книги из ГПНТБ / Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения

скве, Баку, Свердловске, Новосибирске, Дубне и других городах были организованы семинары по теории и прак­ тике изобретательства. Общее количество изобретений, сделанных с помощью предложенной методики,— по да­ леко не полным данным — превышает 3 тысячи.

В 1968 году Центральный совет ВОИР создал Сек­ цию методики, технического творчества, а* год спустя — Общественную лабораторию методики изобретательства. Лаборатория, объединившая усилия энтузиастов, подго­ товила и опубликовала учебные ' пособия — программы, сборники задач, тексты лекций. Была налажена подго; товка преподавателей, и' теперь теория и практика реше­ ния изобретательских задач преподается в общественных институтах изобретательского творчества, в молодежных изобретательских школах, в университетах технического

ВОИР и ЦК ЛКСМ Азербайджана работает учебный й' исследовательский’ Общественный институт изобрети1 тельского творчества. Институт готовит изобретателен, способных решать сложные творческие задачи в различ­ ных отраслях техники. Основной учебный предмет в ин­ ституте— алгоритмическая методика решения изобрета­ тельских задач. Умение пользоваться эвристическим ал­ горитмом вырабатывается в процессе практических заня1 тий — сначала на учебных задачах, а затем на новых, взятых из производственной практики.

УМЕНИЕМ, А НЕ ЧИСЛОМ

Развитие техники, как и всякое развитие, происходит по законам диалектики. Поэтому теория изобретательст­ ва основывается на приложении диалектической логики к творческому решению технических задач. Но для созда­ ния работоспособной методики одной логики недостаточ­ но. Необходимо учитывать особенности «инструмента», с помощью которого работает изобретатель, а это «инстру­ мент» весьма своеобразный — мозг человека. При пра­ вильной организации творческой работы максимально используются сильные стороны человеческого мышления, такие, как интуиция, способность воображения, но учиты­ ваются— во избежание • ошибок — и слабые стороны мышления, например его инерция.

Наконец, теория изобретательства многое черпает кз опыта, из практики. У квалифицированных изобретателей постепенно вырабатываются свои п р и е м ы решения технических задач. Как правило, количество этих при­ емов ограничено и относятся они к какой-либо одной ста­ дии творческого процесса. Методика изобретательства обобщает критически отобранные наиболее ценные при­ емы.

Разумеется, для того чтобы сделать очень крупное или великое изобретение (т. е. изобретение, относящееся но пашей классификации к верхним подуровням пятого уровня), необходимы и соответствующие исторические обстоятельства, и благоприятные для творческой работы условия, и выдающиеся человеческие качества: настойчи­

«самоучителем» или рецептом для штамповки изобрете­ ний. Ее цель — научная организация творческого труда. А насколько нужна научная организация творчества, чи­ татель, вероятно, уже понял по примерам, приведенным в первой главе. Но приведу еще одну из историй, о каких

Итак, иа протяжении, по крайней мере, 100 лет свин­ цовые галоши для водолазов делались одного размера. На протяжении 100 лет галоши были одним малы, а дру­ гим велики. Люди работали в неудобной обуви. И за 100 лет никто не сделал галош с передвижным носком!

Изобретение простейшее, тут даже не возникает во­ прос: «Как решать такую задачу?» Ее способен решить и школьник. Гораздо труднее понять, почему изобрете­ ние не было сделано лет семьдесят или восемьдесят назад...

Могут сказать: галоши, в конце концов, мелочь. Но, во-первых, не такая уж мелочь; во-вторых, крупнейшие изобретения тоже запаздывают, и порой надолго. Линзы и очки были известны за 300 лет до изобретения теле­ скопа. 300 лет никому не приходило в голову взять одну линзу и посмотреть на нее через другую. Допустим, не было необходимости в телескопах. Но полководцы — с древнейших времен! — нуждались в подзорных трубах. И все-таки первоклассное по масштабам изобретение за­ поздало на 300 лет.

