книги из ГПНТБ / Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения

ловиях. После каждого неудачного наскока он возвра­ щается к условиям задачи, уясняет какую-то одну их часть и сразу же совершает очередную пробу. Это повто­ ряется многократно, и изобретатель нередко бросает по­ пытки найти решение, так и не разобравшись в условиях задачи.

Алгоритм учитывает существование этой распростра­ ненной ошибки. Работая по алгоритму, изобретатель прежде всего основательно изучает задачу, шаг за шагом снимает с нее внешние, нехарактерные слои, выделяет то, что составляет ее существо.

Первая часть алгоритма представляет собой, таким образом, цепочку логических действий. Тут довольно от­ четливо видна роль логики в творческом процессе.

Первоначальная формулировка задачи подобна глыбе угля: можно сколько угодно раз пытаться зажечь такую глыбу — огня не будет. Логика дробит глыбу; чем мель­ че уголь, тем легче его зажечь. На какой-то стадии дроб­ ления появляется даже возможность самовозгорания угля.

Вторая часть алгоритма внешне тоже похожа на се­ рию логических действий. Изобретатель продолжает ра­ ботать по четкой программе: задаются конкретные воп­ росы, требующие столь же конкретных ответов. Тем са­ мым сохраняется приобретенная ранее организованность, направленность мышления. Но АРИЗ не программа для машины. Алгоритм рассчитан на человека, он должен учитывать особенности мышления, особенности человече­ ской психики.

В автобиографических записках Л. Инфельда расска­ зывается о задаче, которую П. Капица предложил Л. Ландау и Л. Инфельду: «...собаке привязали к хвосту металлическую сковородку. Когда собака бежит, сково­ родка стукается о мостовую. Вопрос: с какой скоростью должна бежать собака, чтобы не слышать стука сково­ родки? Мы с Ландау долго размышляли, какое тут воз­ можно решение. Наконец Капица сжалился над н$ми и дал ответ,— разумеется, очень смешной...» 1Ответ и в са­ мом деле неожиданный: скорость равна нулю.

Что же затрудняло решение столь простой задачи?

1 Л. И и ф е л ь д. Страницы автобиографии физика. «Новый 'мир», 1965, № 9.

щимися к данной задаче. Он просматривает патенты на аналогичные, но более «тяжелые» изобретения. Скажем, если задача связана с уменьшением шума в строительной технике, есть смысл просмотреть патенты, относящиеся к борьбе с шумом в авиации. Целесообразно также озна­ комиться с «обратными» изобретениями (усиление зву­ ка ).

Процесс «расшатывания» исходных представлений продолжается с помощью оператора РВС (шаг 2—2). Психологическая инерция обусловлена не только терми­ нами, в которых задается объект, но и привычным про­ странственно-временным представлением об объекте. Размеры объекта и продолжительность его действия либо прямо указаны в условиях задачи, либо подразумеваются сами собой. Достаточно сказать: «автомобиль» — и мы представляем машину определенного размера (не менее 1 м и не более 20 м). Достаточно сказать: «бурение неф­ тяной скважины» — и мы представляем процесс, идущий в течение определенного времени (месяцы, десятки меся­ цев) .

Существует еще одно измерение, в котором мыслится объект — стоимость. Достаточно сказать: «телевизор» — и мы представляем прибор стоимостью в несколько сотен или несколько тысяч рублей.

Оператор РВС — серия мысленных экспериментов, по­ могающих преодолевать привычные представления об объекте. При использовании оператора РВС последова­ тельно рассматривают изменение задачи в зависимости от изменения трех параметров: размеров (Р), време­ ни (В), стоимости (С).

Рассмотрим, например, применение оператора РВС к простой задаче: «Найти способ регулирования сечения трубопровода, по которому движется пульпа» (см. табл. 1).

Оператор РВС не дает точного и однозначного ответа. Цель применения оператора РВС в том, чтобы получить серию идей, направленных «в сторону решения». Это по­ могает преодолевать психологические барьеры при даль­ нейшем анализе задачи.

Рассмотрим еще один пример. Допустим, решается задача о способе обнаружения неплотностей в агрегатах холодильников (см. табл. 2).

При мысленных экспериментах с задачей по опера-

честв человека. Нельзя только заменять исходную задачу другой. Так, в последнем примере при ответе на 2—2е нельзя сказать: «Повысить качество изготовления холо­ дильника»— хотя, конечно, разумнее предотвратить по­ явление неплотностей, чем бороться с ними. Надо решать ту задачу, которая выбрана в первой части АРИЗ. Если

выбрана задача обнаружения неплотностей — именно ее.

инадо исследовать.

Внекоторых задачах вместо «размеров» можно рас­ сматривать другие количественные параметры. Напри­ мер, в задаче: «Найти способ подачи в реактор 24 пороіш ков по заданным графикам» — можно взять количество порошков (2—2а: один порошок, 2—26: тысяча или де­ сять тысяч порошков).

На преодоление психологической инерции рассчитан и следующий шаг (2—3). Возьмем, например, такую за­ дачу: найти способ изготовления стеклянного куба (фильтра) с ровными капиллярными сквозными отвер­ стиями (длина ребра куба—до 1 м, количество капил­ ляров— несколько десятков на квадратный сантиметр). Условия задачи навязывают (притом неощутимо) опре­ деленное исходное представление: дан стеклянный куб, надо проделать в нем капилляры. При решении на ри­ сунках появляются куб и круглые (это привычно) отвер­ стия. В большинстве решений сохраняется это исходное представление: предлагают тем или иным способом де­ лать отверстия в сплошной стеклянной заготовке (твер­ дой или жидкой).

