Размещено на сайте 24.09.2008.

Часть 1

Часть 2

Виды противоречий

Объективные и субъективные противоречия

Техника является частью материального мира, следовательно, и она подчиняется объективному закону единства противоположностей. Но технику изменяет человек, который мыслит субъективно, поэтому  в  изобретательской деятельности необходимо различать два вида противоречий – объективные и субъективные.

 Объективные противоречия не зависят от  воли человека, они сами  возникают в природе и разрешаются самой природой.

Субъективные противоречия возникают в сознании человека и им же разрешаются.  Причем этот  мыслительный процесс сопровождается постепенным переводом субъективных противоречий в объективные, для разрешения которых человек опять же использует принципы природы.

Рассмотрим эти виды противоречий подробнее на примерах.

Объективные противоречия.

Пример № 11  Двуединство света

Опыты и расчеты показывают, что с такой скоростью с какой движется свет,  ни одна материальная частица двигаться не может. Следовательно, свет это только волна и не может обладать массой. Однако другие эксперименты показывают, что свет оказывает давление, значит это материальная частица, и она имеет массу.  Получается, что свет должен быть волной, которая не имеет массы, и материей, которая  имеет массу.

Наука предположила двойственную природу света, -  в один момент времени свет  это материальная частица, а в другой момент времени, свет это волна. Обнаруженное противоречие является объективным  потому, что существует само и не зависит от воли человека.  Однако, на основе его сформировалась уже большая квантовая теория, которая  объяснила многие, ранее непонятные, явления материального мира.

Пример №12  Полет камня.

Проделаем следующий простой опыт. Поднимем высоко над землей камень и отпустим его. Если вы думаете, что его путь к земле будет прямолинейным, то мы вынуждены будем вас разочаровать. Только вначале его путь будет прямолинейным, затем он станет зигзагообразным или спиралевидным.

Почему это произошло?

Потому, что две системы – камень и воздух вступили в конфликт с последующим его разрешением. Камень, двигаясь вниз, вынужден толкать впереди себя столб уплотненного воздуха, но на это ему  необходимо дополнительно тратить часть своей энергии.  Поэтому камню легче соскользнуть с этой воздушной подушки в сторону, где меньше уплотнен воздух, и уже там продолжать свое движение. Затем все повторяется.

В результате разрешения возникших  объективных (!) противоречий,  прямолинейное движение камня заменилось на зигзагообразное  или спиралевидное.

 Если повысить скорость падения камня, то возникают новые противоречия.  Возросшее трение о воздух разогревает камень, и он становится мягким.  Под действием набегающего потока воздуха камень начинает менять не только форму своего движения, но и свою  геометрическую форму, он начнет оплавляться, удлиняться и превратится  в вытянутую каплю, которая имеет уже идеальные аэродинамические качества. Именно такую форму приобретают метеориты, влетая в атмосферу Земли. Если мы еще более увеличим скорость камня, то он, расплавившись, может превратиться в газ. Камень стал газом среди газа… Разрешилась очередная ступень объективных противоречий, при которой обе стороны – воздух и камень приобрели новое качество позволяющее им сосуществовать в новых условиях взаимодействия.

Пример № 13 Эффект Бернара

Известен эффект образование ячеек Бернара. Он заключается в том, если в сосуд с плоским дном налить масло, а сверху насыпать какой либо плавающий порошок и нагревать сосуд на плите, то можно наблюдать интересное явление. Порошок на поверхности масла, вдруг начинает перестраиваться и образует сетку с правильными шестиугольными ячейками. Почему это произошло?

Дело в том, что нижние слои масла, нагреваясь, становятся менее плотными,  понижают свой объемный вес и вытесняются наверх холодными и потому более плотными слоями масла,  которые опускаются вниз.  Происходит самодвижение масла в результате неравенства температур и плотностей. При этом возникает противоречие - двапотока должны идти навстречу друг другу  – горячее масло вверх, а холодное вниз.

