно-технического творчества те или иные особенности собственной творческой мозговой лаборатории.
Это уже не мозговой штурм или не си-нектика, а осознанная квантификация процесса применения того или метода стимулирования творческой деятельности, а также разработанных автором двух методов поиска технических решений.
Мир изобретений. Вначале концептуально и кратко разберемся с иерархической классификацией мира известных изобретений (но только не МПК), затем с отображением прототипов. Предлагаемая методология не останавливается только на аналогах и прототипах. У изобретателя-исследователя, осознанно применяющего устойчивые математические законы для идентификации чужих и своих экспериментальных данных, появляется фундаментальная и мощная возможность выработки управляемым озарением (инсайтом) вариаций частных графов. Они в виде собственных идей (организованные совокупности мыслей) и технических решений (устройства, вещества, способы) появляется в мозгу не только на основе аналогов и прототипов, то есть изобретенных в прошлом новшеств. Дополнительно к этому, на основе выявленных особенностей в биотехнических закономерностях поведения объекта исследования, в подсознании изобретателя появляются подграфы новых и необычных идей, существенно повышающие генотипическое расстояние нового технического решения от прототипа.
Может даже оказаться, что совмещение математической идентификации с технологической адаптацией методами прототипов даст пионерные технические решения. После этого рассмотрим в нескольких словах влияние эвристических приемов, которые как бы изменяют ракурсы анализа и синтеза отмеченных графов, дают новые векторы (конусы) поиска и преодолевают векторы инерции мышления. Эвристические приемы сами по себе не дают идей, то есть не связывают разнородные мысли из разных стадий и этапов научно-технического творчества в виде вариаций графов (решений), но дают мыслительную возможность появления озарений на существенные преобразования представлений изобретателя в виде полного или редуцированного графа стадий, этапов и процедур научно-технического творчества.
Изобретатели и академисты. Ученый, считающий себя академическим творцом фундаментальных знаний, даже не понимает, что все фундаментальные теории вначале возникали на базе примитивных опытов и ныне так называемых поисковых экспериментов. Идеи философа, как взаимно связные графы его мыслей в виде организованных абстрактных групп отличительных признаков, по структуре и функциям ничем не отличаются от идеи крестьянина о повышении урожая картошки на данный летний сезон и на данном земельном участке. Первый думает и оперирует абстрактными отношениями, а второй на первое место в своем творчестве ставит материальные вещи и их потребительские свойства.
Выделение каст исследователей, нацеленных на конкретные задачи власти, было присуще только диктаторским режимам.
Как писал знаменитый американский экономист Экланд: самое оптимальное решение — это решение диктатора. Группа физиков-ядерщиков, заключенных в режимные места, дала научный результат в виде атомной бомбы только за счет лишения свободы, а значит и значительной экономии времени и средств страны на этих ученых. Конечно, этот опыт можно еще раз повторить для прекращения растущей флюктуации надстройки общества России, обособив академиков от остального общества, а остальных ниже рангом оставив стать их бессмысленными и не соображающими, что должны и творят, подмастерьями.
Раскрепостить изобретателей. Но лучше всего, наконец-то, дать свободу и условия жизни изобретателям, умеющим многое сделать в веществах и устройствах без всякой науки по наитию и природной интуиции, и раскрепостить их творческую личность. А вот изобретениям на способы без научных поисков все же не обойтись.
Такова общая концепция интегрированной методологии научно-технического творчества, которая будет изложена в серии учебных пособий и монографий, а через несколько лет и в монографии по теории научно-технического творчества. В ней мы не видим разницы между творчеством академика РАН или сельского кузнеца Левши, не имеющего даже никакого организованного обществом образования ума. Даже отметим больше, если у любого существа имеется мозг, то это существо мыслит, а значит, изобретает хотя бы ситуации и прогнозирует свое поведение на ближайшие моменты времени. Человек обладает в отличие от простых видов живого вещества только дополнительными способностями преобразовывать изобретаемые им пространственно-временные ситуации в материальные объекты. Однако частично и примитивно этим владеют и приматы, которые отличаются от изобретателей ситуаций, например, хищников. Приемы по принципу «делай как я» и у приматов осваиваются годами. Однако некоторые сообразительные из них вполне изобретают и, в конце концов, это изобретение становится достоянием всей популяции. Так накапливаются способы поведения.
Человек обособился от животных тем, что он стал непревзойденным мастером преобразований ожидаемых даже в далеком будущем ситуаций в новые виды энергии, вещества (по Эйнштейну вещество — это сгущенная энергия) и процессы их преобразований, углубился в культуру и историю.
