Глава 5. Противоположный эксперимент
Полноту свойств любого физического объекта можно в принципе определить только при постановке по крайней мере двух взаимоисключающих экспериментов, а не одного, как обычно принималось в физике. Сущность этого подхода заключается в том, что гипотезу, объясняющую новое явление или новую закономерность, существующую в природе, следует выдвигать только после того, как проведен второй, взаимоисключающий эксперимент.
Нильс Бор [17]
История этого открытия показывает, что если какой-то закон верен, то при его помощи можно открыть другой закон.
Р. Фейнман [2]
Если Вы технолог или экспериментатор-исследователь, то, получив какой-либо брак на операции технологического процесса или в результате опыта, не укладывающегося в ваши представления, - начинаете выдвигать гипотезы. Выбираете ту, которая Вам нравится больше всех и решаете как устранить брак. Какой же ставить эксперимент?
Очевидно, у каждого есть свой опыт работы, знания, умение, память и т.д. Но все-таки, что же делать? Можно ли найти прямые рекомендации, указания - “Делай так”? Многое можно найти в книгах ученых, описывающих свои открытия, в статьях, в которых авторы довольно детально рассказывают о своих приемах в работе, озарениях, находках, подходах. Может быть, они что-нибудь и подскажут? Но ведь хочется скорее начать действовать, дело не ждет. Задачи, с которыми мы встречаемся - самые разнообразные. Нет, пожалуй, ни одного технологического процесса, где не присутствовал бы брак. И его желательно было бы устранить. Но сперва необходимо найти причину его образования: является ли он следствием грубого нарушения технологии, или нам неизвестны более тонкие процессы, которые возникают из-за малых отклонений от режимов проведения операций, либо причина - в попадании неконтролируемых примесей и т.д.
Редко кому удается сразу же дать правильный ответ. Обычно к нему идут, выдвигая гипотезы и проверяя их. Конечно, чем больше имеется экспериментальных результатов, тем легче выдвигать гипотезу. Здесь работает закон перехода количества в качество.
Наш подход состоит в том, что, имея гипотезу, следует провести противоположный эксперимент по отношению к первому эксперименту, в котором мы получили отклонения от установленной нормы или от наших представлений о процессе, эффекте, явлении.
Прежде чем рассказать, как его наметить, то есть выбрать, что изменить, обратимся к некоторым высказываниям.
"Наука - это искусство понимания Природы,” - говорил Дж. Боас. А вот Г. Хромов [18] пишет: “Научные занятия - это все же не искусство, а только ремесло, хотя и чрезвычайно изощренное. В высших своих проявлениях они соприкасаются с искусством, но и только. Если бы не было, скажем, Бетховена или Пушкина, никто бы не создал того, что оставили они. Наука же всегда имеет дело с описанием объективной реальности, что придает исследованиям жесткую определенность. Поэтому, если бы не было любого из великих ученых прошлого или современности, их открытия были бы сделаны другими. Пусть позднее, пусть с иной степенью достоверности и убедительности, но были бы сделаны. Собственно говоря, в науке сплошь и рядом так и случается, что различные ученые независимо и одновременно получают один и тот же результат. Отсюда, кстати сказать, нередкие споры о приоритете, ссорящие и изматывающие ученых, но, обычно совершенно бесплодные.”
Двойственность высказываний налицо. В нашем случае можно говорить, что наука - это и искусство и ремесло. А двойственность всего сущего присутствует везде. Уметь ее выявить - одна из задач ученого.
Теперь обратимся к противоположному эксперименту. Мне иногда говорили слушатели Народного университета научно-технического творчества, что они не очень четко понимают, что такое противоположные эксперименты и как их намечать. Поэтому я попытался, как мне представляется, “копнуть” поглубже, чтобы понятие “противоположного эксперимента” стало более четким и привлекательным.