 Это противоречие природа разрешила в пространстве самого масла, где горячие и холодные потоки разделяются между собой и уже не мешают друг другу.

О том, что это действительно так происходит, демонстрируют шестигранные ячейкиобразованныеплавающим порошком на поверхности масла.

 В центре каждой ячейки наверх движется поток горячего масла, а по краям движется вниз поток холодного масла.

 По расчетам специалистов по синергетическим явлениям такое распределение потоков масла определяется минимально потребляемой энергией^[1].

Пример 14.  Молекула ДНК

 С молекулами ДНК связаны два основополагающих свойства живых организмов — наследственность и изменчивость.

С одной стороны, должна быть высочайшая стабильность и устойчивость молекулы к различным воздействиям, окружающей среды, чтобы надежно сохранять информацию. С другой стороны, должна быть нестабильность, изменчивость, способность легко растворяться в воде, чтобы доставлять программу в нужное место клетки.

В процессе биологической эволюции это объективное противоречие было разрешено в пространстве и во времени. При возникновении соответствующих условий с молекулы ДНК программа "копируется" на одну из ее модификаций -молекулу тРНК, сходную по структуре, но обладающую высокой растворимостью в воде, и уже эта молекула  доставляет нужную информацию по назначению.

Пример № 15  Желудок коровы

Для того чтобы корова могла переработать траву в молоко она должна очень тщательно пережевывать и перетирать растения, чтобы разрушить клетчатку. Это очень долго и корова не успевает насытиться за весь световой день.

Противоречие разрешилось устройством у коровы желудка, в котором есть четыре отделения.В первый она днем быстро складывает предварительно грубо пережеванную траву. Во втором отделении пища смачивается и размягчается.Ночью коровы отрыгивает содержимое второго отделения и уже медленно, тщательно пережевывает ее, механически разрушая растительную клетчатку.На эту « механическую работу» уходит большая часть ночи. Затем пища попадает в третье отделение, где специальные микробы перерабатывают растительную клетчаткуна более глубоком уровне и она ужевиде питательного раствора поступает в четвертое отделение желудка, гдеусваивается организмом коровы. Мы видим, что микробы питаются тем, что корова собрала для себя(!), тоесть они являются как бы ее «противоположностью», но без них она не смогла бы усвоить грубую растительнуюпищу. И здесь единство противоположностей порождает гармонию, без которой обе системы не могли бы жить.

Если внимательно присмотреться к разрешениям объективных противоречий, которые приведены  во всех предыдущихпримерах, то можно заметить следующее, – все противоречия природа разрешает, используя всего три принципа: -

· Разделение противоречивых требований в пространстве. (Примеры №№  1,6,7,10,13,15)

· Разделение противоречивых требований во времени.(Примеры №№    4, 5, 9, 11, 14)

· Разделение противоречивых требований изменением отношений. (Примеры №№ 2,3,8,12 )

·  

В этих принципах отражена основная сущность мира –  пространство, время, взаимосвязь.

(Дополнительные материалы по объективным противоречиям - (статьи, примеры, упражнения и задачи) находятся  в электронных приложениях.

Мы рассмотрели наличие в не живой и живой природе субъективных (не зависящих от воли человека) противоречий. Теперь приблизимся к понятию субъективные противоречия.

субъективные противоречия

Напоминаем, что в отличие от объективных противоречий , которые существуют и разрешаются в природе без участия человека, субъективные противоречия возникают  в сознании человека и разрешаются им же.

При этом используется известная триада – тезис, антитезис, синтез. Тоесть,  выдвигается одно положение, затем противоречивое  ему другое положение, и отыскивается  вариант новых  взаимосвязей и отношений  с  получением оптимального решения удовлетворяющего оба требования. При этом от объектов (сторон) используются те свойства, которые наиболее оптимально подходят для новых обстоятельств.

