Часть 6. Синтетическая стадия

 

6-1. ПЕРВЫЙ ШАГ

 

Определить, как должна быть измене­на надсистема, в которую входит измененная систе­ма (данная по условиям задачи).

 

6-2. ВТОРОЙ ШАГ

 

Проверить, может ли измененная систе­ма применяться по-новому.

 

6-3. ТРЕТИЙ ШАГ

 

Использовать найденную техническую идею (или идею обратную найденной) при решении других технических задач.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

 

ОБЩАЯ СХЕМА РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

 

Уровни	Структура системы	Проблемы, трудности, Конфликты —источники задач	Типичные ошибки	Основные пути решения
1	А: Б: В... Досистемный уровень. Независимые объекты.	Отдельные объекты исчерпывают возможности своего развития (или применения).	Стремление продол­жать улучшение отдель­ных объектов.	Объединение объектов в систему.
Переход 1—2	А + В + ... Неустойчивая система	Отсутствие некоторых необходимых частей системы. Включение не тех частей. Части плохо стыкуются.	Включают наиболее развитый объект из ряда А1, А2, А3..., а он не все­гда самый перспектив­ный.	Поиск объектов — «зо­лушек». Замена недостающих объектов человеком (Ч).
2	(An+Ч+Бn +Ч+ Bn+ …) Устойчивая развиваю­щаяся система. Объекты стали частями системы. Каждая часть может ра­ботать независимо, но система дает продукцию только при действии всех ее частей.	Резервы развития системы ограничены воз­можностями человека, являющегося частью системы.	Стремление развивать части Аn, Вn, ..., сохраняя (Ч) — части.	Замена (Ч) — частей механизмами (М).
Переход 2-3	(Аn + Мч + Бn+ Мч + …) Неустойчивая система	Механизмы (Мч), копирующие действия людей, ограничивают возможности развития системы	Развивают в (Мч) те тенденции, которые имелись еще до включения в систему	Переход от механиче­ского комплекса частей к синтетической системе из элементов, органично в нее входящих.
3	(Эа+ Эм + Эб +Эм+…) Устойчивая развиваю­щаяся система. Отдель­ные части стали элемен­тами системы и, как пра­вило, могут работать только совместно.	При улучшении одного из элементов резко ухудшаются другие элементы (или вся система в це­лом).	Стремление выиграть в одном, не считаясь с потерями в другом.	Создание специализи­рованных систем.
31	(Э1а+ Э1м + Э1б +Э1м+…) Специализированная развивающаяся устойчи­вая система.	По мере углубления специализации сужается область применения системы, увеличиваются экономические  показате­ли.	Стремление продол­жать специализацию, соз­давая гамму специализи­рованных систем.	Коренная перестройка всей системы: переход к другим физическим (или химическим) принципам работы.
Переход 3 — 4	(Э1аЭ2а+ Э1м Э2м + Э1б Э2б +…) Комбинированная не­устойчивая система.	Резкое увеличение сложности системы. Снижение способности к раз­витию.	Продолжают поиски различных сочетаний элементов (подсистем).	Переход к другим фи­зическим (или химиче­ским) принципам работы.
4	(ПСа +ПСа +ПСа  +…) Устойчивая развиваю­щаяся система, основан­ная на новых принципах. Элементы системы бы­стро развиваются в подсистемы (ПС).	Развитие системы с какого-то момента прихо­дит в конфликт с усло­виями внешней среды.	Стремление «сгладить» конфликт подключением «буферных» подсистем.	Переход от открытой системы к закрытой, независимой от внешней среды.
Переход 4 — 5	Неустойчивая система. На время работы (или на часть этого времени) включается закрытая схема.	Усложнение схемы. Ограниченное время действия.	Продолжают улучшать отдельные подсистемы.	Коренная перестройка всей системы: переход к другим принципам рабо­ты — на микроуровне.
5	Устойчивая развиваю­щаяся закрытая система.	Постепенно возрастает число подсистем, обслуживающих саму систему.	Стремление продол­жать улучшение систе­мы.	Переход к сверхсисте­ме: данная система включается в качестве элемента в систему более высокого уровня.
……….	………………………….	………………..	…………………..	…………………
П	(С1р + С2р + С3р + …) Система саморазвиваю­щихся систем.
………..	…………………………	………………..	………………….	………………….

 

