Главная    Конференция    Практика и смысл нововведений

Практика и смысл нововведений:
у истоков методологии "науки изобретать"

Э.А. Соснин Институт сильноточной электроники СО РАН, г. Томск badik@loi.hcei.tsc.ru

Список сокращений:
ТТИ - телеологическая теория информации;
ТРИЗ - теория решения изобретательских задач;
ЦЗ - целевое звено;
ОИ - оператор информации;
ЦД - целенаправленное действие;
МПИО - метод проб и ошибок;
ИС - информационная система.


Настоящая работа посвящена построению описания и определению специфики функционирования информации в системах, деятельность которых направлена на получение нововведений. Это описание выполнено на языке телеологической теории информации (Корогодин В.И. 1983). Сделаны заключения о том, почему инноватика является алгоритмичной.

Содержание

•    Телеологическое описание деятельности
•    Что такое информация и как она работает
•    Естественный отбор и симбиотический выбор
      - Метод первый: аналог естественного отбора
      - Метод второй: кроссинговер
•    Типология инноваций
        1. Обмен ресурсами (R-обмен), либо R-лизинг.
        2. Обмен операторами (Q-обмен), либо Q-лизинг
        3. Обмен побочными продуктами (W-обмен), либо W-лизинг
        4. Смешаный вид обмена (M-обмен) или лизинга (М-лизинг).
•    Телеологические аспекты получения новых знаний
        1. Эволюционный способ получения знаний
        2. Серендипический способ
    Почему инноватика алгоритмична?
    Благодарности
    Источники

Телеологическое описание деятельности

Необоснованная деятельность,
на что бы она ни была направлена,
всегда кончается банкротством.
И.В. Гёте

Какое свойство делает объект живым, отличает его от неживого?

Это свойство должно объяснять все проявления жизни, включая способность к прогрессивной эволюции и объединять всё многообразие живых существ. Это - способность совершать целенаправленные действия. Если не связывать эту способность с сознательным стремлением к цели, то почти не нужно доказывать, что она присуща всем без исключения живым организмам [1, 2].

Отметим исключительные характеристики целенаправленного действия.

Для этого зададимся вопросом: чем "целенаправленное действие" отличается от других событий, происходящих вокруг нас? Например, пусть происходит сход лавины с гор или неожиданно начинает идти "слепой" дождь. Мы полностью объясним эти события, если ответим на вопрос: "почему" они происходят.

Но есть в мире немало событий, которые нельзя объяснить, ответив только на вопрос: "почему"? Это события, происходящие с участием живых организмов, например:
    - когда вирусная частица, прикрепившись к поверхности бактерии, впрыскивает в неё свою ДНК;
    - когда бобёр перегрызает дерево;
    - когда человек роет шахту или выпускает в обращение новый вид валюты.

Во всех подобных случаях для того, чтобы понять действия живых существ, следует знать, "для чего" они это делают. Или, другими словами, "какую цель преследуют" наблюдаемые действия. Иначе говоря, для исчерпывающей характеристики деятельности живого существа необходимо подойти к его изучению телеологически (от др.-греч. teloV - цель, свершение), рассматривая её как целенаправленную деятельность.

Целенаправленное действие (ЦД) отличается от спонтанного течения событий прежде всего тем, что оно повышает вероятность осуществления "события цели". Насколько повысится эта вероятность, зависит от искусства исполнителя, от степени его осведомлённости о путях достижения цели и о наличии в его распоряжении необходимых ресурсов (обозначим их литерой R).

Итак, любое целенаправленное действие характеризуется именно повышением вероятности достижения цели: вероятность спонтанного события p меньше вероятности целенаправленного осуществления события цели P. А величина Р позволяет судить об его эффективности.

Кроме того, целенаправленное действие отличают сопровождающие его развертывание дополнительные изменения в окружающей среде. При любом ЦД всегда (в соответствии со вторым законом термодинамики) появляются какие-нибудь "побочные продукты": от едва заметного повышения температуры окружающей среды до накопления в этой среде веществ, отравляющих одни живые организмы и/или являющихся питательной средой для других живых организмов. Чем совершеннее методы достижения цели, тем меньше образуется побочных продуктов (обозначим их литерой W).

И, наконец, самое главное в ЦД - это механизм, который его осуществляет. Такой механизм можно назвать "оператором" (от лат. operator - работник) [3]. В искусственных устройствах (являющихся продолжением целенаправленной деятельности человека) оператором является машина, изготовленная человеком, или какое-либо иное сооружение, сделанное живыми существами. В живых организмах это сам организм, его субстанция, его строение, его навыки и умение пользоваться имеющимися ресурсами для достижения своей цели. Все мы прекрасно знаем, сколь различны организмы по размеру, форме и образу действий и как превосходно они пригнаны к среде своего обитания, к своей "экологической нише". И чем выше степень такого соответствия, тем успешнее организмы достигают цели и тем менее пагубны сопровождающие его деятельность побочные продукты.

Что такое информация и как она работает

Информация это то, что уменьшает неопределенность.
Вольный перевод из книги
"Математическая теория коммуникаций" (1949)

Итак, деятельность живых существ является целенаправленной. Покажем то, что частным случаем целенаправленной деятельности является инновационная деятельность. Для этого запишем кратко сказанное ранее о целенаправленной деятельности, произведя некоторую формализацию.

Пусть из некоторой сложившейся ситуации S0 возможны случайные и в этом смысле - самопроизвольные - переходы к какой-либо другой ситуации Sn из класса возможных:

S0|р→Sn,     (1)
где p - вероятность подобных случайных переходов. Тогда по отношению к целенаправленным действиям мы можем сказать, что их вероятность Р для достижения фиксированного события Sn всегда выше вероятности р.

Для осуществления целенаправленного перехода нужно владеть информацией об этом. Другими словами, нужно иметь указания (согласно значению латинского слова informatio, или информация) к действиям, которые с заданной вероятностью Р гарантируют нам достижение события цели.

