Наука развивающегося мира

Постановка проблемы.

Один из эффективных методов прогнозирования связан с выявлением и разрешением противоречий в анализируемых системах [4]. Настоящая работа посвящена анализу и прогнозу развития науки. Наша задача: выявить противоречия в развитии науки, наметить пути разрешения этих противоречий и предложить прогноз развития науки.

В настоящей работе речь пойдет о противоречиях в методологических принципах науки. Наука - одна из важнейших составляющих современной цивилизации. Наука стала одним из инструментов в государственной системе: принятие решений без научных исследований давно уже стало образцом невежества. Вместе с тем, в последнее время науку все чаще обвиняют в глобальных экологических катастрофах - как фактически происшедших, так и потенциально возможных. Примеры экологических катастроф, совершенных под знаменем науки общеизвестны: исчезающее с лица Земли Аральское море, высыхающий залив на Каспии Кара-Богаз-Гол и другие. Очень часто вместо объективной позиции наука становилась инструментом политического экстремизма - так было в фашисткой Германии, а также при развязывании многих территориальных войн. Является ли это случайностью или просчеты науки - явление закономерное?

Противоречия научного метода.

За время развития науки со времен Ф. Бэкона произошли два крупных изменения:

- резко увеличились темпы развития цивилизации, экспоненциально растут потоки информации и объемы новых знаний;

- интересы науки переместилась в область биологических, экономических и социальных систем, которые, в отличие от неживых систем, обладают свойством самоорганизации и быстро изменяются в процессе приспособления к окружающей среде.

Это не могло не сказаться на эффективности науки. Одно из главных требований научного метода - воспроизводимость и повторяемость экспериментов. Каждый, например, может самостоятельно убедиться, что вода действительно закипает примерно при 100 градусах по Цельсию. Это фундамент для доказательства объективности научных фактов и теорий. Вместе с тем, невозможно обеспечить абсолютно одинаковые условия для экспериментов: время необратимо, а вместе с ним - и все изменения окружающего мира. Эти изменения можно не учитывать, если время проведения экспериментов несоизмеримо меньше времени изменения исследуемых систем (таких как Солнечная система, атом и пр.). Как только время проведения экспериментов, необходимых для изучения системы, становится соизмеримым со временем ее изменения - научный метод становится не корректным из-за невозможности обеспечить повторяемость и воспроизводимость экспериментов.

В качестве примера, можно обратиться к методам исследования и развития бизнеса. В этой области нет, и не могут быть созданы строгие научные теории. Тема исследования принятия решений и развития бизнеса очень актуальна, но всё обычно ограничивается простым описанием отдельных примеров, приемов или советов часто достаточно неопределенных (найди то, чего не хватает людям, поищи кредит для своего дела и пр.). Что произойдет, если по такой технологии будут строиться машины, компьютеры или многоэтажные здания? Становление бизнеса связано с большим количеством факторов: личностных, социальных, технических, экономических. Проведение экспериментов, тем более строго научных, в этой области практически невозможно. Повторяемость этих экспериментов тем более, недостижима. Научный метод в том виде, как он формировался, последние столетия в данном случае не применим.

Развитие материального мира идет, с одной стороны, в направлении усложнения систем, а с другой - ускорения изменений, которые в нем происходят. Структура молекул, например, остается неизменной миллиарды веков, а социальное устройство цивилизации может претерпеть принципиальные изменения в течении нескольких десятков лет. Возникает противоречие: чем сложнее система, тем, с одной стороны, требуется больше времени для ее изучения, а с другой - тем быстрее она изменяется. За время изучения системы она успевает измениться. Чем дальше развивается материальный мир, тем менее корректным становится научный метод.

Наука должна использовать большой объем подтвержденных фактов и проверенные теории, чтобы делать объективные выводы и принимать верные решения и не должна (например, десятилетиями) заниматься сбором больших объемов данных, чтобы поспевать за быстро изменяющимся миром.

Из сказанного можно сделать два вывода:

- необходимо резко снизить время изучения систем и создания научных теорий (моделей);

- принципиально важным становится умение принимать верные решения в условиях дефицита информации в минимально короткие сроки.

Научные системы как отражение развивающегося мира.

Научные теории действительно являются отражением материального мира. Общепринято, что объективные законы, по которым развивается наш мир, существуют, их можно изучать, познавать. В действительности эти законы развиваются вместе с развитием мироздания. Трудно, например, предположить, что в те далекие времена, когда наша Вселенная представляла собой скопления звездной пыли, уже существовали биологические или экологические законы. Эти законы формировались вместе с развитием материи, их невозможно было бы познать до возникновения самих объектов, которые описываются этими законами. Точно так же не существовали экономические законы, пока не возникли деньги и экономические взаимоотношения. Чем быстрее развивается наш мир, тем больше возникает подобных объектов со своими законами развития и тем меньше у нас времени для изучения этих законов.