Из различного вещества, в том числе и искусственного, человек научился формировать пространственно обособленные конструкции как продолжения своих органов и одежды. Причем эти конструкции своим функционированием всё больше, с дальнейшей эволюцией техносферы Земли, а затем и космоса, адаптируются и комплексно проникают и охватывают всё более сложные виды графов научно-технического творчества и во всё быстрее изменяющуюся самой техносферой окружающую природную среду.
Но уже ощущается, что доктрина покорения природы давно изжилась, а беспредельное изменение природы физически невозможно и должен наступить момент в жизни человечества (пределы роста), когда будут природно-техногенные системы, в которых под техникой будет пониматься коэволюционное поведение косного и живого вещества. При этом объектами изобретательства станут природно-антропогенные системы и комплексы.
Основы теории изобретательства. Философская теория Уемова указывает, что всё сущее содержит вещи, свойства и их отношения. Такое разделение удачно подходит для обоснования теории научно-изобретательской деятельности. Вещи — это искусственные, композиционные или композитные с природными материалами полуискусственные известные (аналоги и прототипы) и еще неизвестные (прежде всего, патентоспособные) вещества, а также устройства в виде организованные в пространстве и времени структур (конструкций как определенных по свойствам и их отношениям материальных структур).
Свойства новых веществ и устройств в теории и практике изобретательства принято называть отличительными признаками. Причем эти отличительные признаки имеют два состояния — до и после ограничительной части формулы изобретения. Отношения между этими отличительными признаками, особенно после ограничительной части формулы изобретения, становятся предметом патентной защиты.
Несколько сложнее со способами, которые в изобретениях показывают порядок действий материальных объектов над материальными объектами. Поэтому способы — это своеобразные графы отношений между вещами и их свойствами. В принципе научная методика и запатентованный способ одинаковы по структуре и содержанию, в основном оба включают действия и отличительные признаки этих действий.
Оба они показывают порядок и эффект действий. Но методика менее конкретна и точна, потому что включает в себя многие действия нематериальных отношений. Методика может быть и для манипуляций с абстрактными понятиями как с вещами.
А это уже выходит за пределы технологической адаптации и больше становится результатом подготовительных духовно-нравственных и научно-философских этапов математической идентификации как совокупности операций с символьными системами, но никак не с материальными объектами.
Способы и методы. Таким образом, кесарю — кесарево, то есть способы как материализованные методики (метод — типовая методика или типовой способ, принятый многими исследователями) более точны и конкретны по сравнению с методологией (организованное множество методов) классической науки. Но они требуют при этом максимального участия теоретических изысканий.
В итоге связь между фундаментальной (абстрактно-теоретической) наукой и изобретательством происходит именно через методологию формализации поиска научно-технических идей, а затем и при уточняющей разработке способов при оформлении заявок на предполагаемые изобретения.
Теперь остановимся на понятии «идея».
Идея как ноу-хау, то есть товар. Идея — (греч. Idea — образ, понятие, представление). 1. Понятие, представление. Отвлеченная идея. Мысленный образ чего-либо, понятие о чем-либо. Идея общечеловеческой солидарности. 2. Определяющее положение в системе взглядов, воззрений. Освободительная идея. 3. Мысль, замысел, намерение, план. Идея возрождения России. 4. Основная мысль, определяющая содержание какого-либо произведения. Определить идею повести. Основной принцип устройства чего-либо. Идея машины. 5. В идеалистической философии: основная причина и источник исторического развития.
Из пяти вариаций лучше всего подходит четвертая. Поэтому идеей в научно-техническом творчестве становится:
во-первых, основная совокупность мыслей, определяющая содержание какого-либо произведения в виде научной статьи, книги, теоретической основы, методики, математической выкладки, а также заявки на изобретение;
во-вторых, основной принцип устройства или вещества, вещественно-энергетических и информационных потоков, систем и комплексов машин и оборудования.
Во втором случае идея называется физическим принципом действия.
Однако между ними есть существенные различия.
Физический принцип действия (ФПД может быть выявлен только в тех объектах исследования и научно-технического творчества, в которых протекают однородные потоки вещества и энергии, о которых известны соответствующие и вполне количественно определенные информационные потоки (электрический ток, магнитное поле, потоки жидкости, газа и пр.). При этом информация нами понимается как мера взаимодействия вещественно-энергетических и самих информационных потоков, то есть информация есть физическая субстанция или в полной мере относится к материи.