Пусть даны R - ресурсы, сопутствующие первичной ситуации S, задана желаемая цель Z. Тогда на основании информации i можно строить оператор Qi (схему действий, методику, машину, механизм) применение которого в условиях S приводит к результату Z с вероятностью P > p. То есть любое целенаправленное действие осуществимо только на базе информации i по схеме:

(R,S)|QiP>p→Z.      (2)

Следует отметить, что, хотя информация i в такой трактовке остаётся нематериальной (что соответствует представлениям Шеннона), на её основе построен вполне материальный оператор Qi, совершающий вполне реальную работу по переводу S в Z. Связанную пару ситуаций S и Z, между которыми осуществляется переход с достижением цели, мы назовём целевым звеном S→Z (сокращенно - ЦЗ). Как видим, есть смысл говорить о процессе материализации информации i в оператор Qi.

Таким образом, двоякая роль информации i в этом определении состоит в том, что она:

        - кодирует построение оператора перехода Qi;
        - неявно фиксирует направленность к цели Z перехода, отличая случайные изменения от целенаправленного действия.

Решающим свойством информации являются соображения о её нужности для чего бы то ни было:
информационный процесс и его акты: (А) всегда для чего-то нужны; (Б) всегда нуждаются в правилах и механизмах, принципы поведения коих определяются соответствующей информацией. Подразумевая последнее, назовём совокупности таких операторов Qi информационной системой (ИС) некоторой целевой деятельности. Пусть двое людей решают, вкладывать ли им деньги в некоторый проект, для чего знакомятся с текстом, где очерчена предполагаемая окупаемость проекта. Выводы, которые они сделают из прочитанного текста, могут быть абсолютно противоположными, хотя используемая ими запись (данные) одна и та же. Секрет в том, что процессом считывания данных управляют разные операторы информации Qi (внутренние установки и пристрастия читающих). Читающие неявно преследуют разные цели. Например, один читает с целью получить подтверждение возможности извлечь краткосрочную прибыль от реализации проекта, а другой ищет вариант, который позволил бы ему и далее работать с авторами проекта, перед чьим инженерным гением он преклоняется. Это не может не привести к различиям в результатах, которые они получают.

Процесс создания на основании i информации операторов Qi для достижения своих целей (в вышеприведённом примере таким оператором является способ читать) будем называть информационным процессом. В обычном смысле информационные системы (ИС) в теории можно подразделить на закрытые и открытые. Так, автономная система, с успехом выполняющая функции хранения и употребления информации, может быть названа закрытой, а система, механизмы которой предполагают ещё и обмен, - открытой информационной системой. Естественно ввести также элементарную ИС. Её набор исполнительных механизмов, подчиняющихся информации i, таков, что расчленение или удаление любого механизма делает эту систему неспособной осуществлять отдельные информационные акты.

Для того, чтобы произошла материализация информации i в оператор Qi, совершенно необходимо, чтобы любая ИС - от элементарной до самой сложной - имела бы носитель, на котором информация i записана; считывающее устройство, которое распознает информацию на носителе; реализующее устройство, которое изготавливает на основе считанной информации i оператор Qi, и, наконец, сам оператор Qi, построенный указанным способом. Уточняя сказанное в предыдущих параграфах заметим, что только полный комплект, включающий носитель, считывающее устройство, реализующее устройство и оператор может иметь статус элементарной ИС. В противном случае эта ИС теряет репродуктивные свойства и не способна сохраниться,. А значит и погибает информация, которая её объединяет.

Операторами являются любые механизмы, функционирующие по заданной программе, например:

•    операторы сферы поведения живых существ, например, механизмы, регламентирующие сексуальное предпочтение одних особей другим, некоторые привычки, этологические стереотипы поведения;
•    логические операторы информации, например, простейшая привычка считать все попадающиеся на глаза предметы, профессиональный навык, навык использования таблицы умножения, навык "чтения" биржевых курсов валют, коммуникативные навыки по горизонтальной передаче информации от индивида к индивиду посредством речи и письма и т.д.

Любая целенаправленная деятельность направлена, прежде всего, на свое самосохранение. Информация стремится вновь и вновь воплощаться в операторы, - мультиплицироваться и размножаться, - в противном случае она неизбежно деградирует со временем ровно настолько, насколько разрушатся ее физические носители и/или операторы. Например, информация, направляющая систему деятельности ткача не просто управляет его текущей работой, но и включает в себя необходимость использования ткачом подмастерьев-учеников, т.е. необходимость размножения себя самой на нескольких копиях (в памяти и шаблонах поведения учеников), что гарантирует циклическое повторение кодируемых ею действий, гарантирует, что ремесло ткача не будет забыто.

Успех любой целенаправленной деятельности, будь то передача знаний от человека к человеку, продажа напитков или деятельность по улучшению эксплуатационных параметров технических систем, находится в однозначном соответствии с процессом развертывания тех или иных информаций i в операторы Qi в условиях некоторого конкретного целевого звена S→Z.

Таким образом, любая конкретная форма целенаправленной деятельности существует лишь постольку, поскольку ей удается воспроизводство по указаниям соответствующей информации операторов, работа которых возможна в рамках целевого звена, в которой эта форма деятельности появилась.

Если по каким либо причинам это воспроизводство нарушается, - в этом случае мы говорим о кризисе системы деятельности, - то либо данный вид деятельности себя исчерпывает и далее не находит дальнейшего распространения в обществе, либо трансформируется в новую систему деятельности, где циклическое воспроизводство информации (но уже изменившей свою семантику) все-таки возможно.

Итак, основная цель любой информации - самосохранение. Цель достигается размножением: посредством записей на носителях и посредством ее воплощения в операторы целенаправленных действий. Поколения таких операторов, действуя по (2), эту цель обеспечивают. Поскольку ресурсы R1 и ситуации S1, в которых строятся операторы, со временем могут меняться, для того, чтобы процесс размножения информации в пространстве прежних целей продолжался, необходимо, чтобы действовали факторы, обеспечивающие изменчивость соответствующей информации и/или устойчивость процесса размножения информации в новых условиях, т.е. факторы, меняющие ее семантику. На языке записи (2) это означает необходимость обеспечения такого перехода:
{(R1,S1)|Q1iP1 >p→(Z,W1)}→{(R1+W1,S2)|Q2iP2 >p→(Z,W2)}.     (3)

Естественный отбор и симбиотический выбор

Как обеспечить изменение семантики информации Q1i→Q2i так, чтобы в изменившимся целевом звене (R1+W1,S2)→(Z,W2) продолжалась некоторая циклическая деятельность?