Развитие законов можно прогнозировать так же, как и развитие материального мира. Например, можно прогнозировать возникновение новых эффектов, новых форм материального мира, новых законов и теорий.

Наука – от поиска знаний к принятию решений.

Как выполнить противоречивые требования к методологии научной деятельности? Обычно, научные теории рассчитаны на длительное (вечное?) использование: законы Ньютона, Кулона и др. Это предполагает, в частности, разделение деятельности в обществе - ученые и исследователи создают научные модели, а практики на их основе решают задачи и принимают решения. Здесь уместно вспомнить одну древнюю притчу об эмире, который разослал во все концы своей страны мудрецов, но так до конца своей жизни, и не сумевшего принять верное решение. Информацию, собранную гонцами эмира, привезли на 300 верблюдах. Изучать ее не было времени.

На наш взгляд, возможен принципиально иной подход. Для принятия решения в сложных, быстро изменяющихся ситуациях необходимо оперативно создавать модели (микро-теории), верные для данного конкретного времени и пространства. Этот подход можно назвать дифференциальным научным методом. В этом случае изучение и изменение системы происходит одновременно, можно быстро изменять свои модели (и решения) в зависимости от изменяющейся ситуации.

Одной из устойчивых тенденций современного мира является переход от изучения и управления каким-либо процессом к изучению и управлению скоростью изменения этого процесса или явления – производной или дифференциалом процесса. В прошлые века, например, экономические связи были очень стабильными и иногда не изменялись веками. В наше время экономические параметры цивилизации могут изменяться в течение нескольких дней. Постоянным является лишь отслеживание тенденций и изменений, которые происходят в экономическом, социальном и политическом мире. Аналогичные тенденции наблюдаются и в технологиях, и в научных системах.

Общепринято считать, что целью науки является поиск истинного знания о реальной действительности. Учитывая, что истинность знаний о быстроизменяющемся мире вызывает большие сомнения, в самом ближайшем будущем целью науки должно стать создание системы методов и приемов, позволяющих принимать верные решения, достигать поставленных целей. Верными можно считать те решения, которые позволяют достичь поставленные цели с минимальными затратами. От изучения процессов наука должна перейти к изучению закономерностей их изменения. Этот подход мы назвали дифференциальным научным методом.

Эти тенденции можно наблюдать в направлениях развития науки, главной из которых является тенденция к дифференциации научных теорий. От общих теорий таких, как физика или химия, переходят к более частным: физика твердого тела, квантовая механика, физическая химия, биохимия и т.д. Специализация постоянно увеличивается. Известны, например, теория машин и механизмов, теории отдельных технических систем и бесчисленное количество других узкоспециальных теорий. Какой бы тупиковой не казалась эта тенденция, но она будет продолжаться, будет приобретать еще более узкоспециальные формы: законы поведения людей в микрорайоне конкретного города, закономерности развития торговых точек на конкретной улице или теория развития конкретных политических образований. Все эти теории и закономерности важны и имеют смысл, если они создаются быстро, с минимальными затратами и до того, как успевают измениться или исчезнуть объекты, которые ими описываются.

Известно, что научные теории всегда связаны с определенными ограничениями, в которых они действительны. Эти ограничения будут сужаться, как в пространстве, так и во времени. Будет происходить и узкая специализация описываемых объектов и процессов.

Известно, что на фоне дифференциации наблюдается и процесс интеграции научных теорий. Например, геология объединяется с социальными науками, космонавтика с биологией и т.д. Дифференциальный научный метод также предполагает формирование общих теорий и методов, применимых для описания развития любых процессов и объектов. Его основой является теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) Г.С. Альтшуллера [1]. Научные задачи Г.С.Альтшуллер разделил на два класса [2]:

- создание новых теорий и моделей;

- установление новых научных фактов и явлений, научных открытий.

Методы ТРИЗ позволяют решать эти задачи с минимальными затратами и в максимально короткие сроки. В частности, они позволяют при минимальной информации строить возможные теоретические модели, объясняющие те или иные явления и эффекты. Аппарат ТРИЗ позволяет формулировать и проводить анализ возникающих противоречий в изучаемых системах, использовать приемы и имеющиеся ресурсы для разрешения этих противоречий. ТРИЗ позволяет выделять ключевые факторы, влияющие на процессы. ТРИЗ превращает научную работу из случайного поиска в последовательное и эффективное продвижение к поставленной цели.

Принцип двухмодельности в научных системах.