Сам я этим подходом пользуюсь уже много лет. Откуда я взял этот прием, подход? Из анализа большого числа открытий и исследований, взятых из различных областей науки и техники. Многие из них описаны ниже. Это и работы нобелевских лауреатов - физиков, химиков и биологов. Пока же я очень кратко опишу несколько широко известных фактов, в которых использовался противоположный эксперимент.
a) У Резерфорда была гипотеза о том, что ядра атомов должны отклонять проходящие вблизи них a-частицы. Это подтвердилось - пучок a-частиц на выходе из тонкой слюды расширяется. Это первый эксперимент. Через несколько лет Резерфорд провел противоположный эксперимент - он поставил детектор не за фольгой, а перед ней, считая, что a-частица может попадать в ядро атома и отскакивать от него на 180о. Результат этого противоположного эксперимента подтвердил гипотезу. Это означает, что атомы действительно имеют положительно заряженное ядро. Дальнейшая работа - исследование углового распределения a-частиц. На основе этих двух экспериментов начала развиваться теория строения атома.
1. Открытие космических лучей. Ионизационные камеры (ИК), инструмент для регистрации a-b-g-излучений, после изготовления всегда показывали остаточный ток, от которого никакими способами избавиться не удавалось. Была высказана гипотеза о том, что ИК регистрируют какое-то внешнее излучение. Подняли их на высоту нескольких километров и обнаружили увеличение значения остаточного тока. Это был противоположный эксперимент - изменили расстояние от поверхности Земли. Очевидно, можно предсказать, что если опустить ИК в шахту, то остаточный ток снизится. Так и произошло [19].
2. Камеры Вильсона и Глейзера. В камере Вильсона (нобелевского лауреата) используется водяной пар (туман), в котором пролетающая частица создает трек из водяных капелек. По этим трекам можно определить ряд параметров частиц. В камере Глейзера (тоже нобелевского лауреата) частицы, пролетающие в жидкости, тоже создают треки, но - из газовых пузырьков. Камера Глейзера появилась в результате проведения противоположного эксперимента. Изменение агрегатного состояния вещества позволило создать “пузырьковую камеру” для регистрации частиц с большой энергией.
3. Эффект Юткина. Рассказывают, что Юткин видел действие молнии, попадающей в воду озера. Это первый эксперимент. Он провел противоположный эксперимент - электрический разряд непосредственно в воде - электрогидравлический удар. Область применения обширна. Произошел перенос разряда из воздуха в воду.
4. Как-то, сидя в кафе, Лауэ и Вагнер, в то время молодые ученые, поспорили и решили проверить, будут ли рентгеновские лучи каким-то образом взаимодействовать с атомами решетки кристалла, так как их размеры (длина волны рентгеновского излучения, размер атома и межатомное расстояние) близки. Попросили аспиранта Фридриха положить на кристалл, через который проходил поток рентгеновского излучения, фотопластинку. Ничего не получилось, но спорщики заставили Фридриха продолжить опыт, а ему нужна была установка для других целей. Тогда, для того, чтобы хоть что-то получилось, он поставил фотопластинку перпендикулярно пучку - за кристаллом. Получилась лауэграмма. Отметим, что у авторов была гипотеза, а Фридрих изменил расположение фотопластинки [20]. На тему открытия интерференции рентгеновских лучей существуют и другие версии.
5. Известно, что перенапряжения водорода на катоде (h) электрохимической ячейки для разных элементов имеют разные значения. Так, на ртутном электроде h = 1,3 - 1,6 В, а на платине - h = 0,36 В. Очевидно, на значение h влияет природа металла. Можно проводить противоположный эксперимент по этим двум металлам и смотреть, что у них так различается, что приводит к таким разным h. Наконец, что следовало бы сделать, чтобы у металлов были именно такие значения h? Гипотез много, но они не подтверждаются экспериментально. Решение, полученное с помощью нашего подхода, показано в главе 26.