Почему?

.Считалось, что линза дает искаженное изображение. Две последовательно расположенные линзы должны бы­ ли (так подсказывал «здравый смысл») дать двойное ис­ кажение... Этот «психологический барьер» на три столе­ тия задержал появление телескопа. Между тем едва ли можно назвать изобретение, которое оказало бы боль­ шее, чем телескоп, революционизирующее влияние на мировоззрение человека. Телескоп открыл человеку дале­ кие звездные миры, отодвинул в бесконечность границы вселенной, подорвал основу основ религии — представ­ ление об ограниченности нашего мира. Применение теле­ скопа дало огромный толчок развитию науки. Трудно даже представить, насколько ушла бы вперед современ­ ная цивилизация, появись телескоп вовремя...

В одной из статей А. Эйнштейна есть такие строки: «История научных и технических открытий не так уж бле­ щет независимостью мысли и творческим воображением. Человек непременно нуждается в каком-то внешнем сти­ муле, чтобы идея, давно уже выношенная и нужная, пре­ творилась в действительность. Человек должен столк­ нуться с явлением, что называется, в лоб, и только тогда рождается идея». К сожалению, практика современного

шесть лет после первого. Пройдут годы, н кто-то вновь использует эту идею применительно к другой конструкт цин (не обязательно даже цилиндрической).

Здесь отчетливо проявляется низкий уровень органи­ зации изобретательского творчества. Есть общий принцип, общий ключ к целой группе изобретений, но после одно­ кратного использования этот ключ выбрасывают и в сле­ дующий раз приходится заново искать решение путем долгих «проб и ошибок».

Бывает и хуже: ключ выбрасывают, даже не исполь­ зовав! Как-то в журнале «Изобретатель и рационализа­ тор» появилась ехидная заметка. Некий Р. Петц из Санкт-Петербурга, говорилось в заметке, получил приви­ легию № 22347 на пневматическую защиту паровоза при столкновении: по мысли изобретателя впереди паровоза размещался надувной резиновый амортизатор. Заканчи­ валась заметка так: «Разумеется, при первом же солид­ ном ударе изобретение лопнуло бы и в прямом и в пере­ носном смысле». Что ж, в прямом смысле изобретение могло бы и лопнуть. Зато в переносном смысле оно оказа­ лось весьма живучим: идея надувного амортизатора была вновь найдена другими изобретателями. Советский изоб­ ретатель Морев получил авторское свидетельство № 115000 на надувной мешок-амортизатор для авиапас­ сажиров. Вскоре американцу Шандору Бела выдали па­ тент № 2931665 на аналогичный амортизатор для шофе­ ров. Затем на железных дорогах Франции стали приме­ нять надувные амортизаторы, предохраняющие грузы от ударов в пути. Наконец, появилось сообщение, что в Гам­ бурге ведутся опыты по применению надувных мешков из резины или нейлона для предохранения грузов от ударов при качке...

Анализ изобретений (были проанализированы тысячи авторских свидетельств и патентов) показывает, что су­ ществует несколько десятков общих принципов, лежа­ щих в основе большинства современных изобретатель­ ских идей.

Приведу пример. Чтобы шахтная крепь лучше проти­ водействовала давлению вышележащих горных пород, перешли от прямых балок к арочным. Некоторое время спустя этот прием был использован и в гидростроении: на смену прямым плотинам пришли арочные. В горной технике следующим шагом был переход от жесткой ароч-

б Г. Альтшуллер 65

ной крепи к податливой шарнирной. Точно так же вслед за арочными плотинами были созданы податливые шар­ нирные плотины.