© Альтшуллер Г.С., 1973 ТИПОВЫЕ ПРИЕМЫ УСТРАНЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ПРОТИВОРЕЧИЙ Перечень типовых приемов - это своего рода настольный справочник изобретателя, но справочник особого рода: изобретатель должен рассматривать его как основу, которую необходимо самостоятельно пополнять по новым техническим и патентным публикациям. ПРИЕМ 1 ПРИНЦИП ДРОБЛЕНИЯ а) Разделить объект на независимые части. б) Выполнить объект разборным. в) Увеличить степень дробления объекта. ПРИМЕРЫ Патент США № 2859791. Пневматическая шина, состоящая из двенадцати независимых секций. Разделение шины осуществляется, чтобы повысить надежность. Но это далеко не единственный повод для использования столь сильного приема. Дробление - одна из ведущих тенденций в развитии современной техники. Еще несколько ПРИМЕРОВ. Авторское свидетельство № 168195. Ковш одноковшового экскаватора со сплошной полукруглой режущей кромкой, отличающийся тем, что для обеспечения быстрой и удобной замены сплошной режущей кромки последняя выполнена из отдельных съемных секций. Авторское свидетельство № 184219. Способ непрерывного разрушения горных пород зарядами ВВ, отличающийся тем, что, с целью получения мелких фракций, непрерывное разрушение поверхностного слоя производят микрозарядами. ПРИЕМ 2 ПРИНЦИП ВЫНЕСЕНИЯ Отделить от объекта "мешающую" часть ("мешающее" свойство) или, наоборот, выделить единственно нужную часть (нужное свойство). ПРИМЕРЫ Авторское свидетельство № 153533. Устройство для защиты от рентгеновских лучей, отличающееся тем, что, с целью защиты от ионизирующего излучения головы, плечевого пояса, позвоночника, спинного мозга и гонад пациента при флюорографии, например, грудной клетки, оно снабжено защитными барьерами и вертикальным, соответствующим позвоночнику стержнем, изготовленным из материала, не пропускающего рентгеновские лучи. Целесообразность этой идеи очевидна. Изобретение выделяет наиболее вредную часть потока и блокирует ее. Заявка подана в 1962 году; между тем это простое и нужное изобретение могло быть сделано значительно раньше. Мы привыкаем рассматривать многие объекты как набор традиционных и неотъемлемых друг от друга частей. В набор вертолета, например, входят и баки с горючим. Действительно, обычный вертолет вынужден возить горючее. Однако в тех случаях, когда вертолет курсирует по определенному маршруту, горючее можно оставить на земле. На электровертолете бензиновый двигатель заменен электромотором, а баков вообще нет. В авторском свидетельстве № 257301 "бак" есть, но он отделен от человека (см. Рис. 9.) Рис. 9 Принцип вынесения: раньше горноспасатель носил на спине ранец с холодильным устройством; теперь оно помещено в отдельном контейнере. Еще один ПРИМЕР. Столкновение самолетов с птицами вызывают иногда тяжелые катастрофы. В США запатентованы самые различные способы отпугивания птиц от аэродромов (механические чучела, распыление нафталина и т.д.). Наилучшим оказалось громкое воспроизведение крика перепуганных птиц, записанное на магнитофонную ленту. Отделить птичий крик от птиц - решение конечно, необычное, но характерное для принципа вынесения. ПРИЕМ 3 ПРИНЦИП МЕСТНОГО КАЧЕСТВА а) Перейти от одной структуры объекта (или внешней среды, внешнего воздействия) к неоднородной. б) Разные части объекта должны иметь (выполнять) различные функции. в) Каждая часть объекта должна находиться в условиях, наиболее благоприятных для ее работы. ПРИМЕРЫ Авторское свидетельство № 256708. Способ подавления пыли в горных выработках, отличающийся тем, что, с целью предотвращения распространения тумана по выработкам и сноса его с источника пылеобразования вентиляционным потоком, подавление пыли производят одновременно тонкодиспергированной и грубодисперсной водой, причем вокруг конуса тонкодиспергированной воды создают пленку из грубодисперсной воды. Авторское свидетельство № 280328. Способ сушки зерна риса, отличающийся тем, что, с целью уменьшения образования трещиноватых зерен, рис перед сушкой разделяют по крупности на фракции, которые сушат раздельно с дифференцированными режимами. Принцип местного качества отчетливо отражается в историческом развитии многих машин: они постепенно дробились, и для каждой части создавались наиболее благоприятные местные условия. Первоначально паровой двигатель представлял собой цилиндр, выполнявший одновременно функции парового котла и конденсатора. Вода заливалась непосредственно в цилиндр. Огонь обогревал цилиндр, вода закипала, пар поднимал поршень, после чего жаровню с огнем убирали, а цилиндр поливали холодной водой. Пар конденсировался, и поршень под действием атмосферного давления шел вниз. Позднее изобретатели догадались отделить паровой котел от цилиндра двигателя. Это позволило существенно сократить расход топлива. Однако отработанный пар по-прежнему конденсировался в самом цилиндре, что вызывало огромные тепловые потери. Нужно было сделать следующий шаг - отделить от цилиндра конденсатор. Эту идею выдвинул и осуществил Джеймс Уатт. Вот что он рассказывает: "После того как я всячески обдумывал вопрос, я пришел к твердому заключению: для того, чтобы иметь совершенную паровую машину, необходимо, чтобы цилиндр всегда был так же горяч, как и входящий в него пар. Однако конденсация пара для образования вакуума должна происходить при температуре не выше 30 градусов... Это было возле Глазго, я вышел на прогулку около полудня. Был прекрасный день. Я проходил мимо старой прачечной, думая о машине, и подошел к дому Герда, когда мне пришла в голову мысль, что пар ведь упругое тело и легко устремляется в пустоту. Если установить связь между цилиндром и резервуаром с разреженным воздухом, то пар устремиться туда, и цилиндр не надо будет охлаждать. Я не дошел еще до Гофхауза, как все дело было кончено в моем уме!" [вверх] ПРИЕМ 4 ПРИНЦИП АССИМЕТРИИПерейти от симметричной формы объекта к асимметричной. (Этот прием в формулировке по книге "Творчество как точная наука", 1979, с.85 : а) Перейти от симметричной формы объекта к асимметричной. б) Если объект асимметричен, увеличить степень асимметрии.) Машины рождаются симметричными. Это их традиционная форма. Поэтому многие задачи, трудные по отношению к симметричным объектам, легко решаются нарушением симметрии. ПРИМЕРЫ Тиски со смещенными губами. В отличие от обычных, они позволяют зажимать в вертикальном положении длинные заготовки. Фары автомобиля должны работать в разных условиях: правая должна светить ярко и далеко, а левая - так, чтобы не слепить водителей встречных машин. Требования разные, а устанавливались фары всегда одинаково. Лишь несколько лет назад возникла идея несимметричной установки фар: левая освещает дорогу на расстоянии до 25 метров, а правая - значительно дальше. Патент США № 3435875. Асимметричная пневматическая шина имеет одну боковину повышенной прочности и сопротивляемости ударам о бордюрный камень тротуара. Рис. 10 Принцип асимметрии: электроды в дуговой печи сдвинуты в сторону, у загрузочного окна образовалось свободное пространство, что позволяет загружать шихту непрерывно. Авторское свидетельство № 242325. Дуговая электропечь для плавки чугуна с боковой загрузкой твердой шихты, отличающаяся тем, что с целью создания непрерывности процесса плавления ее подина выполнена асимметрично вогнутой, расширенной к загрузочному окну (см. Рис. 10). [вверх] ПРИЕМ 5 ПРИНЦИП ОБЪЕДИНЕНИЯ а) Соединить однородные или предназначенные для смежных операций объекты. б) Объединить во времени однородные или смежные операции. ПРИМЕРЫ Авторское свидетельство № 235547. Рабочее оборудование роторного экскаватора, включающее ротор и стрелу, отличающееся тем, что, с целью уменьшения усилия резания, оно выполнено с устройством для разогрева мерзлого грунта, имеющим форсунки, смонтированные, например, на секторах по обеим торцам ротора (см. Рис. 11). Рис. 11Принцип объединения: раньше приходилось останавливать роторный экскаватор, чтобы разогреть мерзлый грунт; теперь форсунки установлены непосредственно на роторе. Авторское свидетельство № 134155. Спасательное водолазное устройство для вывода на поверхность людей, оказавшихся в воздушных мешках отсеков затонувших судов, с применением шлем-масок, отличающееся тем, что с целью повышения эффективности спасательных операций, производимых водолазом, оно выполнено в виде одной или двух шлем-масок, снабженных шлангами и арматурой для присоединения к штуцерному крану, вмонтированному в водолазный скафандр, от которого производится регулирование подачи воздуха в шлем-маски (см. Рис. 12). Рис. 12 Еще одно применение принципа объединения. [вверх] ПРИЕМ 6 ПРИНЦИП УНИВЕРСАЛЬНОСТИ Объект выполняет несколько разных функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах. ПРИМЕРЫ В Японии рассматривается возможность постройки танкера, оборудованного нефтеперегонной установкой. Смысл проекта - совмещение во времени процессов транспортировки и переработки нефти. Авторское свидетельство № 160100. Способ транспортировки материала, например табачных листьев, к сушильным установкам с помощью водяного потока в гидротранспортере, отличающийся тем, что, с целью одновременного осуществления промывки табачных листьев и фиксации их цвета, используют воду, нагретую до 80-85 C. Авторское свидетельство № 264466. Элемент памяти на тонкой цилиндрической пленке, нанесенной на диэлектрическую подложку, отличающийся тем, что, с целью упрощения элемента, сама пленка служит шиной записи-считывания. [вверх] ПРИЕМ 7 ПРИНЦИП "МАТРЕШКИ" а) Один объект размещен внутри другого объекта, который, в свою очередь, находится внутри третьего и т. д.; б) Один объект проходит сквозь полость в другом объекте. ПРИМЕРЫ Авторское свидетельство № 186781. Ультразвуковой концентратор упругих колебаний, состоящий из скрепленных между собой полуволновых отрезков, отличающийся тем, что, с целью уменьшения длины концентратора и увеличения его устойчивости, полуволновые отрезки выполнены в виде конусов, вставленных один в другой (см. Рис. 13). Рис. 13 Принцип "матрешки": компактный ультразвуковой концентратор; 1 и 2 - полые конуса. Авторское свидетельство № 110596. Способ хранения и транспортировки разнородных по вязкости нефтепродуктов в корпусе плавучей емкости, отличающийся тем, что хранение их с целью уменьшения потерь тепла высоковязких продуктов производят в отсеках емкости, расположенных внутри отсеков, заполненных невязкими сортами нефтепродуктов. Рис. 14 Еще одна "матрешка": ширину дозирующего шнека регулируют, ввинчивая одну секцию в другую. Авторское свидетельство № 272705. Устройство для внесения удобрений в почву, включающее бункер и право- и левосторонние дозирующие шнеки, отличающееся тем, что, с целью регулирования рабочей ширины захвата, каждый дозирующий шнек выполнен из двух ввинченных одна в другую секции (см. Рис. 14.). [вверх] ПРИЕМ 8 ПРИНЦИП АНТИВЕСА а) Компенсировать вес объекта соединением с другими объектами, обладающими подъемной силой. б) Компенсировать вес объекта взаимодействием со средой (за счет аэро-, гидродинамических и других сил). ПРИМЕРЫ Авторское свидетельство № 187700. Способ спуска в скважину и извлечения из нее стреляющей и взрывной аппаратуры, отличающийся тем, что, с целью удешевления и упрощения прострелочных и взрывных работ, спуск стреляющей и взрывной аппаратуры производят свободно под действием собственного веса, а подъем к устью скважины - с помощью встроенного в корпус реактивного двигателя. При создании сверхмощных турбогенераторов возникла сложная задача: как уменьшить давление ротора на подшипники? Решение нашли в том, что над турбогенератором установили сильный электромагнит, компенсирующий давление ротора на подшипники. Иногда приходится решать обратную задачу: компенсировать недостаток веса. При создании и эксплуатации шахтных электровозов возникает явное техническое противоречие: для увеличения тяги нужно утяжелять электровоз, а для уменьшения его мертвого веса следует делать электровоз возможно более легким. Группа сотрудников Ленинградского горного института разработала и успешно применила простое устройство, позволяющее снять это техническое противоречие и в полтора раза увеличить производительность рудничных электровозов: в ведущих колесах монтируется мощный электромагнит; создается магнитное поле, охватывающее колеса и рельсы; сила сцепления резко возрастает, а вес электровоза может быть снижен. [вверх] ПРИЕМ 9ПРИНЦИП ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ Заранее придать объекту напряжения, противоположные недопустимым или нежелательным рабочим напряжениям. (Этот прием в формулировке по книге "Творчество как точная наука", 1979, с.86: ПРИНЦИП ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО АНТИДЕЙСТВИЯ а) Заранее придать объекту напряжения, противоположные недопустимым или нежелательным рабочим напряжениям. б) Если по условиям задачи необходимо совершить какое-то действие, надо заранее совершить антидействие.) ПРИМЕРЫ Авторское свидетельство № 84355. Заготовку турбинного диска устанавливают на вращающийся поддон. Нагретая заготовка по мере охлаждения сжимается. Но центробежные силы (пока заготовка не потеряла пластичности) как бы отштамповывают заготовку. Когда же деталь остынет, в ней появятся сжимающие усилия. На этом принципе основана вся технология предварительного напряжения железобетона: чтобы бетон лучше работал на растяжение, его предварительно укорачивают. Это едва ли не единственный случай, когда строительная техника использует более передовые методы, нежели машиностроение. Предварительно напряженные конструкции применяются в машиностроении еще очень редко, между тем использование этого приема могло бы дать колоссальные результаты. Рис. 15 Принцип предварительного напряжения: трубы составного вала заранее скручены в направлении, противоположном рабочей деформации. Как, например, сделать вал прочнее, не увеличивая его наружный диаметр? Решение этой задачи показано на Рис. 15. Вал составлен из вставленных одна в другую труб, предварительно закрученных на определенные расчетом углы. Иными словами, вал предварительно получает деформацию, противоположную по знаку той деформации, какую он получает во время работы. Крутящий момент должен сначала снять эту предварительную деформацию, только после этого начнется деформация вала в "нормальном" направлении. Составной вал весит вдвое меньше равного ему по прочности обычного монолитного. [вверх] ПРИЕМ 10 ПРИНЦИП ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ИСПОЛНЕНИЯ а) Заранее выполнить требуемое изменение объекта (полностью или хотя бы частично). б) Заранее расставить объекты так, чтобы они могли вступить в действие с наиболее удобного места и без затрат времени на доставку. (Название приема в формулировке по книге "Творчество как точная наука", 1979, с.86: ПРИНЦИП ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ) ПРИМЕРЫ Авторское свидетельство № 61056. Черенки многих плодово-ягодных и других культур, посаженные в почву, не укореняются вследствие недостатка питательных веществ в черенке. По данному изобретению