Упомянем обеспечивающие изменчивость методы, хорошо известные еще из биологии.

Метод первый: аналог естественного отбора "большая скорость воспроизводства информации + ошибки ее считывания в оператор". При большой скорости размножения информации становятся заметными ошибки ее считывания. Интенсивная работа механизма (2) воспроизводства операторов информации постепенно истощает ресурсы R естественной среды обитания и ведет к накоплению побочных продуктов W, формирующих искусственную среду обитания операторов информации. В новых условиях процент наследуемых ошибок считывания заметно возрастает, что приводит к изменениям в семантике информации. То, выживут ли новые версии инициальной информации, будет зависеть от полезности и применимости построенных на их основе операторов для перехода (3). Выживут только такие версии операторов информации, которые обеспечат большие значения p2, лучшую усвояемость W1, и будут экономнее расходовать традиционные ресурсы R1. Происходит не что иное как процесс, аналогичный дарвинскому естественному отбору. Причем означенная закономерность распространяется как на биологические, так и на социальные информационные системы любой сложности. Эту же закономерность некоторые авторы укладывают в фундамент механизма развития науки. Например, в начале 70-х годов исследователи В.В. Налимов и З.М. Мульченко провели недвусмысленную аналогию между научными новинками и мутациями, а академик С.П. Симонов даже предложил термин "психический мутагенез". Механизм естественного отбора заметно влияет на развитие информации лишь в автономных системах (в идеале закрытых). Реально существующие бихевиоральные системы не могут существовать продолжительное время автономно и требуют обогащения своего опыта за счет опыта других информационных систем, за счет обмена информацией.

Метод второй: кроссинговер. Пусть для данной ИС существует возможность обмена (либо заимствования) с другой системой (система открытая). Запишем (3) в сокращенной форме, обозначив в ней переходы типа (2) в виде U|QiP :
{U1|Q1iP1}→{U2|Q2iP2}.      (4) Ранее мы подразумевали, что оператор Q1i сменяется Q2i вследствие ошибок считывания и изменчивости информации. В случае двух открытых систем процесс замены происходит иначе, при помощи специального оператора Qi5, выступающего в качестве посредника между двумя информационными процессами, например процессом (4) и каким-то другим {U3|Q3iP3}→{U4|Q1i P4}.
Обозначим этот процесс так:

(это будет обмен), либо так

(это будет заимствование).

Процессы (5) и (6) широко распространены и имеют массу аналогов как в живой природе так и в социальной сфере деятельности. Например, если имеется в виду "обмен участками алгоритмов при трансляции информации с одного носителя на другой", то данный феномен называется в биологии кроссинговером (анл. - пересечение, скрещивание). Механизм кроссинговера по-своему, иначе чем в случае мутагенеза, обеспечивает изменчивость, увеличивая генетическое разнообразие потомства. С другой стороны операторы информации Q5i, Q6i совсем не обязательно направлен на обмен участками алгоритмов (другими словами - на обмен операторами или носителями информации). Это может быть и обмен ресурсами, причем такой, что как ИС, ответственная за процесс (4), так и ИС, ответственная за воспроизводство процесса {U3|Q3iP3}→{U4|Q1iP1}, а так же вспомогательная ИС в рамках которой воспроизводятся операторы обмена Qi5, все они оказываются в результате заинтересованными в обмене (в противном случае, например, в обществе институт посредников просто не состоялся бы). Поэтому мы с полным правом можем назвать процесс (5) симбиотическим (от гр. - совместная жизнь).

Если же вести речь о процессе (6), то он тоже имеет немало аналогов. Экономическим аналогом заимствования является механизм лизинга (от англ. - lease, брать в аренду).

В кризисных условиях для делящих одну среду обитания двух или нескольких информационных систем операторы лизинга и операторы-переговорщики типа Qi5 формируются естественным образом, так как это отвечает цели самосохранения информации. С их помощью: 1) накапливаются информации с изменившейся семантикой; 2) осуществляется обмен соответствующими операторами (либо указаниями по их построению) между системами. Пусть, например, в обмене участвуют N информационных систем, и в каждой действуют К информаций с различной семантикой. Тогда оператор Qi5 может осуществлять и регулировать ~ NК обменов. Этот симбиоз вполне может дать ИС участницам обмена полезные для выживания стратегии. В итоге, можно смело говорить о том, что операторы Qi5 и Qi6 обеспечивают два устоявшихся и столкнувшихся с кризисом процесса {U1|Q1iP1}→{U2|Q2iP2} и {U3 |Q3iP3}→{U4|Q1iP1} новой информацией - новшеством - о том, как их сохранить и интенсифицировать и/или ресурсами для обеспечения воспроизводства информационных процессов в новых условиях. Поэтому фактически, записи (5) и (6) являются определениями нововведений в терминах применяемой нами телеологической теории информации.

Спросим себя, насколько наши определения отличны от тех, что даются в рамках иных дисциплин. Процитируем специалистов. Например, В.А. Александров пишет, что нововведением является целенаправленный процесс эффективной реализации прогрессивного новшества, ориентированный на конечный результат - интенсификацию функционирования той сферы человеческой деятельности, в которой это новшество используется [4]. Не правда ли, это очень похоже не то, что мы имели в виду, записывая (5) и (6)? Однако наше определение выгодно отличается от определения [4]. Из последнего не явствует, что служит мерой эффективности целенаправленного процесса, в то время как у нас это однозначно связано с эффективностью выполнения оператором работы в заданном целевом звене c заданной вероятностью. Итак, используя ТТИ, мы увидели, что любая новация представляет собой спонтанный или целенаправленный обмен информационными компонентами, причем не важно, относится ли она к биосистемам или системам техническим. Руководствуясь этим выводом теперь вполне можно построить достаточно универсальную типологию любой новации. Чем мы далее и займемся.

Типология инноваций

Метод состоит
в размещении и упорядочении того,
на что должно быть направлено остриё ума
в целях открытия какого-либо истины.
Р. Декарт
"Правила для руководства ума"

Итак, мы определили нововведение в самой общей форме (5) и (6).

Рассмотрим частные случаи, в которых могут быть развернуты нововведедения.

Прежде всего ничто не мешает нам говорить о пригодности записи (5) для описания как социальных [5] (создание новых экономических, политических и других организаций), так технологических новаций (внедрения новых механизмов производства товаров, услуг) [6].

Теперь рассмотрим, какие виды обмена могут быть регламентированы операторами информации обмена (Q5i) или лизинга (Q6i) в целях сохранения систем деятельности, участвующих во взаимодействии.

1. Обмен ресурсами (R-обмен), либо R-лизинг. Пусть речь идет о некоем рекламном агенте QA, предлагающем разместить рекламу в периодических изданиях города T* (т.е. для конкретного целевого звена S*→Z*). Ресурсом для агента выступает количество заказов в единицу времени. Агент здесь является своего рода оператором посреднической деятельности. Со временем количество агентов (в силу размножения информации), занятых одной и той же деятельностью, быстро растет, а следовательно скорость получения ими новых заказов (dR/dt) падает. Тем временем перспективной (в смысле заработка) деятельностью на рынке может стать страхование от специфических болезней и рекламный агент может переключиться на страховую деятельность, выступая в роли страхового агента. Однако этому надо научиться (изменить семантику оператора QA), т.е. обратиться к системе деятельности, которая согласится передать QA часть своих ресурсов (страховых заказов). Если страховая компания чувствует необходимость расширения сферы своего влияния, то она нанимает свой штат специального сотрудника (он выступит в роли оператора Qi5), который начнет рекрутирование рекламных агентов и передачу им нового ресурса. Понятно, что в его деятельности будут заинтересованы обе стороны.

Другим вариантом R-обмена является лицензирование интеллектуальной собственности. Лицензирование предполагает получение одной информационной системой описания алгоритма, при помощи которого можно построить оператор, работа которого может обеспечить достижение необходимого результата в рамках очерченного целевого звена. Это фактически передача носителя с записанной на нем информацией и, одновременно, передача права строить на её основе операторы целенаправленных действий. Однако, информация с носителя может быть считана с ошибками и поэтому наличие лицензии, как правило, не гарантирует, что переданная информация сумеет прижиться в новых целевых звеньях, куда её поместят. Наконец система, желающая купить лицензию, может не подозревать, что запрашиваемый ею результат в чем-то неполон, и организация на его основе нового цикла воспроизводства информации невозможна. В связи с этим широкое распространение находят нововведения, инициируемые за счет обмена или лизинга операторов:

2. Обмен операторами (Q-обмен), либо Q-лизинг. Любой менеджер предпочтет платить не за промежуточные результаты (выступающими ресурсом для информационного процесса), а за действия исполнителя [7], то есть за операторы (методы, стиль работы и когнитивные подходы к решению задач), которыми владеет специалист. Это и объясняет широкую распространенность так называемых обменов специалистами между предприятиями, фирмами и научными учреждениями, а также стажировок специалистов в заинтересованных в его познаниях и умениях организациях.

3. Обмен побочными продуктами (W-обмен), либо W-лизинг. Например, пусть некая организация, в ходе своей основной деятельности сформировала автопарк (W), которым пользуется от случая к случаю. В условиях увеличения цен на бензин его резонно сделать объектом лизинга, так, чтобы автопарк не простаивал и приносил организации дополнительный доход. Это фактически произошло с автопарками крупных институтов и заводов, которые в период упадка экономики в России нашли выход в разрешении аренды своего транспорта частным лицам. Поскольку выгода этого социального обмена очевидна, новация быстро прижилась и распространилась.

4. Смешаный вид обмена (M-обмен) или лизинга (М-лизинг). Является комбинацией вышеперечисленных. Чем сложнее рассматриваемые информационные системы, тем больше количество каналов, по которым может происходить обмен, следовательно, тем больше резонов говорить о смешанной инновационной деятельности.

Предложенная нами на основании ТТИ типология обменов в силу своей общности должна включать в себя (как частные случаи) уже существующие типологии. Проверим это утверждение на нескольких примерах.

Классик неоэкономической теории И. Шумпетер в работе "Теории экономического развития" (1911 г.) ввел пять разновидностей нововведений:

      - новое, то есть еще неизвестное в сфере потребления благо, либо новое качество известного блага;
      - новый, более эффективный метод производства известной продукции, не связанной с научным открытием (хотя большинство современных трактовок нововведения связываются именно с его научно-исследовательским происхождением);
      - открытие новых возможностей сбыта известной продукции;
      - открытие новых источников сырья или производства полуфабрикатов;       - реорганизация производства, ведущая к подрыву какой-то установившейся в нем монополии [8]. Нетрудно видеть, что эта типология является некоторыми частным случаем нашей типологии, основанной на определениях нововведения в записях (5) и (6).
С начала века прошло много времени и современные типологии инноваций отличаются от Шумпетеровской.
Чтобы выделить это различие рассмотрим телеологический аспект получения новых знаний.

Телеологические аспекты получения новых знаний

Итак, новое знание - в пустоте, оно не имеет в виду ничего последующего... Хотя оно же в каждый момент - (1) организуется в терминах соответствия предмету, то есть, истины, и, более того, (2) понимается, мгновенно вписываясь в существующий мир знания и теорий ... Другими словами, случившись, оно понимается, и между этими двумя вещами нет интервала (что, несомненно, похоже на декартовский принцип когито).
М.К. Мамардашвили
"К пространственно-временной феноменологии
событий знания"

Проанализируем проблему получения нового знания с позиций ТТИ.

Посягнем на авторитет классика и спросим себя: прав ли Мераб Константинович Мамардашвили в отношении обстоятельств получения нового знания (см. эпиграф)? Неужели оно - в пустоте? Или это особая когнитивная пустота?