Изменим теперь формулировку задачи: «Найти спо­ соб изготовления воздушного куба со стеклянными про­ дольными перегородками». Или: «Найти способ изготов­ ления воздушного куба со многими тонкими стеклянными стержнями, «нитями». Стеклянный куб с дырками — это все равно что воздушный куб со стержнями, поскольку дырки тоже могут быть названы воздушными стержнями. ' В силу чисто психологических причин мы видим «стек­ лянный куб с дырками», а не «воздушный куб со стеклян­ ными стержнями», хотя это совершенно равноправные определения. Если задача дана во второй формулировке, она решается быстро и легко (куб можно собратъ из стеклянных нитей).

В сущности, когда от «стеклянного куба с воздуш­ ными отверстиями» мы переходим к «воздушному кубу со стеклянными стержнямті», привычное переводится в; нёпривычное, то есть совершается операция,, о которой говорит У. Гордон, автор синектики. Однако синектика не указывает способов превращения привычного в непри­ вычное, она лишь призывает к подобным превращениям. В АРИЗ такая операция запрограммирована в шагах

2—2 (оператор РВС) и 2—3. Отвечая на вопросы шага 2—3, мы переходим от неправильной формулировки задачи к правильной, в которой нет акцента на одном элементе (стекле). Системный подход заставляет увидеть все'элементы (а это в большинстве случаев непривычно).

Правильное выполнение шага 2—3 существенно об­ легчает решение задачи. При выполнении этого шага надо тщательно следить за тем, чтобы:

а) из формулировки задачи были убраны специаль­ ные термины;

б) были правильно перечислены все элементы, входя­ щие в рассматриваемую систему.

Например, в формулировке «Дана система из стеклян­ ного куба и капилляров» две ошибки: 1) слово «капил­ ляр» лучше заменить словом «отверстие» и 2) «стеклян­ ный куб» — это сплошной куб, а у нас то, что осталось от куба после того, как в нем проделали множество от­ верстий. Правильная формулировка: «Дана система из отверстий и стеклянных стенок между ними».

Разложив систему на элементы, надо выбрать тот, ко­ торый необходимо изменить, чтобы решить задачу (шаги 2—4 и 2—5). Главный признак, по которому ве­ дется выбор,— степень изменчивости, управляемости. Чем легче менять элемент (в условиях данной задачи), тем больше оснований взять этот элемент в качестве объекта для дальнейшего анализа. Здесь есть простое (хотя и не универсальное) эмпирическое правило: к 2—4а обычно относятся объекты технические, к 2—46 — природные. Многие изобретательские ошибки (ниже это будет пока­ зано на примерах) объясняются стремлением менять эле­ менты, относящиеся к 2—46.

Реализация первой и второй частей АРИЗ требует — для средней задачи — не более двух часов (не считая, ко­ нечно, времени, необходимого на ознакомление с патент­ ной литературой). Надо сказать, что ни один шаг не был включен в алгоритм без многократной практической про­ верки на семинарах. При этом в алгоритм вошли только такие шаги, которые с у щ е с т в е н н о облегчали процесс решения. Есть немало приемов, подходов, методов, ино­ гда оказывающихся полезными, но, в общем, не обяза­ тельных. Алгоритм, рассчитанный на человека, должен быть компактным: слишком-долгий разбег не оставляет сил для прыжка, для взлета. И наоборот: когда каждый

вильное решение появлялось после многочисленных «а если». Между тем задача решается чрезвычайно про­ сто. Надо только знать метод подхода ко всем задачам, требующим «догадки».

Так обстоит дело и с изобретательскими задачами,- Мышление изобретающего человека имеет характерную особенность: решая задачу, человек представляет себе усовершенствуемую машину и мысленно изменяет ее. Изобретатель как бы строит ряд мысленных моделей и экспериментирует с ними. При этом исходной моделью чаще всего берется та или иная уже существующая ма­ шина. Такая исходная модель имеет ограниченные воз­ можности развития, сковывающие воображение. В этих условиях трудно прийти к принципиально новому реше­ нию.

Если же изобретатель начинает с определения и д е ­ а л ь н о г о конечного результата, то в качестве исходной модели принимается идеальная схема — предельно упро­ щенная и улучшенная. Дальнейшие мысленные экспери­ менты не отягощаются грузом привычных конструктив­ ных форм и сразу же получают наиболее перспективное направление: изобретатель стремится достичь наиболь­ шего результата наименьшими средствами.

Рассмотрим задачу о двух ведрах.

I' Неудачи при решении методом «а если» связаны с по­ пытками получить ответ, идя от начала к концу. Попро­ буем поступить наоборот: пойдем от конца к началу.

Нам нужно, чтобы в одном из ведер было шесть лит­ ров воды. Очевидно, это может быть только большое вед­ ро. Итак, конечный результат состоит в том, чтобы боль­ шое ведро оказалось заполненным на шесть литров.

Для этого необходимо наполнить большое ведро (оно вмещает девять литров), а затем отлить из него три лит­ ра. Если бы второе ведро имело емкость не четыре литра, а три, задача была бы сразу решена. Но второе ведро — четырехлитровое. Чтобы оно стало трехлитровым, надо налить в него один литр воды, тогда оно «превратится» в трехлитровое, и появится возможность отлить из боль­ шего ведра три литра.

Таким образом, исходная задача свелась к другой, бо­ лее легкой: отмерить с помощью двух имеющихся ведер один литр. Но это не представляет никаких трудностей,