Современная классификация наук. Эволюция науки во времени

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

по дисциплине

 

 

«Основы научно-технического творчества»

(для студентов технических специальностей всех форм обучения)

 

 

Утверждено:

На заседании кафедры

Кузнечно-штамповочного

Производства

Протокол № 10 от 13.11.07

Одобрено:

На заседании

Методического совета

Металлургического факультета

Протокол № __________г.

 

 

Мариуполь ПГТУ 2008

 

УДК

 

 

Конспект лекций по дисциплине «Основы научно-технического творчества» рекомендуется для студентов технических специальностей всех форм обучения/ Сост.: К.К. Диамантопуло, А.С. Рыженина – Мариуполь: ПГТУ, 2008. - 46 с.

 

 

В конспекте лекций по курсу «Основы научно-технического творчества» представлены материалы по обучению творчеству – новому этапу современной науки, дана современная классификация наук, рассмотрены методы поиска новых технических решений, описан фонд физических эффектов и явлений, что должно существенно облегчить освоения курса студентами технических специальностей всех форм обучения.

 

 

Составитель К.К. Диамантопуло,

А.С. Рыженина

 

Отв. за выпуск Б.С. Каргин, проф.

 

Содержание

 

Введение

1. Современная классификация наук. Эволюция науки во времени

2. Три типа культур в человеческой истории по критерию связи между поколениями и их связь с основными тенденциями в эволюции науки

3. Диалектика технических систем. Понятие о системе, надсистеме, подсистеме

4. Роль научно-технического творчества в социально-экономическом развитии Украины

5. Ассоциативные методы поиска технических решений

6. Метод контрольных вопросов

7. Мозговой штурм

8. Синектика

9. Метод фокальных объектов

10. Морфологический анализ

11. Функционально - стоимостной анализ

12. Схема решения изобретений задачи по АРИЗ

13. Открытие, изобретение, рационализаторское предложение

14. Уровни творческой деятельности, примеры

15. Жизнь технической системы

16. Изменение основных показателей технической системы во времени (главные показатели: количество, качество и эффективность изобретений)

17. Структура формулы изобретения

18. Структура описания изобретения

19. Документы, входящие в заявку на предполагаемое изобретение

20. Обобщённый эвристический алгоритм

21. Три типа противоречий, выявляемые в процессе решения технических задач

22. Идеальный результат, противоречие, идея решения

23. Применение эвристических приёмов для разрешения технических противоречий

24. Фонд физических эффектов и явлений, его применение при решении технических задач

25. Фонд технических решений

26. Прогноз развития инновационно-изобретательской деятельности в Украине

Список рекомдованной литературы

 

 

Введение

Жизнь ежедневно, ежечасно ставит все новые задачи, все новые проблемы. Она все время хочет "загнать нас в угол". Поэтому стремительно меняющийся мир требует от человека нестандартного, гибкого мышления. Как научиться этому? Можно ли создать систему простых, постепенно усложняющихся тренировок по решению реальных проблем, например, в техническом изобретательстве?

Ю.П. Саламатов “Как стать изобретателем”.

 

Генерация идей - единственный надежный способ продвижения вперед, не раз уже спасавший человечество. "Производством" идей занимаются изобретатели: в широком смысле - это люди, создающие новое в любой области жизни общества. Если у них есть приемы и правила получения новых, оригинальных идей, эти приемы должен знать каждый. Как работает "промышленность изобретений" и какова ее эффективность? Удивительно, но это единственная "отрасль" в нашем организованном мире, которая сохранила кустарный, почти неуправляемый способ производства. Общество вынуждено ждать милости от стихии изобретательства. Захотел кто-то придумать нечто новое - общество получает идею, не захотел - не получает. Но драма изобретательства заключается еще и в том, что можно очень хотеть изобрести, потратить годы, а то и жизнь, и... не решить поставленной задачи. И происходит это чаще всего потому, что большинство изобретателей пользуются традиционным методом проб и ошибок. Вспомните героев книг и фильмов в момент решения трудной задачи: "А если сделать так?. Нет, так не получается, попробуем иначе... А может быть зайти с другой стороны?. И так не получается. Попробуем еще раз..." Продолжаются эти поиски до тех пор, пока "яркая вспышка озарения" не высветит искомое решение. Это может произойти после двадцатой, сотой, тысячной пробы. А может и вообще не произойти - не хватит жизни. Эпоха собирательства случайно появляющихся идей подходит к концу, пора переходить к новой технологии творчества.