6. Доктор Слынько обнаружил, что потовая железа на какое-то время перестает выделять пот и переключается (примерно три минуты) на всасывание веществ из окружающей среды [21]. Очевидно, что по действию это - противоположный эксперимент. Нередки случаи, когда оба эффекта соседствуют одновременно, но действуют по очереди.
7. Митогенетические лучи Гурвича. Основной эксперимент, выполненный в 1923 году, выглядел так. Кончик корешка лука (индуктор) нацеливали на боковую стенку корешка другой луковицы (детектора), а затем пересчитывали клетки, приступившие к делению в разных участках детектора. Оказалось, что на стенке детектора, обращенной к индуктору, митозов было значительно больше, чем на противоположной стороне. Почему? Противоположный эксперимент: если между индуктором и детектором помещали стеклянную пластину, эффект исчезал. При замене стеклянной пластины на кварцевую усиленное деление клеток продолжалось. Вывод: живой организм способен продуцировать некое излучение, которое стимулирует деление клеток. Г.М. Франк установил, что лишь фотоны в диапазоне от 190 до 326 нм вызывали учащение митозов в культуре дрожжей.
1. Еще о лаборатории А.Г. Гурвича. В середине 30-х годов в лаборатории А.Г. Гурвича открыли нечто поразительное: спустя 15-20 минут после кратковременного облучения, раствор глицина или другой аминокислоты сам становился источником митогенетического излучения (МГИ). Это противоположный эксперимент во времени.
1-й эксперимент: облучил, посмотрел;
2-й эксперимент: облучил, посмотрел через 15 - 20 минут.
Очень важный подход - увеличить время после какого-то воздействия, а не делать заключение сразу после эксперимента [22].
10. Чтобы измерить массу тела, можно это тело использовать в качестве маятника, подвесив его и качая с известной амплитудой и частотой. В качестве противоположного эксперимента для измерения массы тела можно осуществить эксперимент со сбрасыванием тела с высоты, зная высоту и ускорение свободного падения. Проведение Галилеем этих опытов показало, что два противоположных эксперимента дают одно и то же значение массы, то есть масса качания и масса бросания равны. Более подробно об измерении массы - в главе 8.
Можно еще привести много широко известных примеров, подобных описанным выше, но и так очевидно - только проведение второго противоположного эксперимента позволяет подтвердить или опровергнуть гипотезу, если она выдвинута, и выдвинуть гипотезу, если ее нет.
Итак, результатом противоположного эксперимента должно быть получение либо значительной разницы между значениями параметра в первом и втором экспериментах, либо их равенство (эквивалентность).
Для проведения противоположного эксперимента следует найти параметр, значение которого требуется изменить так, чтобы получился результат (Б2), отличающийся от первоначального (Б1):
Б2>> Б1 или Б2<< Б1.
В этом случае данные по двум противоположным экспериментам могут подсказать правильность выдвинутой гипотезы или ее опровергнуть. Если же Б2 = Б1, имеет место эквивалентность, суть которой подробно изложена ниже.
При проведении противоположного эксперимента возможно введение дополнительных воздействий, если они позволяют “усилить” разницу между значениями параметров, полученных в первом и втором противоположном эксперименте. При необходимости между взаимодействующими элементами вводится новое вещество, например, струя воздуха, фильтры, поглотители и т.д.
Как видно из приведенных примеров, исследователи для проведения противоположных экспериментов изменяли время наблюдения, структуру объекта, его геометрические размеры, расположение детекторов, расстояния, действия, агрегатное состояние вещества и т.д., в то время как другие параметры сохранялись неизменными. Иногда возможно изменять и два параметра, но это чревато усложнением для понимания изучаемого эффекта. Имея результаты двух противоположных экспериментов, можно провести третий - решающий эксперимент. Полученный результат может либо подтвердить наш прогноз, и это отлично, либо не подтвердить - тогда надо начинать все сначала, естественно, не выбрасывая данные в корзину. Можно придумать идеальный эксперимент, который тоже представляет собой противоположный эксперимент. В процессе его проведения или при его окончании, вещества и поля, участвующие в нем, должны сами сообщить о причине явления, например, за счет звука, света, запаха.
