CC BY
60
УДК 378.147: АД. Московченко
Методологические проблемы технического изобретательства
С методологических позиций рассматриваются уровни изобретательских задач, предложенных Г.С. Альтшуллером. Предлагается техническую формулу изобретения (новизна, изобретательский уровень, применимость) дополнить техносферическими (материал, продукция, отходы) и автотрофными (автономность, оптимальность и гармоничность) критериями. Анализ проводится на конкретно-техническом материале, связанном с настоящим и будущим атомной энергетики.
История жителей планеты Земля — это прежде всего яркие страницы человеческой изобретательности. От ручного рубила, впервые «прирученного» язычка пламени, лука и стрел до интегральных микросхем и волоконно-оптических линий связи — таков нелегкий, но вдохновенный путь Разума.
Сложность решения технических задач зачастую обусловлена противоречиями (или конфликтами) между разными свойствами и элементами разрабатываемой конструкции. Изобретательское решение задачи заключается не в смягчении и затушевывании противоречия, а, наоборот, — в предельном обострении его. Обозначить четко техническое противоречие, а затем найти способы его разрешения — задача изобретателей. Проблема снятия противоречий — основная проблема изобретательства.
Введение понятия «техническое противоречие» позволило Г.С. Альтшуллеру, основоположнику теории решения изобретательских задач (ТРИЗ), выделить шесть уровней изобретательских задач [1, с. 8-10].
Первый уровень изобретений — мельчайшие изобретения, не связанные с устранением противоречий. Задача и средства её решения лежат в пределах одной профессии. Число перебора возможных вариантов изобретения не превышает десяти.
Второй уровень изобретений — мелкие изобретения, полученные в результате устранения противоречия способом, известным в данной отрасли. При этом частично меняется только один элемент системы. Для получения изобретения рассматривается не более ста вариантов решения.
Третий уровень изобретений — среднее изобретение. Противоречие преодолевается способами, известными в пределах одной науки (механика, физика, химия, биология). Полностью меняется один из элементов системы. Количество возможных вариантов не превышает тысячи.
Четвертый уровень изобретений — крупные изобретения. Синтезируется новая техническая система. Противоречия могут устраняться средствами, выходящими за пределы науки, к которой относится задача (например, механическая задача решается физико-химическими или биологическими способами). Число вариантов, среди которых один правильный, может доходить до десятков тысяч.
Пятый уровень изобретений — крупнейшие изобретения. Синтезируется принципиально новая техническая система (например, появление в XX веке атомных электростанций или волоконно-оптических линий связи).
Шестой уровень изобретений — открытия открытий или создание системы открытий пятого уровня. Это открытие на уровне теории информации, позволяющее прогнозировать и создавать изобретения пятого уровня. Открытие такого плана связано с появлением глобальной информационной компьютерной сети Интернет. Эта сеть образовалась в течение двух последних десятилетий XX века путем объединения множества локальных и территориальных компьютерных сетей. Интернет превратился в грандиозную систему, охватывающую весь земной шар.
На наш взгляд, к шести уровням, предложенным Г.С. Альтшуллером, следует добавить седьмой уровень — биоавтотрофнокосмологический. Синтезируемая новая техническая реальность полностью гармонизируется с естественно-биологическими системами, то есть техническая система как нечто чуждое природе исчезает. При этом искусственное (созданное человеком) наделяется свойствами естественного. В полной мере используются природные механические, физические, химические и биологические свойства. Этими свойствами будут
наделенены будущие космические техника и технология, например, орбитальные (земные и неземные) космические станции, которые в полной мере будут отвечать принципам авто-трофности: автономности, оптимальности и гармоничности [2].