Методы ТРИЗ позволяют максимально использовать имеющиеся знания и ресурсы для формирования моделей и теорий развития различных процессов и объектов. Возможно использование очень гибких подходов при их изучении. Например, при минимальном объеме информации может строиться сразу несколько допустимых моделей, описывающих развитие объекта или процесса. Принимаемые при этом решения могут опираться ни на одну, а несколько моделей одновременно, до тех пор, пока они не входят в противоречие друг с другом. Так, для описания цикличности в биологических системах безразлично вращается ли Земля вокруг Солнца или Солнце вокруг Земли. Нам лишь необходимо знать, что для принятия других решений, например связанных с космическими исследованиями, нам все же придется выбрать одну из этих моделей: геоцентрическую или гелиоцентрическую модель.

Принцип двухмодельности или многомодельности легко иллюстрировать процессом принятия решения лечащим врачом. В начале, на этапе постановки диагноза, врач может строить сразу несколько моделей, объясняющих причину недуга пациента. В дальнейшем все назначения делаются исходя из достоверности всех возможных моделей (причин) болезни. Дополнительная информация может постепенно отбрасывать или уточнять исходные модели. Таким образом, в ходе самого лечения происходит и построение моделей, и сбор информации, и принятие решений, и активные действия, направленные на достижения результатов. В качестве примера можно привести теории вымирания динозавров и мамонтов, в которых вынуждены переходить к полимодельности при объяснении причин исчезновения этих животных.

Как мы и говорили, особенно актуальным подобный подход является в экономических и социальных процессах. При этом каждое из принимаемых решений, как правило, дает нам дополнительную информацию, позволяющую уточнять построенные модели и теории. Таким образом, возникает непрерывный процесс сбора информации, построения моделей и принятия решений. Этот процесс образует единую систему, которая позволяет оптимально распределить усилия необходимые для принятия верных решений.

Выводы:

1. Резкое увеличение темпов развития цивилизации и перемещение интересов науки в область самоорганизующихся и быстроизменяющихся систем привело к кризису научного метода. Современная наука не может обеспечить объективность и достоверность знаний.

2. Законы и закономерности, по которым существует и развивается материальный мир, возникают и изменяются вместе с этим миром. Развитие законов можно прогнозировать так же, как и развитие материального мира.

3. Целью науки должно стать не получение новых знаний, а создание системы методов получения достоверной информации и принятия верных решений. От изучения материального мира наука должна перейти к изучению закономерностей его изменений. От классического научного метода, в основе которого лежат методы дедукции и индукции, к дифференциальному научному методу. От одномодельных описаний явлений и процессов необходимо переходить к многомодельным теориям.

4. Коренное изменение научного метода вызовет крупные изменения и в социальной структуре научного мира, в социальных системах, непосредственно связанных с наукой и научным методом, например, в системе образования.

5. В основе дифференциального научного метода должны лежать методы теории решения изобретательских задач: поиск и анализ противоречий в изучаемой системе, формулировка идеального конечного результата, анализ ресурсов, развитие и использование приемов разрешения противоречий.

6. Новая область применения ТРИЗ ставит перед ней новые задачи. Необходимо адаптировать ТРИЗ к решению научных задач: создание новых теорий, синтез научных экспериментов, поиск достоверной информации, открытие новых явлений.

7. Для построения и жизни в социально-устойчивом и развивающемся мире [3] необходимо иное мышление – эффективное, учитывающее диалектику стремительно развивающегося мира. Дифференциальный научный метод должен стать элементом этого мышления, одной из составляющих культуры будущего мира.

Литература.

1. Альтшуллер Г.С. "Найти идею", изд. "Наука", Новосибирск, 1986.

2. Альтшуллер Г.С. Как делаются открытия (мысли о методике научной работы). Сборник «Решение исследовательских задач» МНТЦ, «Прогресс», 1991 г.

3. Альтшуллер Г.С., Рубин М.С. «Что будет после окончательной победы. Восемь мыслей о природе и технике», Знание-сила, № 4-91. стр. 5-10.

4. Бэкон Ф., Собрание сочинений, т.1-2, 1977.

5. Митрофанов В.В. «От технологического брака до научного открытия» - Ассоциация ТРИЗ Санкт-Петербурга, 1998. - 395 с.

6. Рубин М.С., Новожилов А.В. Прогноз развития науки, Петрозаводск, 1995 г.

7. Рубин М.С., Методы прогнозирования на основе ТРИЗ, Вестник Академии Прогнозирования № 1, Пушкино, «Нектар науки», 1999 г.

8. М.И. Штеренберг. "Научный метод противоречив", в журнале "Природа", 1991 г., N 2, стр. 3-8.