А для начала ознакомимся с тем, что понимается под словом «творчество» в энциклопедической литературе. Вот как оно трактуется в одном из последних изданий «Советского энциклопедического словаря»: «Творчество — деятельность, порождающая нечто качественно новое и отличающаяся неповторимостью, оригинальностью и общественно-исторической уникальностью. Творчество специфично для человека, так как всегда предполагает творца - субъекта творческой деятельности; в природе происходит процесс развития, но не творчества».

Таким образом, творчество — это особый вид интеллектуальной деятельности человека, направленной на создание качественно новых ценностей. Существует большое число и других определений творчества, например, определение психолога Фромма: «Творчество — это способность удивляться и познавать, умение находить решение в нестандартных ситуациях, это нацеленность на открытие нового и способность к глубокому осознанию своего опыта». Из этой формулировки ясно, что критерием творчества является не качество результата специфической деятельности человека, а характеристики и процессы, активизирующие его творческую продуктивность.

Очень меткое и красивое определение творчеству дал известный ученый специалист по теории и методам конструирования П. Хилл: Творчество можно определить как успешный полет мысли за пределы известного. Оно дополняет знания, способствуя созданию вещей, которые небыли известны ранее». Правда, иногда творчески сконструированные технические устройства бывают построены из известных элементов или основаны на известных принципах, сочетаемых каким-либо новым, оригинальным способом.

Творчество — это самодеятельность субъекта с постановкой или выбором задачи, поиском условий и способа ее решения и созданием нового. Различают творчество техническое, научно-техническое и научное. Научное удовлетворяет потребности познания окружающего мира. Это творчество в фундаментальных науках. Научно-техническое и техническое имеют четкие практические цели и направлены на удовлетворение утилитарных потребностей общества.

К основным результатам научного, научно-технического и технического творчества относятся открытия, изобретения, рационализаторские предложения и конструктивные разработки.

Техническое творчество, в частности изобретательство, - это форма воплощения научных идей в технические решения. Его плоды – изобретения – являются промежуточным результатом технического освоения научных достижений, который занимает место между научной идеей и и материальным объектом техники. Изобретение – ееще незаконченная машина, материал или технологический процесс. Но это уже идея, воплощенная в конкретную физическую форму (описание, чертеж модели и т.п.), которая показывает ее сущность.

Современная классификация наук. Эволюция науки во времени

Изменения, которые претерпела наука на всем протяжении своего существования, представим в виде своеобразного воображаемого «луча света». Поставим на его пути различные, тоже воображаемые «приборы» — призму, кольцо, линзу и т. д. Подобно тому, как этот наш луч света, проходя через соответствующие «приборы», испытывает различные превращения, так и наука в своем развитии проходит через сложные ступени познания.

Как бы через открытое окошко, которое мы назовем «окном познания» (а), к человечеству проник «световой луч», в котором попервоначалу нельзя было различить каких-либо его составляющих (рисунок 1.1). Это была нерасчлененная наука древности, находившаяся под властью философии (А). Только в конце древности (примерно в начале н. э.) внутри этой единой нерасчлененной науки стали зарождаться и намечаться будущие отдельные науки: математика, механика, астрономия и др. На схеме это изображено в виде тонких цветных прерывистых пиний внутри белой полосы.

В эпоху Возрождения (XV—XVI века) наш «луч» как бы преломился через «призму анализа» или «тризму дифференциации» (b) и расщепился на ряд разобщенных между собою параллельных цветных «лучиков» — отдельных фундаментальных наук (В). Красным, желтым и синим цветом как раз и обозначены эти фундаментальные науки, которые воплощали в себе тогда также их практическое применение.

В конце XVIII века началось отпочкование прикладного знания от теоретического. Механизм этого процесса мы образно показали как «ножницы отщемления» (с), в результате чего стали возникать особые технические науки — отрасли научно-технического знания (С). На схеме он и представлены как отходящие от основных фундаментальных наук полосы розового цвета от красной полосы, светло-желтого от желтой, голубого от синей. К середине XIX века в основном исчерпал себя процесс односторонней дифференциации наук, когда связывание наук (их интеграция) осуществлялось лишь путем внешних связей.