Строгого определения понятия «изобретение» не существует. Вместе с тем критерии изобретения известны: 1) мировая новизна (технические изобретения — это открытия); 2) изобретательский уровень технического решения; 3) технологическая применимость [3, с. 95-102]. К вышеназванным критериям в последнее время стали добавлять инновационный критерий, направленный на сервисно-потребительскую значимость изобретения [4]. В современных условиях тотальной глобализации и технологизации общественного производства, когда на первый план выходит проблема безопасности и выживания человечества, собственно технические и инновационные критерии оценки того или иного изобретения оказываются недостаточными. Техника и технология, все более включаясь в общекультурологические и цивилизационные процессы, требуют для своей оценки дополнительных характеристик, связанных с экологической проблематикой. Другими словами, техническое изобретение (или комплекс изобретательских решений) должно быть оценено с точки зрения влияния на природную и социальную среду. На это обращает внимание Б.И. Кудрин, известный российский изобретатель, основоположник нового научного направления — технети-ки, выделяя в качестве внешних проявлений изобретательской деятельности «материалы, продукцию и отходы». Технетика как наука о техноценозах (или наука о технической реальности) охватывает создаваемую и эксплуатируемую технику, разрабатываемую и применяемую технологию, получаемые и используемые материалы, производимые и потребляемые продукты, возникающие экологические воздействия. Установлен важнейший факт: техническое порождает техническое, техническое стало собираться в сообщества (ценозы), диктующие состояние и развитие современной цивилизации. В этом случае имеет смысл говорить о техноценозах вообще [5]. Это значительно расширяет критериальный план изобретательского дела, осуществляя «переход в надсистему Целей, где первоначальная Цель становится частным случаем».
Изобретатель переходит на более высокий уровень - от технико-технического к технико-техносферическому. Техническая формула изобретения (новизна, изобретательский уровень, промышленная и инновационная применимость) расширяется за счет техноэволюционных характеристик, учитывающих системно-Долговременное воздействие результатов изобретательской деятельности на окружающую среду. Назрела проблема перехода изобретательского дела на техносферический уровень, связанный с логикой и закономерностями техноцено-за в целом.
Техносфера, в свою очередь, включена в природно-биосферные системы; поэтому встает более широкая проблема совмещения техносферического и природно-биосферического. Это уже планетарно-космический уровень, превращающий изобретательскую Цель в общечеловеческую и космическую. Изобретатель превращается в Мыслителя.
Нам представляется, что в эпоху все большего нарастания противостояния техносферического и природно-биосферического в объект технического изобретения необходимо включать не только технико-технические и техносферические характеристики, но и характеристики биоавтотрофнокосмологического плана. Встает проблема органического совмещения искусственного и естественного.
Органическое включение техносферы в природно-биосферный план выводит нас на замечательную идею «автотрофности человечества», высказанную русской космической мыслью в трудах Н. Федорова, В. Вернадского и К. Циолковского [6-8].
Главное в автотрофном представлении о мире: независимость человеческого существования от окружающего его живого вещества — растений и животных, непосредственный синтез пищи без посредничества организованных существ. Автотрофная независимость позволит человеку плавно войти в природно-биосферические процессы. Автотрофное человечество состоится только в том случае, если оно сумеет изменить форму питания и источники энергии, используемые в общественном производстве, в сторону гармонизации естественного и искусственного, фундаментального и технологического [2]. Это единственный способ радикально решить глобальные проблемы, прежде всего экологические. Несмотря на это, международные финансовые организации и корпорации наложили строжайший запрет на развитие революционных идей в области технического изобретательства (автотрофных по существу), искусственно сохраняя традиционно-паразитарные технологии, уничтожающие невосполнимые биосферные запасы Земли — нефть, газ, уголь и т.д. [9, с. 33-34]. Нефть и газ среди
пока доступных нам первичных источников энергии уникальны по своей универсальности и удобству использования. Кроме того, это незаменимое сырье для производства многих товаров. Мировая изобретательская мысль занялась беспрецедентным совершенствованием сервисной техники, а не революционными прорывами, связанными с трансформацией солнечной и космической энергии, атомным и ядерным синтезом. Вместе с тем, технологическое преобразование природной энергии в электрическую, управляемый атомный и ядерный синтез являются эволюционно-технологической основой перехода человечества на новый пла-нетарно-космический этап своего развития - автотрофный.