Рассмотрим прямую задачу познания в операциональной трактовке, позволяющей записать познавательный акт в виде схемы, аналогичной (2):

(R, S)|QiP→(Z, W). (7)

Символическое выражение (7) означает, что познавательный акт всегда соотнесён с наличной ситуацией S, целью Z, методами Qi, осуществляющими с вероятностью Р переход от S к Z, что влечет изменения W ситуации, и с ресурсами R необходимыми для этого перехода. В познавательном акте тем самым выявляется роль информации i, детерминирующей построение метода Qi. Роль эта заключается в том, что информация i:       - увеличивает вероятность Р достижения фиксированной цели Z;
      - и/или определяет новый способ Qi достижения фиксированной цели Z;
      - и/или, кодируя старые методы, позволяя достичь новую цель Z'.

Таким образом, в понятие "знание" всегда необходимо вкладывать представление о том, что имеются некоторые данные и имеются некоторые указания (собственно, информация i) о том, как именно этими данными воспользоваться (Qi), чтобы при имеющихся ресурсах R достичь желаемого Z согласно схеме (1). Это и будет знанием, а не то, что обычно называют "мертвым знанием" . Возьмем пример. Казалось бы, не имея ни самолетов, ни аэростатов, мы не можем вплотную заняться изучением атмосферного электричества, не знаем, как это сделать. Но Бенджамин Франклин знает . То есть он обладает информацией i, которая предписывает ему использовать - согласно Qi - подручные средства R, чтобы реализовать Z - проведение опытов с атмосферным электричеством.

Рассмотрим то, какими способами знания получают и отыскивают. В литературе, на наш взгляд, наиболее четко для этого определены эволюционный и серендипический пути [9, 10]. Дадим их расшифровку.

1. Эволюционный способ получения знаний (от лат. evolutio - развертывание) - это способ Qi, основанный на феноменах изменчивости, наследственности и естественном отборе информаций. Пусть мы ищем знания по некоторой теме, для чего пролистываем тысячи страниц каталогов и антологий в поисках подходящего рецепта. Под отбором в этом случае понимается отбор удачных советов, наводящих на след искомого рецепта. А изменчивость имеет место в силу того, что любые почерпнутые нами сведения не взяты из книг один к одному, а обязательно подвергнуты интерпретации. И, наконец, наследственность в наших поисках проявится в том, что мы действуем не абсолютно случайным образом, а на основе библиографических списков, рубрикаторов и прочих меток, которыми мы уже пользовались или о которых слышали. Складывающуюся таким образом систему поиска знаний назовем эволюционной информационной системой поиска. Отметим, что данную систему обязательно составляют как сам субъект, ищущий рецепт, так и все аппаратные средства (например, средства сети Internet) и социокультурные установки (скажем, католик почти наверняка не станет искать свой рецепт в текстах атеистов). Именно эта триада источников опыта для поиска отличает эволюционную информационную систему от однолинейных логических систем поиска данных по заданным указателям - систем, которые свойствами изменчивости и наследственности не обладают.

Итак, эволюционный способ получения знаний предполагает циклическое повторение действий по схеме (1) в условиях, когда параметры R, S, W, Z определяют каждый последующий цикл воспроизводства методов поиска Qi как функции (R, S, W, Z). И тем самым обусловливают семантику информации i, на основании которой строится каждое очередное "поколение" методов поиска. Получение новых знаний достигается, иначе говоря, путем циклического воспроизводства алгоритма (1) с вариацией параметров R и S до тех пор, пока определенная цель Z не будет достигнута. В какой-то мере это напоминает употребляемый в вычислительной математике метод градиентного спуска.

2. Серендипическому способу получения знаний дал название неологизм serendipity, принадлежащий английскому писателю XVIII в. Хорасу Уолполу. Согласно легенде, властители Серендипа, т.е. Цейлона, обладали свойством находить во время путешествий замечательные вещи, которые они не собирались искать. Поэтому слово serendipity означает дар совершать удачные открытия, воспользовавшись случаем, т.е. "редкое свойство не проходить мимо случайных явлений, не считать их досадной помехой, а видеть в них ключ к разгадке тайн природы" (Уолтер Кеннон, 1945 г.). Серендипический способ - это способ Qi, основанный на построении непрогнозируемых обобщений ряда частных результатов, полученных в ходе работы информационной системы поиска. Приведём пример. Пусть мы ищем и собираем сведения о новых формах стихосложения. Причем интересуемся этим с формально-логической точки зрения, подсчитывая количество ударений и/или повторяющихся структур стиха. После того, как наша коллекция пополняется двадцатым "экспонатом" (традицией стихосложения), мы вдруг осознаём, что в новой традиции стихосложения заложена особая напевность. И на её базе может быть создана новая музыкальная форма сопровождения стихов. Тем самым изучение частных свойств стихов порождает непредсказуемый заранее способ говорения-пения .

Отметим важные нюансы серендипического способа получения знаний на другом примере. Имея дело со случайной россыпью радиодеталей и зная свойства каждой из них в отдельности, мы абсолютно бессильны предсказать с помощью такого знания эффекты от совместного использования элементов. И поэтому, если начать их попарно или по трое складывать, то рано или поздно мы получим, скажем, простейший детекторный радиоприемник. Необходимым и достаточным условием того, что это рано или поздно произойдет является наше предустановочное представление о целевом звене, знание для организации которого мы ищем. Детекторный приемник, как известно, состоит из двух элементов, но обладает качествами, не свойственными сумме качеств отдельно взятых радиодеталей. На наш взгляд, именно в этом смысле говорил Мамардашвили о способе обретения нового знания, отмечая, что приобретается оно "в пустоте". Что это означает в терминах записи (7)? Это значит, что для n различных методов Qin, каждый из которых успешно показал свою пригодность для достижения соответствующей цели Zn, может найтись такая цель Z, задачу достижения которой методы Qin решат лишь сообща. Главное - заранее определить, какую цель следует выбрать и какую метазадачу познания сформулировать, чтобы разрозненные методы Qin гармонично сложились. Заметную роль при этом играет именно случай, в том числе исследовательское везение (в смысле Неемана). Особенно богаты открытиями благодаря везению, выпавшему исследователю, области знания, переживающие период научной революции [11].