предлагается создавать запас питательных веществ заранее, насыщая перед посадкой черенки в ванне с питательной смесью. Авторское свидетельство № 162919. Способ снятия гипсовых повязок с помощью проволочной пилы, отличающийся тем, что, с целью предупреждения травм и облегчения снятия повязки, пилу помещают в предварительно смазанную подходящей смазкой трубку, выполненную, например, из полиэтилена, и заранее загипсовывают под повязку при ее наложении. Благодаря этому распиливать повязку можно от тела наружу - без опасения задеть тело. Любопытный случай использования этого же принципа - окраска древесины до того, как дерево срубили: красители поступают под кору дерева и разносятся соками по всему стволу. [вверх] ПРИЕМ 11 ПРИНЦИП "ЗАРАНЕЕ ПОДЛОЖЕННОЙ ПОДУШКИ" Компенсировать относительно невысокую надежность объекта заранее подготовленными аварийными средствами. ПРИМЕРЫ Авторское свидетельство № 264626. Способ снижения токсического действия химических соединений с помощью присадок, отличающийся тем, что, с целью уменьшения опасности отравления химическими веществами, а также продуктами их превращений в организме, присадки добавляют непосредственно в исходные токсичные химические соединения при их изготовлении. Авторское свидетельство № 297361. Способ предотвращения распространения лесного пожара посредством создания заградительных полос из растений, отличающийся тем, что, с целью придания огнестойкости растениям, образующим заградительную полосу, в почву вносят биологически усваиваемые или химические элементы, тормозящие процесс их воспламенения. Патент США № 2879821: жесткий металлический диск, заранее расположенный внутри автомобильной шины и позволяющий продолжать движение на спущенной шине без повреждения покрышки. Принцип "заранее подложенной подушки" можно использовать не только для повышения надежности. Вот характерный пример. В связи с тем, что в американских библиотеках часто пропадают книги, изобретатель Эмануэль Трикилис предложил прятать в переплеты кусочек намагниченного метала. При выдаче книги библиотекарь размагничивает этот металлический вкладыш, проталкивая книгу под специальной электрической спиралью. Если посетитель попытается уйти, взяв незарегистрированную книгу, то спрятанный в двери прибор среагирует на магнитный вкладыш в переплете. Горноальпийская спасательная станция в Швейцарии применила аналогичный метод для быстрого обнаружения людей, попавших в снежную лавину. Теперь лыжник или житель местности, в которой часты лавины, носит небольшой магнит. При несчастном случае этот магнит помогает легко обнаружить пострадавшего с помощью искателя даже под трехметровым покровом снега. [вверх] ПРИЕМ 12 ПРИНЦИП ЭКВИПОТЕНЦИАЛЬНОСТИ Изменить условия работы так, чтобы не приходилось поднимать или опускать объект. ПРИМЕРЫ Авторское свидетельство № 264769. Предложено устройство для перемещения пресс-форм в зоне пресса. Устройство выполнено в виде прикрепленной к столу пресса приставки с рольгангом. Авторское свидетельство № 110661. Контейнеровоз, в котором груз не поднимается в кузов, а только приподнимается гидроприводом и устанавливается на опорную скобу. Такая машина работает без крана и перевозит значительно более высокие контейнеры. [вверх] ПРИЕМ 13 ПРИНЦИП "НАОБОРОТ" а) Вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществить обратное действие (например, не охлаждать объект, а нагревать). б) Сделать движущуюся часть объекта (или внешней среды) неподвижной, а неподвижную - движущейся. в) Перевернуть объект "вверх ногами". ПРИМЕРЫ Авторское свидетельство № 184649. Способ вибрационной очистки металлоизделий в абразивной среде, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса очистки, движения вибрации сообщают обрабатываемой детали. Авторское свидетельство № 109942. Это изобретение решает важную проблему отливки крупногабаритных тонкостенных деталей. При отливке таких деталей желательно, чтобы металл поступал в форму сверху, и затвердение шло снизу вверх. Но лить металл в форму ("дождевой" способ) допустимо с высоты не более пятнадцати сантиметров, иначе металл сгорит или пропитается газами. А как быть, если форма имеет высоту два-три метра? Если подавать металл снизу, то первые порции его затвердеют, не успев подняться к верхней части формы. Изобретатель решил эту задачу просто и изящно: металл идет по трубкам, опущенным ко дну литейной формы. По мере заполнения форма движется вниз, и, таким образом, каждая порция металла подается именно туда, где она должна застыть (см. Рис. 16). Рис. 16 Принцип "наоборот": в отличие от обычного способа заливки, движется форма, а поступающий в нее металл остается неподвижным. Авторское свидетельство № 109942. Это изобретение решает важную проблему отливки крупногабаритных тонкостенных деталей. При отливке таких деталей желательно, чтобы металл поступал в форму сверху, и затвердение шло снизу вверх. Но лить металл в форму ("дождевой" способ) допустимо с высоты не более пятнадцати сантиметров, иначе металл сгорит или пропитается газами. А как быть, если форма имеет высоту два-три метра? Если подавать металл снизу, то первые порции его затвердеют, не успев подняться к верхней части формы. Литье всегда осуществлялось так, что двигался металл, а форма была неподвижной. Здесь все наоборот: движется форма, а залитый в нее металл остается неподвижным. Это позволило "совместить несовместимое": плавность заполнения формы и затвердевание металла снизу вверх, как при литье "дождевым" способом. [вверх] ПРИЕМ 14 ПРИНЦИП СФЕРОИДАЛЬНОСТИ а) Перейти от прямолинейных частей объекта к криволинейным, от плоских поверхностей к сферическим, от частей, выполненных в виде куба или параллелепипеда, к шаровым конструкциям. б) Использовать ролики, шарики, спирали. в) Перейти к вращательному движению, использовать центробежную силу. ПРИМЕРЫ Патент ФРГ № 1085073. Устройство для вварки труб в трубную решетку, в котором электродами служат катящиеся шарики. Авторское свидетельство № 262045. Исполнительный орган проходческого комбайна, включающий породоразрушающие электроды, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности разрушения крепких горных пород породоразрушающие электроды выполнены в виде свободно вращающихся клиновых роликов, установленных на изолирующей оси. Авторское свидетельство № 260874. Способ отделения нитей корда от резины, например, в каркасе изношенных покрышек, включающий выдержку покрышки в углеводородах, обработку ее высоконапорными струями жидкости, механическое расчесывание нитей и их обрезку, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности труда, обработку покрышки ведут в процессе ее вращения со скоростью, ослабляющей связь между частицами резины. [вверх] ПРИЕМ 15 ПРИНЦИП ДИНАМИЧНОСТИа) Характеристики объекта (или внешней среды) должны меняться так, чтобы быть оптимальными на каждом этапе работы. б) Разделить объект на части, способные перемещаться относительно друг друга. (Этот прием в формулировке по книге "Творчество как точная наука", 1979, с.87 имеет подпункт: в) Если объект в целом неподвижен, сделать его подвижным, перемещающимся.) ПРИМЕРЫ Авторское свидетельство № 317390. Ласта плавательная резиновая, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения регулирования жесткости ее рабочей лопасти для различных по скорости и длительности плавания режимов, она имеет внутренние продольные полости, весь объем которых заполнен инертной несжимаемой жидкостью, статическое давление которой по необходимости изменяется на берегу или под