Опираясь на работы русской комической школы, нами сформулированы отличительные черты автотрофной техники и технологии: 1) автономность (независимость от живого вещества); 2) оптимальность (технологичность с развитой обратной связью — цикличностью); 3) гармоничность (плавное вхождение искусственных технологий в природно-биосферные технологии).
Универсализм и глобальность идеи автотрофного человечества не позволяет напрямую связать её с целью изобретения. А вот её производные (автономность, оптимальность и гармоничность) в качестве целеобразующих принципов можно включать в состав формулы изобретения. Эксперту в своей работе приходится жонглировать тремя техническими критериями патентоспособности: новизной, изобретательским уровнем и применимостью. Кто знаком с формально-логическим термином «порочный круг» в структуре доказательства, понимает, насколько непрочен фундамент под зданием экспертизы. Следующим аспектом экспертизы является уточнение цели изобретения, которая в неявном виде присутствует в критерии «применимость», и оценка вероятности её достижения с помощью способов и средств, изложенных в заявке. И наконец, формула изобретения должна включать в себя экологические факторы (материал, продукция, отходы), а с учетом автотрофных характеристик (прежде всего гармоничности) включать в себя и изобретательское творчество Природы. Как отмечает крупнейший испанский философ XX века X. Ортега-и-Гассет: «История человеческой мысли — это цепь наблюдений, произведенных с целью выявить механизм, скрытый в материи мира. Вот почему техническое изобретение — это открытие» [10, с. 47]. Технологический взгляд на Природу радикально меняет специфику и особенность изобретательского дела. Необходимо определить весь спектр приемов, которыми Природа пользуется для снятия внутренних и внешних противоречий, создать «патентный фонд Природы» по таким разделам, как Биосфера, Социосфера, Техносфера, классифицировать и кодифицировать его содержание по аналогии с техническим патентным фондом. Не проделав этой кропотливой работы, приступать к материализации («обжелезивание» и доведение образца до серийного выпуска) автотрофной идеи русских космистов будет затруднительно.
Патентный фонд Природы необходимо дополнить культурно-историческим патентным фондом, который включает в себя научно-техническую память человечества. Реконструкция прошлых изобретательских достижений поможет зафиксировать этапы рождения, жизни и смерти многих научно-технических изобретений и даже отметить случаи их «реинкарнации» на новом витке развития.
Таким образом, в объекте технического изобретения необходимо различать три уровня: 1) внутрисистемный, связанный с собственно техническими характеристиками изобретения (новизна, изобретательский уровень, применимость); 2) надсистемный, учитывающий логику и закономерности техноценоза в целом (материал, продукция, отходы); 3) планетарно-космический, позволяющий выйти на «автотрофное человечество будущего» (автономность, оптимальность и гармоничность).
Переход с одного уровня изобретательского дела на другой повышает значимость и применимость технического изобретения, а главное, все более способствует духовным потребностям развивающего человечества.
Автотрофный подход позволит полномасштабно оценить значимость того или иного технического изобретения. Это в полной мере относится к перспективным технологическим поискам и изобретениям. Например, современная атомная энергетика в определенной мере отвечает двум важнейшим качествам (требованиям) автотрофности - автономности и оптимальности. Автономность существования и оптимальность функционирования атомно-энер-гетических установок связана с особенностью атомного топлива (эксплуатация косного вещества с высокой степенью компактности).