Производство экскаваторных ковшей — совсем другая область техники, однако и здесь та же логика развития: сначала передняя кромка ковша была прямой и зубча­ той (она даже внешне походила на прямую плотину),за­ тем появился арочный ковш. «Надо полагать,— писал я в первом издании этой книги,— следующим, пока еще не сделанным, шагом будет создание податливых шарнир­ ных ковшей». Прогноз оказался верным, и вскоре я уви­ дел в «Бюллетене изобретений» авторское свидетельство № 284715: «Ковш к машине для погрузки породы, вклю­ чающий днище с режущей частью, боковые и заднюю стенки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью уменьшения напорных усилий при внедрении ковша его режущая часть выполнена по ширине ковша составной с секциями, каждая из которых шарнирно прикреплена к днищу».

Продолжая анализ изобретений, можно обнаружить общий для разных отраслей принцип — отчетливую тен­ денцию перехода от прямолинейных объектов к криволи­ нейным, от плоских поверхностей к сферическим, от куби­ ческих конструкций к шаровым.

Существуют и другие общие принципы, из которых каждый дает «куст» изобретений. Все это патентоспособ­

пользоваться, можно существенно повысить к.п.д. твор­ ческой работы. Это одна из главных предпосылок созда­ ния рациональной системы решения изобретательских задач.

** *

Задавая вопрос: «Как делаются изобретения?» — ча­ сто забывают, что изобретательское творчество не есть что-то неизменное. В разные эпохи изобретали по-разно­ му. Поэтому утверждения, относящиеся к творчеству со­ временного изобретателя, нельзя (без поправок на вре­ мя) основывать на фактах, связанных с изобретениями, сделанными 50 или 100 лет назад. Однако чаще всего именно так и поступают. Описывается история какоголибо изобретения и само собой подразумевается, что вы­ воды имеют силу и при решении ровременных техниче­ ских задач.

«Известно,— пишет, например, Н. Середа в книге «Ра- бочий-нзобретатель»,— что английский изобретатель Ген­ ри Бессемер (1813—1898), не будучи металлургом и не располагая необходимыми теоретическими сведениями, эмпирически открыл и запатентовал в 1860 году способ передела жидкого чугуна в литую сталь путем продува сквозь него сжатого воздуха во вращающемся конвер­ тере. Следовательно, в числе изобретателей есть и такие, которые не имеют достаточных теоретических познаний, их изобретения являются результатом пытливой мысли и упорного, кропотливого труда...» 1

Бессемер действительно пришел к своему изобретению на ощупь, но сейчас, спустя столетие, в той же металлур­ гии искать новое эмпирическим путем крайне нерацио­ нально. Взять хотя бы столь частную для металлургии задачу, как создание нового жаропрочного сплава. Вот что говорит об этом академик П. Капица:

«Применение эмпиризма в этих исследованиях обыч­ но связано с трудоемким накоплением больших коли­ честв опытных данных и с большой сложностью их си­ стематизации и использования... Нам известно около 100 элементов, которые образуют сплавы. Положим, что опи­ сание нужных свойств одного металла или сплава, его прочности, жаропрочности, упругости, электропроводно­ сти и т. д. занимает одну страницу. Для описания свойств самих элементов потребуется 100 страниц, для описания бинарных сплавов потребуется уже 10 тысяч страниц. Сплавы тройных систем займут миллион страниц. Таким образом, эмпирический метод изучения имеет свои есте­ ственные пределы»12. Действительно, если бессистемно перебирать все мыслимые варианты решения современ­ ной технической задачи, то не хватит человеческой жиз­ ни. Можно, конечно, рассчитывать на случайную уда­ чу— вроде той, которая в свое время помогла Бессемеру. «Такие многокомпонентные сплавы,— продолжает П. Ка­ пица,:— может быть, были найдены случайно, но вероят­ нее— интуитивным «нюхом»-талантливого ученого, кото­ рый, как искусный повар, умеет готовить вкуснее других.

Если есть интуиция, значит, есть и закономерности. Зада­ ча науки — выявить эти закономерности».