Ещё один пример. Каждый из методов: построения прямых Qi1, построения плоскости Qi2 и измерения расстояния Qi3 - служит своей частной цели Z1, Z2, Z3 соответственно и кодируется частной информацией i1, i2, i3. Однако сведённые воедино, они становятся базой зрительного представления пространства. Причем происходит это сведение автоматически, если вести речь о новой цели Z - ориентации в пространстве. Те же самые методы Qi1, Qi2, Qi3, воспринятые другой информационной системой, преследующей иную цель, могут и здесь обеспечить серендипический эффект. И если получение нового знания организуется по этому сценарию, то, как отмечал Мераб Константинович, "(1) организуется в терминах соответствия предмету, то есть, истины [детерминируемой целью Z информационной системы поиска, - прим. наше], и, более того, (2) понимается, мгновенно вписываясь в существующий мир знания и теорий ..." [12].

Образно сравним серендипический способ получения новых знаний с сериями выстрелов, произведённых из различных орудий по разным мишеням (решается ряд не связанных между собой задач познания). Однако всегда найдется "огородник-любитель", который, понаблюдав за стрельбами, воскликнет: "Все эти пороховые дымы, щедро выделившиеся после ваших, господа артиллеристы, залпов, вполне сгодятся для окуривания моих посевов!" Он мгновенно это увидел с позиций своего целевого звена S→Z: "всё - для садов-огородов!"

Теперь самое время вернуться к типологии нововведений. С позиций сказанного в текущем разделе видно, что это ни что иное как типологии способов, которыми приобретаются и конструируются новые знания. Анализ современной литературы, посвященной типологии нововведений это подтверждает. Например, в обзоре [13] даётся современная американская типология, согласно которой различают нововведения:

      - основанные на использовании фундаментальных научных знаний;
      - основанные на прикладных научных исследованиях;
      - основанные на практических знаниях;
      - основанные на комбинации вышеперечисленных знаний;
      - основанные на использовании одного продукта в новых, ранее недоступных областях;
      - получаемые как побочный результат какой-то целенаправленной деятельности;
      - основанные на переносе какого-то продукта в какую-то иную область применения.

От Шумпетеровской (экономически окрашенной) её отличает не только большая универсальность, но и указание на то, что знание может быть получено и как целенаправленная исследовательская деятельность, и как побочный результат. Однако четкости в разделении этих двух способов мы здесь не видим, например, инновация "основанная на использовании фундаментальных научных знаний" по своей предыстории может происходить как от эволюционного, так и от серендипического "корней", т.е. не является элементарной. Наша типология, о которой мы рассказали выше в этом смысле удачнее. Однако и она останется неполной если …

… не ввести в качестве элементарного еще один вид обмена который складывается не целенаправленно, а случайно! Это означает, что процессы типа (5) и (6) в могут протекать без участия предварительно организованных для этой цели операторов Q5i и Q6i!!! Обозначим этот случайный факт обмена или заимствования литерой L и запишем

{U1|Q1iP1}→{U2|Q2iP2}
              ↑L↓                      (8)
{U3|Q3iP3}→{U4|Q1iP4}.

Этот вид обмена (и лизинга) будем называть серендипическим (SP-обмен, SP-лизинг).

Влияние SP-лизинга можно видеть на примере развития научных исследований, которые начинались как эволюционный процесс поиска нового знания и как педантичный перебор вариантов и компонентов (т.е. фактически, как метод проб и ошибок (МПИО), в котором каждый шаг протоколируется, дабы избегнуть его повторения). Крупицы полученного знания сохранялись в умах посвященных, за стенами алхимических кабинетов и цехов. Однако в XX столетии информационные системы деятельности ученых закрытого типа, практикующие эволюционные методы получения знания, стали неэффективны - поскольку не удовлетворяли все увеличивающимся нуждам промышленного производства и требовали все большего количества средств, а следовательно не могли далее быть уделом богатых (или получивших богатство милостью сильных мира сего) одиночек. Возникла настоятельная потребность в обмене информационными компонентами (носителями и операторами) между ИС научных дисциплин и разного рода внешних по отношению к ним ИС. Однако потребность эта оставалась потенциальной. Необходимо было её актуализировать, поэтому закономерен вопрос о том, что сориентировало общество на обмен информационными компонентами, выработало привычку у обмену?

Ведь изначально его роль мало кто понимал. Не было такой задачи. Однако, несмотря на обычную для социальных ИС инерцию, практика обмена все-таки состоялась, и, по нашему мнению, тому есть две основные причины:

1.       участившиеся кризисы информационных систем общества, которые требовали немедленного своего разрешения и предугадывания крупных будущих проблем, ведущих к новым кризисам;
2.       факты серендипических инноваций, происходящих спонтанно и основанных на обмене или лизинге.

Обрисуем специфику серендипической инновации на конректном историческом примере [14]. Рассмотрим информационную систему агропромышленного хозяйства (ИС АПХ) Германии начала века, в рамках которой была осознана проблема зависимости воспроизводства этой системы от запасов чилийской селитры, которая использовалась как главный компонент для удобрения почвы. В рамках этого целевого звена ИС АПХ целенаправленно осуществляет Q-лизинг, привлекая для работы над агропромышленной проблемой химиков с надеждой на то, что использование новых операторов информации (химических методов синтеза взамен операторов селитро-добывающей отрасли) окажется небесполезным. В рамках этого проекта в 1908 году удалось разработать так называемы процесс Габера-Боша, в котором аммиак синтезируется из атмосферного азота в реакции с водородом на осмиевом катализаторе. Далее был создан огромный индустриальный комплекс по выпуску селитры, и один из авторов процесса - Фриц Габер - возглавил в 1912 году Кайзеровский институт физической химии. Данная крупная инновация в экономике Германии обязана своим происхождением обычному целенаправленному Q-лизингу, осуществляемому ИС АПХ. Однако никто не мог предполагать сколь ужасны будут её последствия!