Рассмотрим несколько примеров из нашей практической деятельности в области технологии полупроводниковых приборов.
Загадка электрического пробоя. На кремнии n-типа проводимости с удельным сопротивлением 1 ом×см выращивают окисел кремния толщиной 0,1 мкм. Если на окисел опустить металлический зонд и подать постоянное напряжение вплоть до пробоя окисла, то, наблюдая пробой на экране осциллографа, можно увидеть, что в процессе пробоя в кремнии под окислом образуется локальный выпрямляющий контакт (ЛВК) или просто диод, р-n переход с вольт-амперной характеристикой, показанной на рис. 9.
Что делать? Как объяснить образование диода? Сформулируем противоречие. При пробое окисла, по нашему убеждению, не может формироваться диод, потому что при пробое образуется короткое замыкание («закоротка») между зондом и кремнием. И в то же время мы формируем диод, то есть цепь “зонд - проводящий канал в окисле - область р-типа проводимости - область n-типа (исходный материал).”
Разрешим эти противоречия, выдвигая гипотезы.
Первая гипотеза: в процессе пробоя образуется диод Шоттки.
Вторая гипотеза: это - сплавной диод.
Третья гипотеза: образуется сплавно-диффузионный диод.
Теперь можно составить таблицу с перечнем всех параметров элементов, участвующих в процессе (см. табл. 2 на следующей странице).
Наметим противоположный эксперимент. Очевидно, можно изменить один из основных параметров - тип проводимости. Напрашивается гипотеза - противоречие: если на кремнии n-типа образовался участок р-типа проводимости, то уж на кремнии р-типа точно будет «закоротка» двух участков р-типа проводимости. Провели эксперимент и получили вольт-амперную характеристику (ВАХ), показанную на рис. 10. В первые минуты после получения ВАХ (как, впрочем, и несколько дней спустя) мы не смогли определить, что же это за вид ВАХ.
Несомненно, я видел такие ВАХ неоднократно, но это были ВАХ транзисторов с оборванной базой, а в нашем случае ведь не должно было быть транзистора, мы же были уверены, что должна быть «закоротка»!
Итак, мы убедились, что наша гипотеза не подтвердилась, но мы получили результат, о котором и не мечтали: на кремнии р-типа проводимости образовался р-n-р-транзистор с оборванной базой.
На рис. 11 приведены две фотографии участка на кремнии, где был осуществлен «пробой» и образовался ЛВК.
Теперь можно высказать гипотезу более определенно. Это как бы сплавно-диффузионный транзистор. Каков же механизм образования ЛВК?
Таблица 2.
Параметры элементов в экспериментах.
|
Удельное сопротивление
|
Толщина окисла
|
Материал зонда
|
Толщина пластины
|
Значение напряжения
|
Тип
проводимости |
Результат
|
|
1 ом×см
|
0,1 мкм
|
Вольфрам
|
300 мкм
|
150 В
|
n-тип
|
1-й
эксперимент ЛВК |
|
1 ом×см
|
0,1 мкм
|
Вольфрам
|
300 мкм
|
150 В
|
р-тип
|
2-й
эксперимент ?
|
При пробое под зондом в окисле происходит микромолния, вызывающая, по-видимому, следующие процессы:
2. восстановление SiO2 до кремния, т.е. в окисле образуется тонкий проводящий слой из кремния;
3. расплавление кремния в месте удара микромолнии;
4. образование микрокапли жидкого кремния в твердом кремнии как в изложнице, причем эта изложница имеет в монокристалле определенную ориентацию;
5. остывание капли и перераспределение, сегрегация примесей, часть которых остается в твердом кремнии, а другая часть, кристаллизуясь, образует область р-типа проводимости.