Материализация идей. В связи с этим преобразование идеи (И) в техническое решение (ТР) может быть выполнено двумя путями:
- для определенных по потокам материи объектов И ФПД ТР;
- для неопределенных по потокам объектов И — ТР, то есть напрямую.
Вторая схема относится, например, к рациональному природопользованию, а также к тем техническим комплексам, например авиационным и/или космическим, в которых элементы с материально определенными потоками стыкуются в систему с неопределенными по потокам вещества, энергии и информации элементами и подсистемами.
Исторически в нашей стране сложилось так, что процессами выработки научно-технических идей в основном стали заниматься представители фундаментальной науки. Однако больше применяют методы прямого преобразования идей в технические решения на уровне изобретений прикладные исследователи. В итоге теоретики застряли на части из первой схемы преобразований И — ФПД — ТР в тип И — ФПД. Целостный процесс познания был разорван и прикладные науки были элиминированы от фундаментальной. Сама она расчленилась на классическую и конструктивистскую теории. Консерватизм первой дошло до полного анахронизма, и это свидетельствует существование у нас весьма оригинальной комиссии по лженауке. Здесь критика замещается элиминированием носителей новых идей и зачатков течений в самой фундаментальной науке.
Отверженные творцы техники. Таким образом, внешняя научная среда для молодого изобретателя чужда даже на уровне выработки идей [2].
За десятилетия советской власти всё сделано так, что даже из терминологий отраслей науки элиминированы нематериальные смыслы терминов. Идеализму, идеалистическим толкованиям и процессным понятиям не осталось места.
Например, техника понимается только как совокупность вещественных средств, но никак одновременно не процесс. Хотя, в таких терминах как «техника пения» и «техника танца», присутствует слово «техника» только в идеалистическом процессном понимании, а техническими средствами являются органы действующего певца или танцора.
Поэтому нужна коренная реформа самой системы знаний в России. Нужно выбить из рук консерваторов их давние оружия элиминирования.
Возникновение научно-технической идеи. Как же в мозгу ученого-изобретателя возникают идеи? Попытки слежения десятилетиями за собственным научно-техническим творчеством позволили оконтурить, примерную в среднем, схему функционирования.
Идея есть связность мыслей, а каждая мысль появляется в разное время и при разных обстоятельствах. Она, чтобы не забыть, записывается, а у человека с мощной развитой памятью она запоминается в подсознании. В удобный и комфортный для творчества момент времени происходит озарение (инсайт), то есть мгновенная разрядка между нейронами в мозгу и тем самым появляется неожиданно для самого творца кумулятивная синергетическая мысль. Обобщающая прошлые мысли совокупная функциональная связь и есть идея. Она появляется в мозгу человека вне зависимости от уровня его образованности — одинаково. Разница только в исходной совокупности мыслей, охвате ими структуры поведения объекта исследования и изучения. По-видимому, одинаково возникают обобщающие ситуацию мысли и у животных, то есть у тех, кто имеет мозг. Поэтому многие изученные факты в этологии указывают на мышление и у животных. Мышление тогда является процессом возникновения, анализа и синтеза новых действий множествами мыслей и их конгломератов в идее, сгустков мыслей в виде идей. В итоге процессы идеализации потоков вещества, энергии и информации оказываются материальными (энергетическими по затратам на мышление) процессами.
Если идея — это разрядка по аналогии с разветвленной молнией, что является причиной возникновения идеи? Как и с молнией, вполне ясно, что атмосфера творчества должна быть накалена возрастающим количеством мыслей.
Нужно сильное напряжение в мозгу человека, чтобы произошли вспышки озарений. А достаточное напряжение может быть только при постоянной работе мозга над научно-изобретательскими задачами. Это — непременное условие для любого вида творчества, как художественного, так и научного и изобретательского. Человек должен создать мозговую среду из множества известных мыслей, например, типа сборников высказываний знаменитостей, а также афоризмов, пословиц и поговорок для тренировки сообразительности ума.
Сообразительность — черта изобретателя. В итоге сообразительность измеряется скоростью озарения. А скорость умственных процессов велика в молодом возрасте, но частота возникновения полезных идей значительна в пожилом возрасте, а плотность идей высока при узкопрофессиональной деятельности специалиста. В последнем случае значима опасность появления психологических барьеров к восприятию нового. Поэтому для опытных творцов науки и техники нужны специальные психологические и эмоциональные тренинги.
В подготовленной творческой внешней и внутренней среде для возникновения озарения нужна какая-то исходная искра.