К этому времени доминирующей становится интеграция наук, причем связывание прежних наук происходит благодаря появлению новых наук, которые как бы перекидывают «мосты» между ранее возникшими изолированными друг от друга фундаментапьными науками. Это живой пример диалектического единства противоположностей и перехода одной противоположности в другую: интеграция наук реализуется путем дальнейшей их дифференциации.

Начало процесса интеграции наук положили два великих открытия, сделанные в середине XIX столетия. Во-первых, возникновение марксизма, а во-вторых, открытие закона сохранения и превращения энергии. На нашей схеме начало этого процесса представлено как прохождение ранее возникших фундаментальных наук (цветных полос) через «кольцо синтеза» (d) с последующим образованием наук — полос промежуточных или смешанных цветов: лилового между красной и синей полосами, оранжевого между красной и желтой полосами, зеленого между желтой и синей полосами (D), В результате промежутки между фундаментальными науками оказались заполненными. К таким промежуточным наукам можно отнести астрофизику, появившуюся в 1860 году, химическую термодинамику—в 1870-х годах, биохимию. — на рубеже XIX и XX веков.

В 1882 году в «Диалектике природы» Энгельс, касаясь явления, происходящего на грани между физикой и химией, подчеркивал, что и физики и химики заявляют о своей некомпетентности в месте соприкосновения обеих наук, а «между тем именно здесь надо ожидать наибольших результатов».

Энгельс оказался прав: его предвидение осуществилось несколько лет спустя благодаря рождению физической химии на грани между физикой и химией.

Картина дальнейшего научного движения начинает резко и круто меняться. К середине XX века под влиянием современной научно-технической революции параллельное, хотя и взаимосвязанное, развитие «чистых» и прикладных наук нарушается и все науки начинают как бы переплетаться между собою, приходя в тесное взаимодействие. Появляются особого типа науки «стержневого» и междисциплинарного характера. Возникла кибернетика, которая пронизывает в качестве общеабстрактной науки и связывает между собою теснейшим образом целый ряд конкретных наук — биологических, общественных, технических. Если раньше промежуточные, переходные науки, подобно «мостам», соединяли собою смежные науки в их общем ряду, то теперь соединяются между собою далеко отстоящие одна от другой науки, такие, например, как биология и техника, благодаря возникновению бионики.

На нашей схеме это представлено как включение ранее отдельных наук в «переплет их взаимодействий» (е), в результате чего и появляются междисциплинарные научные направления, подобные кибернетике (Е). На схеме они обозначены в виде вертикальной полосы темно-фиолетового цвета, пересекающей остальные науки.

Дальнейшее усиление взаимосвязи и взаимодействия наук должно привести к еще большему единению всех наук, к их взаимному проникновению, образованию особых комплексов совершенно новых, дотоле невиданных наук и научных дисциплин. Таково, например, еще не оформившееся в достаточной степени учение о современной научно-технической революции, как глобальном явлении всей нашей эпохи, таково учение о самой науке — «науковедении» — как социальном явлении, таковы космонавтика, экология и в особенности молекулярная биология и - многое другое.

На схеме этот процесс изображен в виде «комплексного узла» или «клубка» наук (f), из которого родятся новые комплексные науки (F). Уже в будущем этот «клубок» наук превратится в ту единую науку, которую предсказывал Маркс. Отдельные научные направления в ней не будут уничтожены или стерты, но сохранятся в качестве превзойденных ею и подчиненных ей. На схеме это представлено так, что, выходя из предыдущего «комплексного узла», науки проходят через «соединительную линзу» и как бы фокусируются (g), образуя световую полосу белого цвета, внутри которой цветовым пунктиром вкраплены прежние — «разноцветные» науки (G). Это стадия высшей или полной интеграции наук, которая завершает весь предшествующий, пройденный ими путь.

Как же преломляются в сфере практической деятельности задачи, вытекающие из современного состояния структуры научного знания и дальнейших тенденций ее эволюции? Их преломление выступает как в сфере организации науки, ее планирования и подготовки научных кадров, так и в сфере разработки теоретических и методологических проблем, касающихся структуры и тенденций дальнейшего развития научного знания. На схеме это изображено в виде «зеркала практики» (Р).