Рассматривая какую либо техническую проблему, человек вначале оперируют только своими субъективными противоречиями, в которых отражается конфликт между  возникшею потребностью и существующей реальностью.  Затем, по мере уточнения задачи и выхода на ее первопричину,субъективные противоречия заменяются объективными, тоесть на те, которые действительно существуют в реальном физическом мире. Эти противоречия ужеможно наблюдать и моделировать.  Дляих разрешенияприменяются все те же принципы, которыми пользуетсяприрода.

Формулирование субъективного противоречия можно рассматривать только как ступенькук пониманию человекомпроисходящего события и выявления реальных, а потому уже объективных противоречий.

Как это делать проследим на примерах.

Пример №16ДЫМОВАЯ ТРУБА.

Иногда недоуменно спрашивают - «Ну какое может быть противоречие в обычной  трубе, которая стоит на территории завода и дымит?  Вот, стоит она и дымит..., ну и что?»

Никакого противоречия в такой трубе, действительно нет, и не будет, пока человек сам не предъявитей новых требований, которые войдут в конфликт с существующей конструкцией.  А новые требования, как правило, человек воспринимает от надсистемы.

Представим такую ситуацию.  Экологическая служба города наложила штраф на завод, за то, что его дымовая труба загрязняет воздух выше допустимых  норм. (На снимке можно видеть, как дым, подхватываемый ветром, прижимается к земле)

Расчеты показали, чтобы понизить концентрацию вредных веществ в воздухе до требуемых экологических норм труба должна быть выше  на 8-10 метров. В этом случае дым будет лучше рассеиваться и уменьшится его концентрация в воздухе. Однако, для строительства новой высокой трубы у завода нет средств. А чтобы нарастить старую трубу, необходимо  остановить завод. Этого тоже делать было нельзя. Как быть?

Возникло субъективное  противоречие,  – труба должна быть высокой, чтобы дым поднимался выше и но это невозможно потому, что потребуется остановить завод.

Противоречие, между необходимым и возможным, человек сформулировал сам, под воздействием новых потребностей надсистемы, и кроме как в мыслях, это противоречие больше нигде не существует.По этой причине оно является субъективным.

 Но исходя из него, мы можем уже более четко определить проблему (нежелательное явление), найти оперативную зону, то есть место, где она возникает впервые, и там найти элемент, который порождает это нежелательноеявлениеи предъявить ему наши новые требования. Как правило, этот элемент не будет способен выполнить эти требование, потому что в нем возникают уже объективные (физические) противоречия. С этими противоречиями нам и придется заниматься, привлекая имеющиеся ресурсы.  

Следуя этому алгоритму,  продолжим анализ проблемной ситуации с трубой.  

Нежелательное явление (Н.Я) –  Задымление нижних слоев воздуха.

Оперативная зона (О.З.)–  Верхний срез дымовой трубы.( именно в этой зоне дым начинает развеиваться в воздухе.)

Элемент порождающий Н.Я.- Воздух (ветер).  Если бы не было ветра, дым столбом уходил бы  вверх и не задымлял нижние слои воздуха.

Ресурсы в О.З. – Труба, Дым, Воздух (ветер)

Из ресурсов, в первую очередь,выбираем тот элемент, который порождает нежелательное явление. Таким элементом является воздух, точнее, ветер. Если по каким либо причинамветер (воздух) нас не удовлетворит нас, привлечем другие элементы – дым, трубу,фильтры и т.д.( Более подробно анализ ресурсов и их привлечениесмотрите в разделе «Анализ и использование ресурсов»)

Привлекая выбранный ресурс, составляем идеальный конечный результат.

ИКР-  Воздух (ветер) сам поднимает дым вертикально вверх и не дает ему рассеиваться горизонтально.

Противоречие –  Ветер (воздух) должен двигаться горизонтально,  так как это его естественное состояние (существующая природа) и ветер (воздух) должен двигаться вертикально (вверх), чтобы подниматьдым на требуемую высоту.