водой. Авторское свидетельство № 161247. Транспортное судно, корпус которого имеет цилиндрическую форму, отличающееся тем, что, с целью уменьшения осадки судна при полной загрузке, его корпус выполнен из двух раскрывающихся, шарнирно сочлененных полуцилиндров. Патент СССР № 174748. Автомобиль с шарнирно соединенными секциями рамы, которые могут поворачиваться при помощи гидроцилиндров. Такой автомобиль обладает повышенной проходимостью. Авторское свидетельство № 162580. Способ изготовления полых кабелей с каналами, образованными трубками, скрученными с токоведущими жилами, с предварительным заполнением трубок веществом, удаляемым из них после изготовления кабеля. Чтобы упростить технологию, в качестве заполняющего вещества применяют парафин, который после изготовления кабеля расплавляют и выливают из трубок. [вверх] ПРИЕМ 16 ПРИНЦИП ЧАСТИЧНОГО ИЛИ ИЗБЫТОЧНОГО РЕШЕНИЯ Если трудно получить 100% требуемого эффекта, надо получить "чуть меньше" или "чуть больше". Задача при этом может существенно упроститься. ПРИМЕРЫ Рис. 17 Принцип избыточного действия: чтобы подавать порошок по трубке 1 равномерно, его насыпают в воронке 2 с избытком; лишний порошок высыпается в бункер 3, а воронка всегда заполнена до краев. Авторское свидетельство № 181897. Способ борьбы с градом, основанный на кристаллизации с помощью реагента (например йодистого серебра) градового облака, отличающийся тем, что, с целью резкого сокращения расхода реагента и средств его доставки, осуществляют кристаллизацию не всего облака, а крупнокапельной (локально) его части. Авторское свидетельство № 262333. Устройство для дозирования металлических порошков, содержащее бункер с дозатором, отличающееся тем, что, с целью обеспечения равномерной подачи порошка к дозатору, бункер снабжен внутренней приемной воронкой и каналом с электромагнитным насосом для подачи (с избытком) порошка к воронке (см. Рис. 17). [вверх] ПРИЕМ 17 ПРИНЦИП ПЕРЕХОДА В ДРУГОЕ ИЗМЕРЕНИЕ а) Трудности, связанные с движением (или размещением) объекта по линии, устраняются, если объект приобретает возможность перемещаться в двух измерениях (то есть на плоскости). Соответственно, задачи, связанные с движением (или размещением) объектов в одной плоскости, устраняются при переходе к пространству трех измерений. б) Многоэтажная компоновка объектов вместо одноэтажной. в) Наклонить объект или положить его "набок". г) Использовать обратную сторону данной площади. д) Использовать оптические потоки, падающие на соседнюю площадь или на обратную сторону имеющейся площади. ПРИМЕРЫ Авторское свидетельство № 150938. Полупроводниковый диод, отличающийся тем, что, с целью увеличения мощности диода, в нем применен профилированный электронно-дырочный переход и профилированный омический контакт без увеличения периметра полупроводниковой пластины. Переход от плоского контакта к объемному позволяет при прежних габаритах диода получить большую площадь пластины полупроводника и, следовательно, большую мощность, снимаемую с электронно-дырочного перехода. Известный советский изобретатель Д. Киселев, долгое время работавший над совершенствованием долота для бурения нефтяных скважин, рассказывает в своей книге "Поиски конструктора": "В долоте также каждый подшипник обладает определенной грузоподъемностью, и если увеличить их число, дать меньшую нагрузку каждому, можно улучшить условия их работы, предотвратить износ. Именно по этому пути шла все время моя мысль в поисках различных схем размещения подшипников. Но мешали габариты долота, малое пространство, на котором я имел возможность располагать необходимое мне количество шариков и роликов. Теперь же я вдруг увидел решение, вот оно, рядом. На одном и том же участке поверхности можно разместить большее количество "элементов" подшипников в два яруса, как размещаются люди и вещи в купе пассажирских вагонов. Я даже рассмеялся: так просто было это решение, тщетно разыскиваемое много месяцев". Авторское свидетельство № 180555. Способ механизации обмена вагонеток в горизонтальном проходческом забое, отличающийся тем, что, с целью устранения подрыва кровли и устройства разъездов, обмен груженых вагонеток на порожние производят посредством перенесения порожней вагонетки с возможным поворотом ее на угол 90 над составом под погрузку. Авторское свидетельство № 259449. Устройство для магнитографической дефектоскопии, отличающееся тем, что, с целью повышения срока службы, кольцевая магнитная лента выполнена с двусторонним магниточувствительным покрытием и изогнута в виде листа Мёбиуса. Авторское свидетельство № 244783. Теплица для круглогодичного выращивания овощных культур, отличающаяся тем, что, с целью улучшения светового режима растений за счет использования солнечных лучей, она снабжена вогнутым отражательным экраном, установленным поворотно с северной стороны теплицы. [вверх] ПРИЕМ 18 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ а) Привести объект в колебательное движение. б) Если такое движение уже совершается, увеличить его частоту (вплоть до ультразвуковой). в) Использовать резонансную частоту. г) Применить вместо механических вибраторов пьезовибраторы. д) Использовать ультразвуковые колебания в сочетании с электромагнитными полями. ПРИМЕРЫ Авторское свидетельство № 220380. Способ вибродуговой наплавки и сварки деталей под слоем флюса с низкочастотными колебаниями электрода, отличающийся тем, что, с целью повышения качества наплавленного металла, на низкочастотные колебания накладывают высокочастотные ультразвуковые колебания порядка, например, 20 кГц. Авторское свидетельство № 307896. Способ безопилочного резания древесины при помощи изменяющего свои геометрические размеры режущего инструмента, отличающийся тем, что, с целью снижения усилия внедрения инструмента в древесину, резание осуществляют инструментом, частота импульсов которого близка к собственной частоте колебаний перерезаемой древесины. Патент США № 3239283. Трение покоя резко снижает чувствительность тонких приборов, мешает стрелкам, маятникам и другим подвижным частям легко поворачиваться в подшипниках. Чтобы избежать этого, подшипники заставляют вибрировать, и элементы прибора все время совершают осциллирующее движение относительно друг друга. В качестве источника вибрации обычно используют электромотор. При этом кинематика прибора существенно усложняется, а вес увеличивается. Американские изобретатели Джон Броз и Вильям Лаубендорфер разработали конструкцию подшипника, в котором втулки выполняются из пьезоэлектрического материала и с обеих сторон покрываются тонкой электропроводной фольгой. К фольге припаиваются электроды, по которым подводится переменный ток, создающий вибрацию. Авторское свидетельство № 244272. Способ осаждения пыли с использованием магнитного поля, отличающийся тем, что... воздух подвергают одновременному воздействию акустического и магнитного полей. [вверх] ПРИЕМ 19 ПРИНЦИП ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ а) Перейти от непрерывного действия к периодическому (импульсному). б) Если действие уже осуществляется периодически - изменить периодичность. в) Использовать паузы между импульсами для другого действия. ПРИМЕРЫ Авторское свидетельство № 267772. Известен способ исследования процесса дуговой сварки с использованием дополнительного осветителя. Однако при дополнительном освещении наряду с улучшением видимости твердого и жидкого материала, находящегося в области дуги, ухудшается видимость плазменно-газовой фазы столба дуги (явно техническое противоречие!). Предложенный способ отличается тем, что яркость дополнительного осветителя периодически изменяют от нуля до величины, превышающей яркость дуги. Это позволяет совместить наблюдение как за самой дугой, так и за процессом плавления электрода и переноса металла. Авторское свидетельство № 302622. Способ контроля исправности термопары путем подогрева ее и проверки наличия в цепи э.