В настоящее время проектируются и находят промышленное применение так называемые «реакторы на быстрых нейтронах», в которых задействован замкнутый топливный цикл
с выключением актиноидов и «трансмутацией долгоживущих». Внедрение реакторов такого типа позволит выполнить третье (важнейшее) условие автотрофности — гармоничность существования с окружающей средой. Это связано прежде всего с проблемой захоронения радиоактивных отходов. Искусственная радиоактивность, порожденная энергетическими реакторами, не сопрягается с радиоактивностью естественной среды, поэтому происходит разрушение как реакторов, так и природно-биосферных систем. Очевидно, решение проблемы надо искать в другой плоскости, переводя изобретательскую задачу на второй, а затем и на третий уровень. Глобальная проблема — гармонически увязать воедино естественно-физические и искусственно-технологические атомные энергетические характеристики. В области реакторостроения в настоящее время поиск ведется в направлении создания поколения реакторов, обладающих естественной безопасностью. С точки зрения безопасности перспективной в атомной энергетике может оказаться технология с использованием тория в качестве топлива. Обладая теми же недостатками, что и урановая технология, она имеет главное достоинство, которое заключается в том, что в ториевом цикле нарабатывается оружейный плутоний-239. Технологически развитые страны (США, Индия, Норвегия и др.) в настоящее время серьезно занимаются переходом к атомной энергетике на ториевом цикле. Речь идет о так называемой релятивистской тяжелоядерной энергетике. Предполагаемая технология решает не только проблему нераспространения ядерного оружия, но и ядерных отходов. Суть новой технологии заключается в прямом сжигании тория-232 и урана-238 без промежуточных продуктов - плутония-239 и урана-233. Другими словами, надежность реакторов достигается не только за счет технико-технических и технико-технологических изобретательских решений, но и за счет учета планетарно-космического фактора, заложенного в природе самого реактора. Он должен работать на таких физико-химических и инженерно-изобретательских решениях, чтобы выход за пределы «естественного» был в принципе невозможен при любых экстремальных условиях [2, с. 55—56; 11].
Методологически осмысленная идея «автотрофности будущего человечества», высказанная русской космической мыслью, позволяет поднять изобретательское дело на уровень современных мировоззренческих и методологических требований, дать полномасштабную оценку того или иного технического изобретения.
Таким образом, изобретательская инновация приобретает трехуровневый характер: 1) внутрисистемный, когда изобретение направлено на удовлетворение сервисно-потребительских качеств человека; 2) надсистемный, в этом случае изобретатель вынужден учитывать логику и закономерности техносферического движения в целом; 3) планетарно-косми-ческий, когда изобретательское творчество человека совмещается («резонирует») с творчеством Природы, Вселенной в целом.
Применительно к инженерно-техническому образованию инновация также может быть рассмотрена с трех различных уровневых позиций. Обращаясь снова к атомной энергетике (и физико-техническому образованию), следует отметить следующее. Атомно-технологичес-кие представления (и образовательные в том числе) должны не замыкаться физико-техническими и физико-энергетическими рамками, а охватывать, по возможности, глобально-техносферический аспект, а затем и планетарно-космический (автотрофный). Необходим геокультурологический сравнительный анализ проектно-изобретательских и технолого-экс-плуатационных процедур по различным странам и регионам с учетом, естественно, изобретательских достижений России. Данные для такого анализа, видимо, есть, но назрела задача планетарно-космического сравнительного анализа естественных (природных) атомных процессов и атомных процессов, порожденных изобретательской мыслью человека. Это имеет огромное значение для инновационного физико-технического образования и перевода его на второй, а затем и на третий инновационный уровни.
Автотрофный взгляд на изобретательское творчество даст возможность выбрать наиболее эффективный и «человечный» сценарий технологического развития будущего технологического движения человечества.
Подводя итоги, следует выделить три основных этапа в освоении технического изобретательства.
1. Классический этап связан с внутренними технико-технологическими особенностями изобретательства. Этот период условно можно начинать с изобретательских поисков Галилея и Кеплера вплоть до середины XX века. Характерная черта классического этапа — тесная связь фундаментально-научных открытий с изобретательским творчеством, которое находит свое практическое воплощение в общественном производстве и в обыденной жизни.
2. Неклассический этап сложился в последние полвека. Техническое изобретательство начинает все теснее увязываться с техносферической экологией (материалы, продукция и отходы производства). Непреходящее значение в этом имеют ценологические исследования изобретательского дела советского профессора В.И. Кудрина. Техносфера рассматривается как единая система, имеющая свою внутреннюю логику и законы функционирования и развития. Изобретатель должен прежде всего учитывать техносферические качества общественного производства.