Во времена Бессемера изобретатель вынужден был идти к цели методом «проб и ошибок», рассчитывая на терпение или счастливую находку — тогда других мето­ дов творческой работы просто не знали. Теперь положе­ ние несравнимо изменилось, изобретательская задача, как правило, может быть решена в результате планомер­ ных мыслительных операций. Главное значение приобре­ тает правильная организация творческого процесса, а не количество дней, месяцев, лет, затраченных на слепые поиски.

Отдавая должное терпению, присущему великим изо­ бретателям прошлого, нельзя забывать, что современный изобретатель может н должен работать иначе. В наше время долгие поиски идеи, решения свидетельствуют не только о настойчивости изобретателя, но и о плохой орга­ низации творческой работы.

. ♦ * *

Творчество вполне совместимо с системой, с плано­ мерностью. Творчёство характеризуется не озарением и вдохновением, а результатом работы. Если создано нечто повое, значит, работа творческая. Дело вовсе не в коли­ честве «проб и ошибок». Задачи могут и должны решать­ ся умением, а не числом попыток.

Никто не сомневается, например, что получение ново­ го химического вещества — творчество. Однако бесчис­ ленные химические вещества построены из одних и тех же «типовых деталей» — из химических элементов. Мож­ но пытаться создавать новые химические вещества, на­ угад подбирая разные «типовые детали». Так раньше и делали алхимики. А можно изучить не только «типовые детали» (химические элементы), но ц законы их соеди­ нения. Этим занимается современная химия. Новые ве­ щества, созданные и создаваемые современными химика­ ми, намного сложнее серной кислоты, «творчески» от­ крытой алхимиками. Но кто скажет, например, что син­ тетические полимеры — это не результат творчества?!

Творчество — понятие меняющееся: его содержание постоянно обновляется. Одни виды деятельности исклю­ чаются из категории творческих, другие (более сложные) включаются. Было время, когда даже простые армфметн-

чсские задачи считались творческими. В. XV веке один ученый взялся научить купеческого сына сложению, но написал (письмо сохранилось до нашего времени), что умножению римских цифр обучать не сможет. В письме содержится совет отправить ученика в Италию, где воз­ можно, есть хорошие специалисты по умножению...

Весь смысл теории изобретательства, в сущности, со­ стоит в том, что задачи, сегодня по праву числящиеся творческими, она позволяет решать на том уровне орга­ низации умственного труда, который будет,-завтра.

. Когда-то величайшими догадкамибыли идеи о воз­ можности соединить паровой двигатель с кораблем и по­ лучить пароход, соединить паровой двигатель с рельсо­ вой тележкой и получить паровоз. Имена их авторов во­ шли в историю. Но не пытайтесь вспомнить, кто изобрел атомоход. Простые комбинационные приемы, бывшие когда-то вершиной творчества, стали общедоступными. В «Основах изобретательства» рассказано о задаче, по­ ставившей в тупик Эдисона. Суть задачи такова.

Эдисон лично беседовал с теми, кто хотел поступить к нему в лабораторию. Он расспрашивал об их планах, ин­ тересовался, есть ли у них идеи, которые они стремились бы развить. Однажды некий молодой человек сказал Эди­ сону, что у него есть чудесная идея.

— Чудесная? — переспросил Эдисон. Молодой человек объяснил:

-=—Я хочу изобрести универсальный растворитель. Понимаете, жидкость, которая бы все растворяла,

— Универсальный растворитель? — удивился Эди­ сон.— Скажите, а в какой посуде вы собираетесь его хра­ нить?!

Молодой человек растерянно промолчал...

И вот «Пионерская правда» предложила эту задачу школьникам 5—7-х классов. Редакция дала мне возмож­ ность познакомиться с полученными ответами. Из 3000 участвовавших в конкурсе пионерских отрядов более 2500 справились с задачей, ошеломившей Эдисона.

Вот некоторые ответы: «Хранить растворитель надо при низкой температуре, в замороженном виде» (6-й класс); «Надо хранить растворитель в твердом виде» (6-й класс); «Растворитель будет проводником, поэтому его молено хранить в электромагнитном поле, как плаз­ му» (7-й класс).