д.с., отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени контроля, нагревают термопару периодическими импульсами тока, а в промежутки времени между импульсами проверяют наличие термо э.д.с. [вверх] ПРИЕМ 20 ПРИНЦИП НЕПРЕРЫВНОСТИ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ а) Вести работу непрерывно (все части объекта должны все время работать с полной нагрузкой). б) Устранить холостые и промежуточные ходы. ПРИМЕРЫ Авторское свидетельство № 126440. Способ многоствольного бурения скважин двумя комплектами труб. При одновременном бурении двух-трех скважин применяется ротор с несколькими стволами, включаемыми в работу независимо друг от друга, и два комплекта бурильных труб, поочередно поднимаемых и опускаемых в скважины для смены отработанных долот. Операции по смене долот совмещаются во времени с автоматическим бурением в одной из скважин. Авторское свидетельство № 268926. Способ транспортировки сахара-сырца на судах, отличающийся тем, что, с целью снижения стоимости транспортировки путем утилизации свободных пробегов, используют танкеры, которые после разгрузки от нефтепродуктов или других жидких грузов, очистки и обработки моющими средствами загружают сахаром-сырцом. [вверх] ПРИЕМ 21 ПРИНЦИП ПРОСКОКА Вести процесс или отдельные его этапы (например, вредные или опасные) на большой скорости. ПРИМЕРЫ Авторское свидетельство № 241484. Способ скоростного нагрева металлических заготовок в потоке газа, отличающийсятем, что, с целью повышения производительности и уменьшения обезуглероживания, газ подают со скоростью не менее 200 м/с, при сохранении потока постоянным на всем протяжении его контакта с заготовками. Авторское свидетельство № 112889. При разгрузке палубного лесовоза его накреняют с помощью судна-кренователя. Чтобы в воду свалился весь лес, приходиться создавать большой крен лесовоза, а это опасно. Предлагаемый способ состоит в том, что лесовоз быстро (рывком) накреняют на небольшой угол. Возникает динамическая нагрузка, и лес разгружается при небольшом угле крена. Патент ФРГ № 1134821. Устройство для разрезания тонкостенных пластмассовых труб большого диаметра. Особенность устройства - нож рассекает трубу так быстро, что она не успевает деформироваться. [вверх] ПРИЕМ 22 ПРИНЦИП "ОБРАТИТЬ ВРЕД В ПОЛЬЗУ"а) Использовать вредные факторы (в частности, вредное воздействие среды) для получения положительного эффекта. б) Устранить вредный фактор за счет сложения с другим вредным фактором. в) Усилить вредный фактор до такой степени, чтобы он перестал быть вредным. ПРИМЕРЫ Член-корреспондент Академии наук СССР П. Вологдин в статье "Путь ученого" ("Ленинградский альманах", 1953, № 5) писал, что еще в двадцатых годах он задался целью применить токи высокой частоты для нагрева металла. Опыты показали, что металл нагревается лишь с поверхности. Ток высокой частоты никак не удавалось "загнать" в глубь заготовки, и опыты прекратили. Впоследствии Вологдин не раз сожалел, что не использовал этот "отрицательный эффект": промышленность могла бы получить метод высокочастотной закалки стальных деталей на много лет раньше, чем он был предложен в действительности. По-иному сложилась судьба другого выдающегося изобретения - электроискровой обработки металла. Б.Р. Лазаренко и И.Н. Лазаренко работали над проблемой борьбы с электроэрозией металлов. Электрический ток "разъедал" металл в месте соприкосновения контактов реле, и с этим ничего не удавалось сделать. Были испробованы твердые и сверхтвердые сплавы - и все безрезультатно. Исследователи пытались помещать контакты в различные жидкости, но разрушение шло еще интенсивнее. Однажды изобретатели поняли, что этот "отрицательный эффект" можно где-то применить с пользой, и вся работа теперь пошла в другом направлении. 3 апреля 1943 года изобретатели получили авторское свидетельство на электроискровой способ обработки металла. Рис. 18 Принцип "обратить вред в пользу". Авторское свидетельство № 142511. На Рис. 18 А, показано подвижное соединение двух частей щековой дробилки. Подвижность достигается благодаря сферической форме чугунного наконечника. Шейка этого наконечника - самое слабое место конструкции, здесь обычно и происходит излом. Можно, конечно, принять меры для предотвращения излома. Ну а если мы заранее умышленно "сломаем" наконечник? Тогда он превратиться в цилиндрическую втулку, которую уже невозможно сломать (Рис. 18 Б). Авторское свидетельство № 152492. Для защиты подземных кабельных линий от повреждений, вызываемых образованием в грунте морозобойных трещин, заранее прорывают узкие прорези ("трещины") в стороне от трассы кабеля (Рис. 19). Рис. 19 Искусственные "трещины" - прорези предохраняют кабельную линию от морозобойных трещин. Сам по себе этот принцип прост: надо допустить то, что кажется недопустимым, - пусть случится! Но тут мысль изобретателя часто наталкивается на психологический барьер... [вверх] ПРИЕМ 23 ПРИНЦИП ОБРАТНОЙ СВЯЗИа) Ввести обратную связь. б) Если обратная часть есть - изменить ее. ПРИМЕРЫ Авторское свидетельство № 283997. Внутри градирни ветер образует циркуляционные зоны, что снижает глубину охлаждения воды. Чтобы повысить эффективность охлаждения, в секциях градирни устанавливают температурные датчики и по их сигналам автоматически изменяют количество подаваемой воды. Авторское свидетельство № 167229. Способ автоматического запуска конвейера, отличающийсятем, что, с целью экономии электроэнергии, потребляемой в момент запуска конвейерного двигателя, измеряют мощность, потребляемую двигателем конвейера во время работы, фиксируют ее в момент остановки конвейера и полученный сигнал, обратно пропорциональный весу материала на конвейере, подают на пусковой двигатель в момент запуска конвейера. Авторское свидетельство № 239245. Способ автоматического регулирования процесса ректификации путем воздействия на расход орошения в колонну в зависимости от температуры и давления на выходе продукта, отличающийся тем, что, с целью стабилизации содержания одного из компонентов в трехкомпонентной смеси, дополнительно вводят коррекцию по удельному весу выходного продукта. [вверх] ПРИЕM 24 ПРИНЦИП "ПОСРЕДНИКА"Использовать промежуточный объект-переносчик. (Этот прием в формулировке по книге "Творчество как точная наука", 1979, с.89: а) Использовать промежуточный объект, переносящий или передающий действие. б) На время присоединить к объекту другой (легко удаляемый) объект.) ПРИМЕРЫ Авторское свидетельство № 177436. Способ подвода электрического тока в жидкий металл, отличающийсятем, что, с целью снижения электрических потерь, ток к основному металлу подводят охлаждаемыми электродами через промежуточный жидкий металл, температура плавления которого ниже, а плотность и температура кипения выше, чем у основного металла. Авторское свидетельство № 178005. Способ нанесения летучего ингибитора атмосферной коррозии на защищаемую поверхность, отличающийсятем, что, с целью получения равномерного покрытия внутренних поверхностей сложных деталей, через последние продувают нагретый воздух, насыщенный парами ингибитора. [вверх] ПРИЕМ 25 ПРИНЦИП САМООБСЛУЖИВАНИЯ а) Объект должен сам себя обслуживать, выполняя