Рис. 11. На фотографии приведено место пробоя в кремнии после удаления окисла (увеличение 1000х и 500х).
Разумеется, это только предполагаемая картина. Но вот что поражает - все эти процессы протекают мгновенно. Пробой, - и вы уже видите локально выпрямляющий контакт по виду его вольт-амперной характеристики.
Теперь вернемся к нашему противоречию. Действительно, мы были правы, когда говорили, что при пробое должна быть «закоротка». Но мы считали, что так должно быть для всех толщин окисла. Оказалось же, что при описанных условиях пробоя это неверно для толщин больших и меньших 0,1 мкм, что обычно и наблюдалось экспериментаторами. И только при толщине окисла порядка 0,1 мкм имеет место образование ЛВК. Исследование этого процесса, несомненно представляет интерес для физики твердого тела.
Но наша цель была достигнута - мы увидели и р-n и р-n-р переходы, образующиеся от пробоя окисла. Нам казалось, что диоды, изготовленные таким простым способом, могут найти применение в технике, однако разработчики с нами не согласились, и эту работу мы дальше проводить не стали. В главе 42 мы еще раз обратимся к ЛВК, см. также [23, 24].
Загадки тонкой пластины. Рассмотрим ещеё раз эффект Тваймана (см. гл.3). Напомним, что он состоит в том, что тонкие пластинки, имеющие одну поверхность полированную, а другую шлифованную, изгибаются в сторону полированной поверхности. Так, подобная пластинка из кремния диаметром 40 мм при толщине около 100 мкм может иметь прогиб около 500 мкм. По поводу природы сил, создающих деформацию, известны мнения целого ряда ученых. Сделаем противоположный - идеальный эксперимент. В качестве параметра возьмем толщину пластинки. Если пластинку кремния отполировать до толщины 10 мкм, то при снятии пластинки с блока, на котором она закреплена (рис. 12), не только видно, но и слышно, как пластинка начинает трещать, хрипеть, свертываясь в свитки, рулончики. Разве это не подсказывает, какие силы ее скручивают? Впрочем об этом - в главе 7 («Эффект Тваймана»).
Загадки окисла кремния. Известно, что в термически выращенном окисле на кремнии есть сквозные поры. Число их бывает различно и может составлять от 1-2 до 10-20 пор/см2. Если есть сквозные поры, то в них могут попадать органические примеси, атомы и ионы металлов и т.п., а это может привести к загрязнению кремния и снижению процента выхода годных приборов. На вопрос: "Что надо сделать, чтобы уменьшить число пор в окисле?" ответ разработчиков был однозначен - чище мойте пластинки перед окислением. Мыли, но поры все равно были, мы ими не управляли. Наконец, я решил провести противоположный эксперимент. Надо было отказаться от того, что отмывка пластин перед окислением является главной причиной образования пор и найти другую, более важную. Надо было выдвинуть гипотезу.
Рис. 12. Эффект Тваймана:
1. кремниевая пластинка, приклеенная воском к стеклянному блоку, полированная до толщины 10 мкм.
2. пластинка после растапливания воска
Следует подчеркнуть, что в процессе исследования происходит накопление опыта, фактов, которые могут подсказать гипотезу. У нас появилась идея, а нельзя ли зарастить, “заштопать” поры? предполагалось, что, если взять пластину кремния с окислом, в котором выявлены сквозные поры, а затем пластинку снова поместить в печь для окисления кремния при температуре Т=1000°С, то сквозные поры «зарастут» и окисел будет без сквозных пор. Потирая руки от удовольствия, предвкушая получить хороший результат, мы провели эксперимент и были повергнуты в шок: старые поры заросли, но появились новые в других местах окисла. Вывод: поры и их концентрация это - явление, присущее системе кремний - окисел кремния.