В это же время Германия готовится к войне и испытывает серьезный кризис несоответствия военной наступательной мощи и политических амбиций. Вот тут-то и неожиданно срабатывает случайный серендипический обмен, в результате которого технология (операторы + ресурсы) производства селитры модифицируется в первую в истории технологию по масштабному производству боевых отравляющих веществ - то есть в крупнейшую инновацию в истории ИС военной деятельности. Подчеркнем еще раз, что никто (в том числе и Габер ) изначально даже не мог предположить, как будет использована информация, полученная Габером в рамках сугубо мирного целевого звена.

Примеры, подобные описанному выше, не могли не привлечь к себе пристального внимания других информационных систем, озабоченных участившимися кризисами воспроизводства внутрисистемной информации. После того как плодотворность обменов и лизинга информационных компонентов стала очевидной (главным образом на примерах серендипических удач), встал вопрос о том, добиваясь результатов, наиболее близких целевым звеньям ИС-участниц обмена. Только в этих условиях, когда стала очевидной потребность в обеспечении означенного влияния мог возникнуть предмет "науки изобретать" [15] и предмет методологии науки (как методологической компаративистики), а следовательно, появлялись и предпосылки для создания особой информационной системы деятельности, направленной на целенаправленное генерирование нововведений.

Почему инноватика алгоритмична?

Суть ТРИЗ в том, что она принципиально меняет технологию
производства новых технических идей. Вместо перебора вариантов
ТРИЗ предлагает мыслительные действия, опирающиеся на знание
законов развития технических систем.
Г.С. Альтшуллер "Найти идею"

Становление любой ИС, а в нашем случае речь об ИС деятельности целенаправленного генерирование нововведений, зависит от того, способна ли информация, на основе которой построена ИС, обеспечить полный цикл самовоспроизводства. Это во-первых. И во-вторых, создать условия, гарантирующие её самовоспроизводство в будущем. Ранее на эту роль претендовала, например, "царица всех наук" математика. Однако, если обратиться к истории европейского естествознания VI-IX вв., то можно обнаружить, что основную массу нововведений общество получало отнюдь не при посредстве математиков. И вот почему.

ИС математики до VII века составляла в качестве своих информационных компонентов: Носители информации:
малодоступные тексты гностиков, герметистов, алхимиков, реже - естествоиспытателей;

Операторы информации:

1. религиозная традиция истолковывания смысла числа и фигуры, не способная существовать в материальных целевых звеньях, и существующая благодаря передаче эзотерического знания лишь посвященным;

2. люди: преимущественно представители закрытых сообществ, не склонных по разным причинам делится своим знанием математики.

Считывающие и реализующие устройства: почти полное отсутствие должного математического знания о элементарных способах однозначного считывания данных математического содержания. Ведь даже в рамках одного учения нередко сходились разные интерпретаторы "сакрального смысла числа".

Отсюда очевидно, что вся ИС математики не могла создать условий для своего широкого распространения в умах современников (этому препятствовали нормативы ИС религиозной деятельности), т.е. условий для самовоспроизводства. Вероятно, самым важным среди запретов ИС религиозной деятельности был запрет на использование операторов математики для исчисления реальных объектов (что инкриминировалось как занятия магией). Это делало невозможным расширение арсенала материальных средств (счетных предметов, а впоследствии устройств для счета), которые могли бы впоследствии выступить в качестве новых носителей информации, и послужить распространению информации математической ИС в обществе.

Ликвидация табу католической церкви на занятие математикой стало возможным по нескольким причинам. В свете нашей типологии это различные виды обмена, а именно:

Q-лизинг. Обученный счету монах, если речь вести об аббатстве, не способен безошибочно и своевременно учитывать натуральный или денежный оброк, поступающий в аббатство. В мелких монастырях, под чьим началом находятся небольшие земли этой проблемы нет. Зато в больших монастырях необходимо, чтобы часть работы по учету проводилась бы силами специально обученных посредников. Это требует увеличения количества крестьян (как правило - деревенских старост), знакомых с элементами арифметики. Что и происходит, когда монахи обучают их определять объемы поставок (церковную десятину и пр.)

W-лизинг. Например, пусть после "чисток" в религиозной организации, выявлены "неугодные Богу" носители ереси или нарушители церковных правил. Т.е. был получен побочный продукт церковной ИС. Вполне возможно, что некоторые бывшие служители культа, которым отныне запрещено практиковать религиозные обряды, сумеют заработать на жизнь, обучая грамоте и основам арифметики купцов, ремесленников, мореходов и других, у кого есть возможность заплатить за науку. Однако и этих оказий было недостаточно, чтобы практика использования математических методов еще почти два века не становилась необходимым элементом в информационной надсистеме всего общества. Это стало возможным только в конце IX - начале XX вв., когда сложились правила (алгоритмы) использования математических расчетов в самых разных прикладных областях человеческой деятельности. Теперь, чтобы например, рассчитать гидродинамическую тягу винта новой формы, инженер, шаг за шагом

мог построить систему дифференциальных уравнений и так же, пошагово её решать, отбрасывая ненужные решения за счет задания граничных и начальных условий для своей модели задачи. Таким образом математика стала средством решения реальных проблем только после того как открылась для широкой трансляции в массы (ликвидация табу католической церкви + введение математики в процедуру получения начального образования каждого молодого человека) и убедительно показала, что существуют алгоритмы расчета, применение которых автоматически влечет за собой получение ответов на поставленные вопросы.

А теперь от опыта ИС математики обратимся к ИС инноватики, т.е. системы деятельности по получению и внедрению новых знаний.

Повторим то, что мы уже сообщали в начале нашего очерка:

Успех любой целенаправленной деятельности, будь то передача знаний от человека к человеку, продажа напитков или деятельность по улучшению эксплуатационных параметров технических систем, находится в однозначном соответствии с процессом развертывания тех или иных информаций i в операторы Qi в условиях некоторого конкретного целевого звена S→Z.

Следовательно, ответ на вопрос о том, за какими способом получения новых знаний будущее, состоит в определении потенциала его информационных составляющих. А именно, способны ли они образовать успешную и жизнеспособную ИС (репликатор, как сказал бы о такой системе Р. Докинз). Для этого, прежде всего, необходимо обеспечить широкомасштабную трансляцию новой информации. Как мы отметили выше, математика не была рабочим инструментом общества до тех пор, пока её сдерживали запреты на трансляцию.