Мы выявили элемент - (воздух), который испытывает объективное(!)противоречие –(двигаться горизонтально и двигаться вертикально). Чтобы достигнуть поставленной цели необходимо разрешить это физическое противоречие.

Разрешение противоречия -   Используем принцип – «Разнесение противоречивых требований в пространстве» -  Весь воздух двигаетсягоризонтально, а его часть -(в оперативной зоне, над трубой)двигается  вертикально. Как это сделать?

Возникла рядовая инженерная  задача – как организовать над трубой вертикальное перемещение слоев воздуха? Это может быть выполнено несколькими способами. Один из них -  Наверху существующей трубы установим вертикальные воздушные форсунки, в которые подадим сжатый воздух или иной сжатый газ. (В данном конкретном случае сжатый газ (азот) он в избытке находился на заводе и, как ненужный сбрасывался  в воздух).

Теперь дым в окружении газового кольца поднимается над трубой еще  на 10 метров и только там начинает рассеиваться в воздухе. Концентрация дыма над городом снизилась до нормы, что подтвердила экологическая комиссия.

Здесь мы видим, как под влиянием требований надсистемы в голове человека вначале возникло субъективное противоречие, которое, по мере уточнения задачи, превратилось в объективное (физическое) противоречие. И это позволилоприменять диалектические принципы используемые в природе.

-А если бы не было свободного сжатого газа? Что тогда делать? –

Тогда поставили бы воздушный компрессор, стоимость которого и его эксплуатация все равно будет значительно ниже, чем налагаемые штрафы.

- А если нормы концентрации вредных веществ в воздухе станут еще более жесткими  и потребуется поднять трубу, допустим, не на 10, а на  50 метров. Как тогда быть? Струи газа или воздуха уже не помогут...  

Тогда изобретательская мысль предложит другое решение, но и оно все равно будет разрешать какие новые противоречия, которое выявятся при новых, более жестких, требованиях.  При этом может  поменяться и первопричина. В нашем случае это будет уже не воздух  и не ветер, а свойство самого дыма (горячего газа) расширяться в воздухе,  даже в безветрии.

В этом случае объективное (физическое) противоречие будет уже другим.  – «Дым должен расширяться в воздухе и не должен расширяться». Еще точнее - «Нагретые молекулы газа должны отталкиваться друг от друга, чтобы расширятьсяи нагретые молекулы газа не должны отталкиваться друг от друга, чтобы не расширяться».Как видим,  противоречие стало более жестким, и теперь оно  может быть разрешено только на более глубоком уровне, то есть с использованием принципа изменения внутрисистемных отношений в самом дыме.

В соответствии с ИКР нужно будет сделать так, чтобы частицы газа (дыма) сами удерживали себя от рассеивания. Но для этого нужно какое то поле. Тепловое поле дыма мы  не можем использовать,так как тепло повышает движение  молекул. Необходимо применить какое то  другое поле,  источник которого мы уже должны сделать сами или взять из надсистемы. Выбираем, например, механическое поле.

 Задумаемся, как с помощью механического поля поднять устойчивость объекта свободно расположенного  в пространстве?  Объектом у нас является дым и требуется, чтобыпод действием механического поля частицы дыма не рассеивались. Это уже чисто инженерная задача, требующая своих специальных знаний^[2].

Можно использовать  гироскопический эффект, при котором любое раскрученное тело, в том числе и газ, приобретает способность сохранять свою ориентацию и свое положение в пространстве продолжительное время. На этом эффекте работают сотни различных устройств.  Перед нами встала инженерная задача - какраскрутить дым и выпускать его из трубы в виде крутящихся торообразных колец, которые являются очень устойчивыми в воздухе и не разрушаются длительное время. Эта цель может быть достигнута с помощью многих устройств.