Представим себе процесс окисления. Когда мы вводим чистую пластинку Si в канал печи, температура которой 1000°С, окисла на поверхности пластины нет и, естественно, поры отсутствуют. В процессе роста окисла образующиеся поры тут же зарастают, а вот в процессе охлаждения пластинки (время ее извлечения из канала составляет 5 минут) из-за разности в коэффициентах термического расширения кремния и окисла образование пор вполне возможно. Итак, давайте проведем противоположный эксперимент - с охлаждением. Установим время охлаждения пластин 24 часа. Впервые мы увидели, что возможно регулировать как размер, так и концентрацию пор. В противоположном эксперименте мы получили число пор поменьше, а их размеры побольше. Дальше начались исследования пористости окисла и даже удалось получить «беспористый» окисел, когда число сквозных пор было равно нулю (рис. 13), а все поры сосредоточились в дорожках для скрайбирования (разрезания пластины на элементы).
Однако при дальнейших термообработках поры опять «переползают» в окисел.
Обратим внимание на любопытный факт. Когда мы писали статью по образованию пор в окисле и подбирали литературу для ссылок, оказалось, что по этой теме работало 44 автора, но никто из них не предложил противоположный эксперимент. А ведь еще Н. Бор говорил о его необходимости.
Мы рассмотрели подход, когда сделан один эксперимент, а затем по его результатам выбирают второй - противоположный. Но возможен и другой подход. Теперь, когда его идея найдена (а как она появилась, сказать не могу), она кажется, удивительно простой, и то, почему она не появилась раньше, я совсем не понимаю. Идея в следующем.
Рис. 13. Образование пор в термически выращенном окисле на поверхности кремния:
3. рисунок расположения пор в окисле, полученный методом электрографии: окисление Si при Т=1200°С в сухом кислороде (Толщина окисла 1,2 мкм. Дефектность 0,2¸0,3 пор/см2. Диаметр пластинки 60 мм.);
4. рисунок кристалла с «беспористым» окислом.
На пластине кремния изготовлено 1000 интегральных схем. Половина из них - годная, а вторая - брак. Так вот: «годные-брак» - это получение результатов одновременно проведенных двух противоположных экспериментов. Это было достижение мысли, но что делать дальше я сообразил только через несколько месяцев. Можно сделать следующее. С помощью метода фотолитографии специальным шаблоном рассечь, разорвать некоторые связи по алюминиевой разводке и начать измерять электрические параметры одних и тех же элементов на годных и бракованных схемах. Таким способом можно получить сравнительные количественные характеристики диодов, транзисторов, сопротивлений, емкостей, как на годных, так и на бракованных ИС. Имея такие данные, можно более глубоко понять технологию и найти причины, приводящие к браку.
Загадки алюминия. Рассмотрим один вид брака, с которым мы долго бились. Он то появлялся, то исчезал, то достигал почти 100%. Изучив механизм его появления, мы ликвидировали брак, но как? Мы ввели дополнительную операцию, которая гарантировала невозможность его образования. Более того, мы нашли несколько операций, которые позволяли предотвращать этот брак. Но мы не нашли, а лучше сказать, и не искали основную причину брака. Причем, что очень странно, сам процесс подсказывал: “Смотрите, вот на пластине есть годные и негодные, а часто вообще брака нет”.
Итак, после того как на пластине изготовлены ИС, их следует защитить окислом кремния. Вся пластина покрывается тонким окислом 0,2 - 0,5 мкм, а затем с помощью операции фотолитографии вскрываются окна фоторезиста в тех местах, где надо вытравить окисел, чтобы был доступ к алюминиевым контактным площадкам. Размер окон в окисле - 100´100 мкм, а толщина алюминия 1,1 мкм.
Для травления используется “травитель” на основе уксусной кислоты и бифторида аммония. После травления пластинки вынимаются из “травителя” и быстро опускаются в проточную воду.