вспомогательные и ремонтные операции. б) Использовать отходы (энергии, вещества). ПРИМЕРЫ Авторское свидетельство № 261207. Дробеметный аппарат, корпус которого облицован изнутри износоустойчивыми плитами, отличающийсятем, что, с целью повышения стойкости облицовки, плиты выполнены в виде магнитов, удерживающих на своей поверхности защитный слой дроби. На стенках дробемета возникает, таким образом, постоянно обновляемый защитный слой дроби. Авторское свидетельство № 307584. Способ сооружения каналов оросительных систем из сборных элементов, отличающийсятем, что, с целью упрощения транспортировки изделий после монтажа начального участка канала, его торцы закрывают временными диафрагмами, готовый участок канала затопляют водой и последующие элементы, также закрытые с торцов временными диафрагмами, сплавляют по этому участку канала. Авторское свидетельство № 108625. Способ охлаждения полупроводниковых диодов, отличающийсятем, что, с целью улучшения условий теплообмена, применяется полупроводниковый термоэлемент, рабочим током которого является ток, проходящий через диод в прямом направлении. [вверх] ПРИЕМ 26 ПРИНЦИП КОПИРОВАНИЯа) Вместо недоступного, сложного, дорогостоящего, неудобного или хрупкого объекта использовать его упрощенные и дешевые копии. б) Заменить объект или систему объектов их оптическими копиями (изображениями). Использовать при этом изменение масштаба (увеличить или уменьшить копии). в) Если используются видимые оптические копии, перейти к копиям инфракрасным или ультрафиолетовым. ПРИМЕРЫ Авторское свидетельство № 86560. Наглядное учебное пособие по геодезии, выполненное в виде написанного на плоскости художественного панно, отличающеесятем, что, с целью последующей геодезической съемки с панно изображения местности, оно выполнено по данным тахеометрической съемки и в характерных точках местности снабжено миниатюрными геодезическими рейками. Иногда необходимо (для измерения или контроля) совместить два объекта, которые физически совместить невозможно. В этих случаях целесообразно применять оптические копии. Так была, например, решена задача пространственных измерений на рентгеновских снимках. Обычный рентгеновский снимок не позволяет определить, на каком расстоянии от поверхности тела находиться очаг заболевания. Стереоскопические снимки дают объемное изображение, но и в этом случае измерения приходится вести на глаз: ведь внутри тела нет масштабной линейки! Нужно, таким образом, "совместить несовместимое": тело человека, подвергнутого просвечиванию, и масштабную линейку. Новосибирский изобретатель Ф.И. Аксенов решил эту задачу, применив метод оптического совмещения. По способу Ф.И. Аксенова стереоскопические рентгеновские снимки совмещаются со стереоскопическими же снимками решетчатого куба. Рассматривая в стереоскоп совмещенные снимки, врач видит "внутри" больного решетчатый куб, играющий роль пространственного масштаба. Вообще, во многих случая выгоднее оперировать не с объектами, а с их оптическими копиями. Например, канадская фирма "Крютер Палп" пользуется специальной фотоустановкой для обмера бревен, перевозимых на железнодорожных платформах. По данным фирмы, фотографический обмер балансов раз в 50-60 быстрее ручного, отклонение же результатов фотообмера от данных точного подсчета не превышает 1-2%. Еще один интересный ПРИМЕР: Авторское свидетельство № 180829 - новый способ контроля поверхности внутренних полостей сферических деталей. В деталь наливают малоотражающую жидкость и, последовательно меняя ее уровень, производят фотографирование на один и тот же кадр цветной пленки. На снимке получаются концентрические окружности. Сравнивая после увеличения (в проекционной системе) полученные этим способом линии с теоретическими линиями чертежа, с большой точностью определяют величину отклонения формы детали. [вверх] ПРИЕМ 27ДЕШЕВАЯ НЕДОЛГОВЕЧНОСТЬ ВЗАМЕН ДОРОГОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИЗаменить дорогой объект набором дешевых объектов, поступившись при этом некоторыми качествами (например, долговечностью). ПРИМЕРЫ Правила асептики требуют, чтобы кипячение шприца с иглами для инъекции продолжалось не менее 45 минут. Между тем во многих случаях бывает необходимо ввести лекарство как можно быстрее. Во Всесоюзном научно-исследовательском институте медицинских инструментов и оборудования создан шприц-тюбик для одноразового использования. Это тонкостенный сосуд из пластмассы, на горловине которого укреплена стерильная игла, защищенная колпачком. Корпус шприца-тюбика в заводских условиях заполняется лекарственным препаратом и запаивается. Такой шприц можно привести в готовность буквально за считанные доли секунды - для этого достаточно лишь снять колпачок, прикрывающий иглу. Во время инъекции лекарство из тюбика выдавливается, после чего использованный шприц-тюбик выбрасывают. Патент США № 3430629. Пеленка одноразового использования. Содержит наполнитель типа промокашки. Существует много патентов такого типа: на одноразовые термометры, мусорные мешки, зубные щетки и т.д. [вверх] ПРИЕМ 28 ЗАМЕНА МЕХАНИЧЕСКОЙ СХЕМЫа) Заменить механическую систему оптической, акустической или "запаховой". б) Использовать электрические, магнитные и электромагнитные поля для взаимодействия с объектом. в) Перейти от неподвижных полей к движущимся, от фиксированных - к меняющимся по времени, от неструктурных - к имеющим определенную структуру. г) Использовать поля в сочетании с ферромагнитными частицами. ПРИМЕРЫ Рис. 20 В этой винтовой паре гайка движется без трения, за счет взаимодействия электромагнитных полей. Авторское свидетельство № 163559. Способ контроля износа породоразрушающего инструмента, например буровых долот, отличающийся тем, что, с целью упрощения контроля, в качестве сигнализации износа применяют монтируемые в болота ампулы с резко пахучими химическими веществами, например с этилмеркаптаном. Авторское свидетельство № 154459. Неизнашиваемая винтовая пара (Рис. 20). Винтовая пара состоит из винта 1, в резьбу которого уложена обмотка 2, и гайки 3 с обмоткой 4. Винт и гайка расположены с зазором между ними. Гайка 3 жестко связана с подвижным узлом станка или прибора. При прохождении тока по обмоткам 2 и 4 вокруг них создаются электромагнитные поля. Замыкание этих полей происходит соответственно через гайку и винт, причем магнитный поток достигает максимальной величины при совмещении витков винта и гайки. При вращении винта магнитный поток между сместившимися один относительно другого витками обмоток винта и гайки искривляется и, как следствие, возникает усилие, стремящееся восстановить первоначальное взаимное расположение витков. Это усилие и будет вызывать поступательное перемещение гайки с подвижным узлом. Наличие зазора между винтом и гайкой позволяет значительно продлить срок службы винтовой пары, сделать их практически неизнашиваемыми. "На одном заводе делали сверхъювелирную по тонкости работу: шлифовали стенки отверстия диаметром в полмиллиметра. Для такой операции изготовили миниатюрный шлифовальник диаметром в две десятых миллиметра, осыпанный алмазной пылью. Инструмент этот вращала пневматическая турбина со скоростью 1000 оборотов в секунду! Кроме того, шлифовальник двигался по контуру отверстия, обходя его каждую минуту 150 раз. Рабочий был не в силах проникнуть взглядом в зону обработки, не мог уловить момент, когда крохотный инструмент касался детали. Рабочий то затягивал процесс обработки, то кончал его слишком рано, в обоих случаях детали шли в брак. Собирались уже