Дымовые трубы с устройствами для закручивания дыма известны достаточно давно и успешно эксплуатируются. Дым из таких труб поднимается вверх без рассеивания на высоту 1000 и более метров. Устройства для закручивания дыма достаточно простые. Желающие узнать их конструкцию могут посетить сайт. www   MEMBRANA. Ru и ознакомиться с материалами российского изобретателя Жолондковского О.И. в его книге «Внимание, воздух»

Приведем любопытный факт, - устройства для закручивания дыма используется даже в детских игрушках. Они «стреляют» дымовыми кольцами на 10 и более метров.

А если экологические нормы станут еще более жесткими?Например, выйдет запрет на присутствие в дыме, каких то вредных элементов.

Тогда трубе придется измениться снова, чтобы выполнить и это требование. Возможно в ней будет установлена система улавливающая, запрещенные к выбросу элементы, или изобретен новый способ сжигания органического топлива без образования вредных элементов или применен совершенно иной источник энергии.

Но и здесь, как и везде, вначале  будут субъективные противоречия, которые помогут выйти на объективные (физические) противоречия и которые нужно будет разрешать известными принципами.

Данный пример, мы привели для того, чтобы показать, как субъективные противоречия переходят в  объективные и как меняются те и другие по мере изменений требований надсистемы.

Основные мысли раздела об Объективных и субъективных противоречиях

В силу особенностей человеческого мышления,формулируемые им противоречия могут быть субъективными и объективными.  

Субъективные противоречия возникают в голове человека, когда он начинает сопоставлять свои новые желания (потребности)с возможностями рассматриваемой системы. Эти абстрактные (мысленные) требования могут противоречить друг другу,быть несопоставимыми с имеющимися возможностями и произвольно меняться, в зависимости от желания человека, 

По мере уточнения проблемы и выхода на ее первопричинувыявляется, как правило, один, но реально существующий элемент, которыйдля достижения поставленной цели, испытывает противоречивые требования по своему физическому (!) состоянию.Это уже реально существующее противоречие и оно не зависит от воли человека, так как существуют само по себе.

Всякое успешное решение технической проблемы связано с необходимостью перевода субъективных противоречий, которые существуют в голове человека, в реально существующие объективные противоречия, которые испытывает, какой – либо, один конкретный элемент рассматриваемой системы.

 Разрешение объективных противоречий в технике производитсяс использованием тех же принципов, которые существуют в природе, - тоесть разнесением противоречивых требований в пространстве, разнесением противоречивых требований во времени или изменением системных отношений^[3].

 О том, как выбираются принципы разрешения противоречий, будет рассказано в следующей главе.

Примечание.

· Все известные алгоритмы решения изобретательских задач (АРИЗ), созданные как основоположником ТРИЗ – Генрихом Сауловичем Альтшуллером, так и его последователями, преследуют одну и ту же цель – перевести субъективные противоречия, составленные человеком, в объективные противоречия,  которые реально существуют в природе.

· Понятия объективные и субъективные противоречия автор вводит только применительно к техническим системам, где работают законы естествознания – физики, химии и других. В нетехнических областях – экономике, социологии и т. д,, вероятно, потребуются уточнения этих понятий.

^[1] Можно предположить, что любой  физический или химический эффект есть результат разрешение какого либо объективного(природного) противоречия, которое мы люди порой не замечаем или не знаем о них, но  они существуют и развивают материю.

^[2] Следует заметить, что ТРИЗ не заменяет знания, она только повышает эффективность применения имеющихся знаний.По этой причине ТРИЗне помогла еще ни одному профану.

^[3] Есть предположение, что природа использует только два принципа разрешения противоречий – во времени и в пространстве. Третий принцип – изменение системных отношений, вероятно, является лишь механизмом реализации первых двух. Данный вопрос находится пока в стадии исследования.

В тексте сохранены авторская орфография и пунктуация.