Обнаружение новых явлений
Методы обнаружения новых явлений, эффектов
Интерполяция и экстраполяцияМетоды интерполяции и экстраполяции
Метод числовой осиМетод числовой оси (ТРИЗ-название - Оператор РВС)
X
Расстановка научных фактов по оси и экстраполяция тенденций по Г.И. Гуревичу
«Перед Менделеевым стояла задача, не такая уж обычная для учёного: надо было составить учебник выстраивающейся, не совсем ещё сложившейся науки - химии. В ту пору - в середине XIX века - химия состояла из описания бессвязного набора элементов и их реакций. Студентам же, как и всем людям, трудно запоминать бессвязный набор. Логика была желательна. Логику химии искал Дмитрий Иванович. В его распоряжении были факты, ранее собранные алхимиками и химиками сведения о свойствах шести десятков видов атомов. В наше время научные труды начинаются с обзора литературы, т.е. мнений предшественников. Но в данном случае мнения чего-то стоили лишь в соединении с логикой, а её-то не нашли. Менделеев приступил к обзору фактов. Тут ещё надо было выбрать некий порядок обзора, критерий расстановки фактов - «осью» буду я называть его в дальнейшем. Менделеев принял атомный вес в качестве оси. Решение - не само собой разумеющееся. Недаром скептики издевательски вопрошали тогда английского химика-систематика Ньюлендса: «А по алфавиту Вы не пробовали расставлять?»
Порядок обозначил грани неведомого - «горизонты» - водород и уран. Перед водородом и после урана - широчайшие поля для открытий. Они и были сделаны в XX веке: элементарные частицы до водорода и радиоактивные элементы около и после урана. Внутри же ряда обнаружилась закономерность: периодическое повторение химических свойств. И это позволило построить таблицу, где в каждой строке щёлочность уменьшалась, а кислотность возрастала. По вертикали же, в каждом столбике таблицы, щелочность усиливалась, кислотность падала. Пока что я рассказываю общеизвестные школьные истины, чтобы подчеркнуть ход мысли Менделеева. Ход мысли - метод!
Итак, был найден порядок, установленный природой. Нашлись и отклонения: по три элемента в одной клетке (железо, кобальт, никель), а в клетке лантана позднее пришлось разместить целых пятнадцать элементов. Величие Менделеева, в частности, состояло и в том, что для него эти мелкие зигзаги не заслонили общую картину. Общую! Постараемся следовать его примеру.
Де Шанкуртуа, один из предшественников Менделеева Д.И. (у всех были предшественники) предлагал строить таблицу элементов, навивая ось на цилиндр. Если сделать это, добавляя сведения, которых не было в XIX веке, получается довольно наглядно. Особенно четко видны в таком варианте отклонения от правила, даже правила отклонений от правила. Строки таблицы при этом превращаются в витки спирали, напоминая о диалектичности природы. Яснее видны переход в противоположность (после сильной кислотности, например у хлора, следует перескок через инертный аргон к сильно щелочному калию) или повторение качества на новом уровне: после лития - более активный натрий, после натрия - ещё более активный калий.
Когда таблица построена, на ней видны не только её границы - горизонты, - но и пустые клетки, белые пятна, нечто пропущенное наукой. О белых пятнах можно строить гипотезы на основе интерполяции, т.е. предполагая, что свойства элемента в промежутке промежуточные.
Именно так предсказал Менделеев свойства ещё неоткрытых элементов: скандия, галлия, германия. Для гипотез же о белых просторах неведомого за горизонтом имеются два приёма - экстраполяция и аналогия. Все прочие методики - комбинация этих двух приёмов. (Г.И. Гуревич здесь ошибается – Прим. И.Л. Викентьева).
Простая экстраполяция: за горизонтом продолжается уже известная тенденция к росту или к уменьшению и по такой же формуле. Но так как природа изменчива и непрямолинейна, заведомо известно, что где-нибудь рано или поздно найденная закономерность иссякнет. Поэтому надёжнее сочетать экстраполяцию с аналогией, сравнивая данный виток (строку) с другими витками или данную ось с другими осями.
Подведём итоги. Методика этой книги такова:
1. Напоминаются факты: о химических элементах, о неживой природе, о разуме, о науке. Факты, а не теории!
2. Выбирается ось для их расстановки, количественная или качественная. Факты выстраиваются по оси.
3. Отмечаются белые пятна, а также границы известного, ось уходит за горизонт.
4. Изучаются закономерности изменения свойств на оси.
5. На основе закономерностей строятся гипотезы о предполагаемых открытиях в белых пятнах и за горизонтом».
Гуревич Г.И., Лоция будущих открытий: Книга обо всём, М., «Наука», 1989 г., с. 11-13.
На последующих страницах Г.И. Гуревич пишет о том, что для изучаемых живых объектов затруднительно получить подобные гладкие экстраполяции, а также необходимо использовать несколько осей, а не одну-две…
