В Сухарев - Психология добра и зла

Но если методы решения задач различными учеными индивидуальны, то напрашивается вопрос, а не существуют ли какие-то общие принципы и подходы к решению научных проблем? Да, такие принципы, накопленные опытом предшествующих поколений ученых, существуют п каждой области науки, но особенно широко они разработаны в математике, служащей универсальным языком для многих областей науки.

Единым считается принцип подобия, в соответствии с которым различные по своей природе процессы или явления стремятся описать одинаковыми, но записанными в свободной форме уравнениями. В таком случае коэффициенты этих уравнений трактуют как критерии подобия описываемых процессов.

Принцип подобия широко используют и в областях науки, далеких от математических форм выражения. Так, в гомеопатии главенствующим является следующий принцип подобия: если растение, минерал или продукт, созданный человеком, вызывает состояние, подобное какой-либо известной болезни, то малые дозы этого вещества должны способствовать излечению человека от этой болезни.

При решении многих задач используют метод математической индукции. В связи с развитием электронно-вычислительной техники большое значение при математическом описании проблем уделяют вопросам алгоритмизации и применению численных методов. Численные методы, реализуемые на ЭВМ, как правило, весьма сложны, и из них не всегда ясен физический смысл получаемых результатов. Поэтому опытный ученый обязательно пытается получить параллельно более простое аналитическое решение задачи, максимально упрощая ее постановку. Делается это для того, чтобы в другой задаче, где встретится подобная ситуация и сложный метод откажет, можно было использовать более простой подход, основанный на глубоком понимании сути проблемы. К тому же надо иметь в виду, что численные методы неудобны для реализации решения обратных задач. При отыскании аналитических решений используют разложения в бесконечные ряды. Для сходимости последних необходимо существование малого параметра, по степеням которого осуществляется разложение в ряд. В каждой решаемой задаче следует установить наличие такого параметра.

Любую сложную задачу целесообразно свести к совокупности гораздо более легких задач. Движение к окончательному результату должно сводиться к последовательному преодолению сравнительно небольших трудностей, к движению шаг за шагом.

Прежде всего задача упрощается до предела так, что остаются только ее главные черты (постепенно усложнить уже решенную задачу всегда гораздо легче, чем первоначально решить более сложную).

Затем выясняется возможность решения задачи в предельных частных случаях. Кроме того, прежде чем пытаться получить количественное решение, нужно найти результаты грубо, качественно, что сделать несравненно проще. И, наконец, на всех этапах следует пытаться опровергнуть полученный результат, используя все известные до того соотношения, к которым результат должен сводиться в частных случаях. Надо организовать также проверку логической структуры полученных результатов. Могут ли они следовать из принятых посылок; не противоречат ли каким-либо общим принципам, которые могли быть незаметно нарушены при выводах; совпадают ли границы их применимости с теми ограничениями, которые были сделаны при выводах. Нередко результаты оказываются справедливыми при более широких предположениях, чем те, которые пришлось вводить в процессе их получения. В этом случае результаты можно экстраполировать за пределы сделанных допущений. Если решение далось слишком легко, то следует проанализировать, не нарушен ли при этом закон «сохранения трудностей». Суть последнего состоит в том, что если при каком-либо подходе выясняются принципиальные трудности решения, то они, как правило, должны себя проявить и при другом подходе к решению.

Если в результате остроумного обходного маневра трудности исчезли, то надо выяснить, почему это произошло. Обычно после такого выяснения задачу либо удается решить и прямым способом, либо обнаруживается ошибочность обходного приема.

Результат должен удовлетворять требованию красоты. Если в выведенной формуле содержатся очень большие или неправдоподобно малые числовые множители, она смотрится некрасиво. Здесь следует заподозрить ошибку. И эти подозрения нередко оправдываются. Некрасиво, если формула содержит много коэффициентов, которые требуют экспериментального определения.

Часто такие результаты получают исследователи, имеющие невысокий теоретический уровень. Иногда «красота» сводится к тому, что выражение имеет простой вид и этим радует глаз.

Одним из признаков правильных выкладок является сокращение сложных промежуточных выражений, что упрощает конечный результат и придает ему красивый вид. Но гораздо важнее не внешние, а более глубокие, внутренние, признаки красоты результата. Красиво, если выражение связывает в простой форме разнородные явления или устанавливает неожиданные связи между физическими параметрами.

Попытку решения любой новой задачи желательно делать до изучения литературы по данному вопросу. Это первое знакомство с задачей, без предвзятостей. продиктованных уже имеющимися работами в этой области, может во многом предопределить будущий ход и результаты работы. После того, как найден свой собственный подход к задаче и получено хотя бы качественное ее решение, можно заняться изучением уже известных подходов (если таковые имеются) и произвести анализ и критику собственного решения со всех возможных позиций. Вероятно, что на этом этапе зародится идея более совершенного решения, базирующегося на нескольких различных подходах. Безусловно, на всех этапах работа должна обсуждаться со всеми, кто занимается близкими проблемами.

Бытует мнение, что с возрастом плодотворность работы ученого обязательно падает. В действительности же успехи в науке связаны не с возрастом, а с определенным характером способностей и психологическим типом человека. Эти характеристики с возрастом не ухудшаются и не улучшаются. Научная работа является тяжелым трудом, поэтому многие с годами его не выдерживают, постепенно уходя в более легкие области. Этот процесс именуют научным старением. Он происходит не в одночасье, а медленно и незаметно.

Сначала ученый, достигший определенного положения, старается передать молодым сотрудникам, своим ученикам, техническую работу, желая освободить время для более важных научных дел. Затем передаются и вычисления, и даже часть рассуждений. С этого времени начинается научное старение независимо от возраста и чина. Теряется способность удивляться и радоваться каждому малому успеху, появляется желание решать только задачи глобального уровня. Возникает преувеличенное ощущение ценности своих советов и мыслей, вера в их непогрешимость. Нередко в это время возрастает число опубликованных в соавторстве трудов. Научное содержание работ уступает место рассуждениям общего характера. Такая деятельность не может заменить радости творческой научной работы, возникает чувство внутренней неудовлетворенности, служащее расплатой за пренебрежение научным трудом. В то же время истинный ученый, любящий науку, может до преклонного возраста получать оригинальные научные результаты.