После сушки пластин при их наблюдении под микроскопом видно, что алюминиевые контактные площадки, которые должны быть белого цвета, имеют самую разнообразную окраску - от черного или темно-синего до фиолетового. Довольно быстро удалось доказать, что после травления защитного окисла алюминий - чистый, а после промывки в воде становится разноцветным, т.е. алюминий в воде дополнительно подтравливается и его цвет определяется рельефом, образующимся на алюминии. И вот сразу появилась идея: уксусная кислота с бифторидом довольно густая, на поверхности окна окисла она хорошо сцепляется с алюминием, и в процессе смывания водой в каплях, оставшихся на поверхности пластины, происходит растворение бифторида водой, а он в малой концентрации травит алюминий. Что делать? Ясно, нейтрализовать бифторид щелочью, благо она у нас есть под рукой, и быстро смывать эти зависшие капли. И, наконец, позднее пришла еще одна идея - промывать сначала в чистой уксусной кислоте, а затем в воде. Все эти дополнительные операции дают приличный результат: брак практически исчезает. Но вот в чем вопрос - почему это происходит? Ведь неспроста этот брак то отсутствовал, то появлялся. Найдя идею, гипотезу, сейчас ее можно расписать очень хорошо, но почему не удалось сразу?
Итак, механизм травления нам более или менее ясен. Сформулируем несколько противоречий.
«Травитель» не должен взаимодействовать с алюминием, т.к. концентрация ионов фтора такова, что взаимодействия быть не должно, а на самом деле оно есть.
Капля «травителя» не должна «зависать», прилипать к алюминию, т.к. в этом случае происходит травление алюминия при промывке в воде, а она «зависает». Причем иногда на одной и той же пластине в разных зонах есть и «зависание» и «независание».
Чтобы разрешить противоречие 2, которое более инструментально, выдвинем гипотезу: «зависание», сцепление капли травителя с алюминием зависит от какого-то свойства травителя, а именно - его вязкости.
В этом случае можно даже не составлять табличку, т.к. очевидно, что вязкость зависит от температуры.
Можно, конечно, вспомнить и о подсказке - в декабре месяце на одном участке был стопроцентный брак, а температура была градусов пятнадцать! Поэтому можно сразу провести два противоположных эксперимента. В первом эксперименте взять «травитель» при возможно более низкой температуре, например, при Т=+10 0С. Во втором, при температуре Т=+(25 – 30) 0С. Очевидно, при Т=+10 0С весь алюминий должен удалиться, а при 25 0С он не будет подтравливаться. Все параметры можно представить в таблице (аналогичной той, которая приведена в подразделе “Загадка электрического пробоя”), откуда сразу будет видна сущность противоположного эксперимента.
Итак, встретившись с браком, следует понять сущность процесса, хотя бы в первом приближении, сформулировать противоречия, выдвинуть гипотезу, выписать в таблицу все параметры, а затем, выбрав с вашей точки зрения главный, изменить его, провести противоположный эксперимент.
В дальнейших параграфах мы будем дополнять приемы и подходы к решению задач по определению причин брака и его устранению.
По времени проведения противоположных экспериментов их можно классифицировать следующим образом:
последовательные противоположные эксперименты, когда после получения результата первого эксперимента выдвигают гипотезу и проводят второй эксперимент (можно, представив механизм явления и не выдвигая гипотез, сформулировать противоречие и ставить второй - противоположный эксперимент).
параллельные противоположные эксперименты - с контрольным опытом, который проводится при условиях первого эксперимента. В технологии его называют «параллелью».
параллельно-одновременные противоположные эксперименты, когда получают результаты двух противоположных экспериментов, например, по параметру «годен-негоден» (брак). Изменения параметра следует брать в диапазоне допустимых значений максимума и минимума, хотя известны случаи, когда делались открытия за счет ухода за все мыслимые, на первый взгляд, нормы.
От Бога в наших душах раздвоенье
Такой была задумана игра,
И зло в душе божественно не менее
Играющими белыми добра
Игорь Губерман [44]