Второй вопрос, на который нужно ответить относительно методического состава системы нововведений. Мы видели, что всего существует три источника нововведений. Это методы проб и ошибок, серендипические удачи и алгоритмические методы.

Мы видели, что серендипическая новация, хотя и дает эффект, но не регулярно, т.е., подобно методу проб и ошибок, не обеспечивает воспроизводство метаинформации, которая данный метод кодирует. Серендипическая инновация, как мы видели на примере системы агропромышленного хозяйства Германии, лишь подчеркивает тот факт, что имеется множество решений, мимо которых попавшие в кризис ИС традиционно проходят. Серендипическая новация принципиально нетранслируема и поэтому ей нельзя обучить, а значит и превратить в методический конвеер по производству готовых решений. И уж конечно невозможно обеспечить его самовопроизводство.

Оставшийся способ получения знаний - алгоритмический. Его отличие от прочих методов - транслируемость. Именно этот метод будет главенствующим в методическом спектре развивающейся системы нововведений. Наилучше воплощение такого метода на наш взгляд мы находим в теории решения изобретательских задач. Действительно:

i) ТРИЗ дает готовые и понятные каждому, кто начинает её изучать, процедуры поиска новых решений. Алгоритмичность настолько пронизала ТРИЗ, достаточно одного взгляда на бытующие в ней названия "алгоритм решения изобретательской задачи", "метод анализа жизненного цикла технической системы", "алгоритм предварительного анализа (формулирования технического противоречия)", "стандарты на решение изобретательских задач" и т.д.

ii) ТРИЗ целенаправленно развивает свою, т.н. ТРИЗ-педагогику, добиваясь массового введения предметов по основам ТРИЗ в вузовскую, школьную и дошкольную практики. Более того, судя по выходящим ТРИЗ-публикациям создается впечатление, что именно основные силы ТРИЗ-сообщества брошены именно на трансляцию информации о теории.

Это, плюс тенденция практиковать и обучать ТРИЗу при помощи компьютера, обеспечивают информационной системе ТРИЗ возможность самовоспроизводиться и наращивать свое влияние в обществе, все меньше зависеть от случайных политических и экономических условий, в которых эта система производства нововведений развивается. Именно поэтому ТРИЗ успешно "выходит в тираж", чтобы там не говорили критики из конкурирующих систем нововведений.

Итак, будучи алгоритмической и транслируемой системой деятельности (направленной на создание нововведений) ТРИЗ обладает реальным конкурентным преимуществом, в сравнении с другими методами, не способными объединиться в самовоспроизводящуюся ИС и/или имеющими сравнительно меньшие темпы трансляции содержащейся в них информации в общественную среду.

Алгоритмичность минимизирует ошибки считывания и копирования ИС ТРИЗа при распространении его в среде обучаемых: пошаговыми процедурами развертывания информации служат наборы стандартных упражнений, которые должны выполнить обучаемые.

Сказанное, однако, не означает, что положение информационной системы ТРИЗ по производству нововведений устойчиво. Для её разрушения могут быть использованы те же приемы, которые используются для укрепления позиций информационных систем [16], однако, это уже тема отдельной работы.

Благодарности

Автор благодарит своих коллег Б.Н. Пойзнера, И.В. Илловайского и В.И. Корогодина за обсуждение предмета данного очерка и Российский фонд фундаментальных исследований за финансовую поддержку проекта № 00-06-80195.

Томск, 1998 - октябрь 2002 гг.

Источники

1. Корогодин В.И., Корогодина В.П. Основа жизни - информация
// Природа. - 1993. № 12. - С. 3-10.

2. Корогодин В.И. Определение понятия информации и возможность его использования в биологии
// Биофизика. - 1983. - Т. 28. - Вып. 1. - С. 71.

3. Корогодин В.И. Информация и феномен жизни.
- Пущино: Пущинский научный центр РАН, 1991. - 204 с.

4. Александров В.А. Прогнозирование и управление нововведениями.
// Ротапринт НИИ научно-технической информации Госплана БССР. Минск, 1988. С. 36.

5. Соснин Э.А. Информационный оператор и рекламная деятельность. В колл. монографии
"Экономика рекламы". / Под ред. И.В. Мелик-Гайказян. - Томск: Изд ТПУ, 1999. - 246 с. (С. 37-52).

6. Druker P. Innovation and Enterpreneuship. N.Y., 1985. - P. 121.

7. Бурков Н.И., Новиков Д.А. Как управлять проектами. - М.: СИТЕГ-ГЕО, 1997. - 188 с. (C.157)

8. Schumpeter J. Theorie der wirtschaftlichen Entwicklung. Berlin. 1911. - P. 101.

9. Явелов Б.Е.
// Природа. 1978. № 7. С. 64-72.

10. Браунштейн А.Е.
// Вестник АН СССР. 1983. № 1. С. 44-55.

11. Соснин Э.А., Пойзнер Б.Н. Лазерная модель творчества (от теории доминанты к
синергетике культуры): Учебное пособие. - Томск: Изд-во ТГУ, 1997. 150 с. (с. 105-107)

12. Мамардашвили М.К. К пространственно-временной феноменологии событий знания
// Мамардашвили М.К. Стрела познания (набросок естественноисторической гносеологии).
- М.: Школа "Языки русской культуры", 1996. С. 281-297. (5, с. 286)

13. Коротаев А.С. Нововведения в промышленности США: разработка и внедрение.
M.: Ротапринт ИНИОН АН СССР, 1981. - С. 9-10.

14. Glitsch R.E. A Record of Civilian Research for Military Innova-tion.
// Impact of Science on Society. - 1981. - V.31. - №1.

15. Лапшин И.И. Философия изобретения и изобретение в философии
(Введение в историю философии). - М.: Наука и Школа, 1912. - Т.1. - 194 с.

16. Соснин Э.А., Пойзнер Б.Н. Рабочая книга по социальному конструированию
(Междисциплинарный проект). Ч.2. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2001. - 132 с.


Главная    Конференция    Практика и смысл нововведений