3. Постнеклассический этап связан с фундаментально-технологическими идеями русской космической школы XIX - XX веков, главным образом, с трудами академика В.И. Вернадского, который высказал гипотезу об автотрофном человечестве будущего. Изобретатель XXI века должен учитывать долговременные интересы будущего человечества, которое, несомненно, будет развиваться в автотрофном направлении. Технико-технологические и технико-техносферические новации должны быть пересмотрены с биоавтотрофнокос-мологических позиций — автономности, оптимальности и гармоничности. Это радикально меняет изобретательские поиски в сторону планетарно-космических интересов будущего человечества.
Заключение
Перед человечеством стоит проблема глобального масштаба — овладение автотрофными природно-социальными технологиями. Ориентация только на использование углеводородного топлива и учет сервисно-потребительских потребностей настоящего (гетеротрофного) человека грозит общепланетарной катастрофой. Человечество, этически недозревшее до способности управления высокими биоавтотрофнокосмологическими технологиями на благо человека и биосферы, обрекает себя на самоуничтожение. Требуется массовый изобретательский переход с технического на техносферический, а затем и на автотрофно-космический уровень. Это сложный психофизиологический и методологический процесс овладения трех-позиционной логикой. Инженеру-изобретателю необходимо учиться выходить за рамки собственно технического занятия. Внимательно всматриваться в облик изменяющейся жизни, а он всегда целостен (техносферичен), затем и техносферическое трансформировать в биоав-тотрофнокосмологическое проявление, которое дает возможность гармонически слиться с Космосом.
Литература
1. Альтшуллер Г.С. Поиск новых идей: от озарения к технологии / Г.С Альтшуллер, B.JI. Злотин, A.B. Зусман. - Кишинев : Картя Молдавеняскэ, 1989. - 361 с.
2. Московченко А.Д. Автотрофность: фактор гармонизации фундаментально-технологи-ческого знания / А.Д. Московченко. - Томск : Твердыня, 2003. - 248 с.
3. Иноземцев JI.A. Патентоведение советских изобретений в зарубежных странах / JI.A. Иноземцев, Н.А Чихачев. - М. : Машиностроение, 1979. - 296 с.
4. Штенников В.Н. Секреты «секретных изобретений» / В.Н. Штенников, И.А. Беляева // Изобретатель и рационализатор. - 2006. - № 6. - С. 23-28.
5. Кудрин Б.И. Введение в технетику / Б.И. Кудрин. - Томск : Изд-во Томского гос. ун-та, 1991. - 552 с.
6. Федоров Н.Ф. Сочинения / Н.Ф. Федоров. - М. : Мысль, 1982. - 711 с.
7. Вернадский В.И. Автотрофность человечества / В.И. Вернадский // Русский космизм: Антология философии мысли / сост. С.Г. Семенова, А.Г. Гачева. - М. : Педагогика-Пресс, 1993. - С. 298-303.
8. Циолковский К.Э. Космическая философия / К.Э. Циолковский // Русский космизм: Антология философии мысли / сост. С.Г. Семенова, А.Г. Гачева. - М. : Педагогика-Пресс, 1993. С. 278-282.
9. Колеман Дж. Комитет 300 (Тайны Мирового правительства). М.: Витязь, 2003. -319 с.
10. Ортега-и-Гассет X. Размышления о технике / X. Оргега-и-Гассет // Вопросы философии. - 1993. - № 10. - С. 32-69.
11. Габараев Б. Новая технология XXI века - революция в углеводородной энергетике / Б. Габараев, Ю. Корякин // Бюллетень по атомной энергетике. Декабрь, 2003. - С. 17-20.
Московчеико Александр Дмитриевич
Д-р филос. наук, профессор, зав. каф. философии ТУСУРа Тел.: (3822) 53 35 41 Эл. почта: fil@tusur.ru
A.D. Moskovchenko
Methodological problems of the technical invention
From the methodological standpoint are considered levels of invention tasks, offered by G. Altshuller. The technical formula of invention (novelty, invention level, applicability) is suggested to add by technospheric (material, production, waste) and autotrophic (autonomy, optimality, harmony) criteria. Analysis is made on concrete technical material concerned with the present and future of the atomic energy.