В сформировавшемся, на основе прошлого опыта научно-технического творчества, графе стадий, этапов и процедур, у изобретателя исходная искорка может появиться на любой процедуре. Поэтому граф получает один или несколько входов из любых вершин. Озарение распространяет связи между процедурами мгновенно, как между нейронами внутри мозга. Тогда получается, что граф деятельности ученого-изобретателя становится неким отражением и отображением его многолетней умственной творческой деятельности.
Опыт и череда озарений. Чтобы добиться успехов конкурентной среде технологической адаптации, линейная последовательность процедур научно-технического творчества, представленная вначале этой статьи, должна с годами превратиться в устойчивый частный многосвязный граф с множеством входов для инсай-та, позволяющий получать идеи в виде функциональных связей между вершинами этого графа. Для этого требуется непрерывная тренировка. Желание творить появляется после нескольких патентов, но оно никак не усиливается в России внешней социально-экономической средой.
Кванты мозгового озарения — это уровни качества научно-технического творчества. А качество определяется уровнем новизны и технологической адаптивностью к среде.
Чтобы внедрить в систему российского образования и освоить личностно ориентированные подходы научно-технического творчества, нужно отказаться от организации обучения на основе больших школьных классов (30 и более) и вузовских академических групп (25 и более) и превратить малые группы (7 ± 2 человек) в подмастерья учителей-наставников и преподавателей-творцов. Это — также как в школе художественных мастеров. Только так, медленно, можно будет создавать касту изобретателей.
А из этой среды общества выйдут толковые руководители и наставники, способные изнутри души понимать молодых ребят с творческим началом и воспитывать будущих изобретателей по общеизвестному принципу «делай как я».
- Шленов, Ю.В. Инновационное развитие высшей школы России / Ю.В. Шленов // Ин-новатика — 2010: Сб. матер. VI Всеросс. научно-практ. конф. студ., асп. и молодых ученых с элементами научной школы (12-16 апреля 2010 г.) / Под ред. А.Н. Солдатова, С.Л. Минькова. — Томск: ТМЛ-Пресс, 2010. — Т. 1. — С. 13-29.
- Мазуркин, П.М. Историографический анализ динамики населения России / П.М. Ма-зуркин // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. — 2009. — № 5. — С.56-69.
- Мазуркин, П.М. Трудности многоуровневого высшего образования / П.М. Мазур-кин // Современные проблемы науки и образования. — 2008. — № 6. — С.84-95.
- Мазуркин, П.М. Возможности многоуровневого высшего образования / П.М. Мазур-кин // Современные проблемы науки и образования. — 2009. — № 2. — С.54-62.
- Мазуркин, П.М. Менталитет российского образования / П.М. Мазуркин // Современные наукоёмкие технологии. — 2009. — № 6. — С. 30-39.
- Мазуркин, П.М. Всеобщая декларация прав человека в международном научно-техническом творчестве / П.М. Мазуркин // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. — 2010. — № 7. — С. 61-77.
- Мазуркин, П.М. Интернационализация изобретательской деятельности молодёжи / П.М. Мазуркин // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. — 2010. — № 7. — С. 72-81.
- Мазуркин, П.М. Инновационная подготовка бакалавров и магистров природо-обустройства и защиты окружающей среды / П.М. Мазуркин // Успехи современного естествознания. — 2008. — № 11. — С. 74-76.
- Мазуркин, П.М. Активизация изобрта-тельской деятльности среди студентов ааправле-ний 280400 «Природообустройство» и 280200 «Защита окружающей среды» / П.М. Мазур-кин, А.О. Попова // Сб. материалов 11 межвуз. научно-метод. конф. «Актуальные проблемы качества образования и пути их решния в контк-сте европейских и мировых тенденций» (апрель 2009). — М.: МГУП, 2009. — 344-345.
- Мазуркин, П.М. Эконометрическое моделирование: практикум / П.М. Мазур-кин, О.В. Порядина. — Йошкар-Ола: МарГТУ, 2009. — 204 с.
- Mazurkin, P.M. Innovational preparation of bachelors and masters of arrangement of a nature and protection of an environment / P.M. Mazurkin // International Journal of appled and fun-damtntal research. — 2008. — № 3. — p. 29-31.
- Mazurkin, P.M. Dinamiks jf innovation-al preparation of bachelors and masters of arrangement of a nature and protection of an environment / P.M. Mazurkin // European journal of natural history. — 2008. — № 5. — p. 74-77.