конструировать уникальный станок-автомат. Но изобретательская мысль нашла простой выход: деталь изолировали от станка, присоединили к ней один полюс электробатарейки, а другой полюс подвели к станку. В цепь включили усилитель и громкоговоритель. Теперь, как только инструмент касался детали, громкоговоритель "вскрикивал". Кричащий станок издавал звуки, по которым можно было судить и о том, когда началась шлифовка, и о том, как она проходит, - тональность звука менялась". Авторское свидетельство № 261372. Способ проведения процессов, например каталитических, в системах с движущимся катализатором, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, создают движущееся магнитное поле и применяют катализатор с ферромагнитными свойствами. Авторское свидетельство № 144500. Способ интенсификации теплообмена в трубчатых элементах поверхностных теплообменников... отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента теплоотдачи, в поток теплоносителя вводят ферромагнитные частицы, перемещающиеся под действием вращающегося магнитного поля преимущественно у стенок теплообменника, для разрушения и турбулизации пограничного слоя. Французский патент № 1499276. После обработки деталей в галтовочных барабанах или вибрационных установках детали нужно отделить от абразивных зерен. Если детали крупные, это сделать нетрудно, если они ферромагнитные, их можно выловить на магнитных сепараторах. Но если детали не обладают магнитными свойствами, а по размерам не отличаются от абразивных зернышек? По данному изобретению задача решается тем, что абразиву придают магнитные свойства. Это можно сделать спрессовыванием или спеканием смеси абразивных зерен и магнитных частиц - стружек, крупинок и т.п., а также внедрением их в поры абразивов. [вверх] ПРИЕМ 29 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПНЕВМО- И ГИДРОКОНСТРУКЦИЙ Вместо твердых частей объекта использовать газообразные и жидкие: надувные и гидронаполняемые, воздушную подушку, гидростатические и гидрореактивные. ПРИМЕРЫ Рис. 21 Вместо массивной дымовой трубы - ажурное сооружение: полая спираль, имеющая на витках сопла, через которые подается сжатый воздух, образующий "стенку". Авторское свидетельство № 243809.Цель изобретения - улучшение тяги и увеличение высоты рассеивания отводимых газов. Это достигается тем, что корпус трубы (Рис. 21) образован конической спиралью 1, полые витки которой имеют сопла 2 и соединены с полыми опорами 3, свободные концы которых, в свою очередь, присоединены к компрессору 4. При включении компрессора 4 воздух, поднимаясь под давлением по опорам 3, попадает на спиральные витки корпуса и, вырываясь из сопел 2, создает воздушную "стенку". Авторское свидетельство № 312630. Способ окраски крупногабаритных изделий распылением с удалением паров растворителя и окрасочного тумана через вентиляционную засасывающую систему, отличающийсятем, что, с целью уменьшения производственных площадей, вокруг окрашиваемого изделия создают восходящую на высоту, превышающую высоту изделия, воздушную завесу, верхние концы которой завихряют посредством напольной вентиляционной засасывающей системы. Изобретение это преодолевает такое же техническое противоречие, что и в предыдущем случае. Поэтому похожи и решения: пневмостенка вместо жесткой трубообразной ограды. Авторское свидетельство № 264675. Опора для сферического резервуара, включающая основание, отличающаясятем, что, с целью снижения напряжения в оболочке резервуара, основание опоры выполнено в виде заполненного жидкостью сосуда с вогнутой крышкой из эластичного материала, принимающей форму опираемой на нее оболочки резервуара. А вот двойник этого изобретения - авторское свидетельство № 243177. Устройство для передачи усилий от опоры копра на фундамент, отличающийся тем, что, с целью обеспечения равномерности передачи давления на фундамент, оно выполнено в виде плоского замкнутого сосуда, заполненного жидкостью. Интересно, сколько еще авторских свидетельств будет выдано на применение одного и того же типового приема: если А должно давить на Б равномерно, положи между А и Б жидкостную подушку. [вверх] ПРИЕМ 30 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГИБКИХ ОБОЛОЧЕК И ТОНКИХ ПЛЕНОКа) Вместо обычных конструкций использовать гибкие оболочки и тонкие пленки. б) Изолировать объект от внешней среды с помощью гибких оболочек и тонких пленок. ПРИМЕРЫ Чтобы уменьшить потери влаги, испаряющейся через листья деревьев, американские исследователи опрыскивают их полиэтиленовым "дождем". На листьях создается тончайшая пластмассовая пленка. Растение, укрытое пластмассовым одеялом, развивается нормально благодаря тому, что полиэтилен значительно лучше пропускает кислород и углекислый газ, чем пары воды. Авторское свидетельство № 312826. Способ экстракции в системе жидкость - жидкость, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена, струю одной фазы подают через слой газа на поверхность другой фазы, перемещаемой пленкой по твердой поверхности. [вверх] ПРИЕМ 31 ПРИМЕНЕНИЕ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ а) Выполнить объект пористым или использовать дополнительные пористые элементы (вставки, покрытия и т. п.) б) Если объект уже выполнен пористым, предварительно заполнить поры каким-то веществом. Машины всегда строились из плотных (непроницаемых) материалов. Инерция мышления приводит к тому, что задачи, легко решаемые при использовании пористых материалов, зачастую пытаются решить введением специальных устройств и систем, сохраняя все элементы конструкции непроницаемыми. Между тем высокоорганизованной машине присуща проницаемость - примером может служить любой живой организм, начиная с клетки и кончая человеком. Внутреннее перемещение вещества - одна из важных функций многих машин. "Грубая" машина осуществляет эту функцию с помощью труб, насосов и т.п., "тонкая" машина - с помощью пористых материалов и молекулярных сил. ПРИМЕРЫ Авторское свидетельство № 262092. Способ защиты внутренних поверхностей стенок емкости от отложений твердых и вязких частиц из находящегося в емкости продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты и снижения энергозатрат внутрь емкости, изготовленной из пористого материала, подают через ее стенки не образующую отложений жидкость под давлением, превосходящим давление внутри емкости. Авторское свидетельство № 283264. Способ внесения добавок в жидкий металл с помощью огнеупорных материалов, отличающийсятем, что, с целью улучшения режима внесения добавок, в металл погружают пористый огнеупор, предварительно пропитанный материалом добавки. Авторское свидетельство № 187135. Система испарительного охлаждения электрических машин, отличающаясятем, что, с целью исключения необходимости подвода охлаждающего агента к машине, активные части и отдельные конструктивные элементы ее выполнены из пористых материалов, например пористых порошковых сталей, пропитанных жидким охлаждающим агентом, который при работе машины испаряется и таким образом обеспечивает кратковременное, интенсивное и равномерное ее охлаждение. [вверх] ПРИЕМ 32 ПРИНЦИП ИЗМЕНЕНИЯ ОКРАСКИ а) Изменить окраску объекта или внешней среды. б) Изменить степень прозрачности объекта или внешней среды. в) Для наблюдения за плохо видимыми объектами или процессами использовать красящие добавки. г) Если такие добавки уже применяются, использовать меченые атомы. ПРИМЕРЫ В кузнечных и литейных цехах, на металлургических заводах, всюду, где необходимо защитить рабочих от действия жары, применяют водяные завесы. Такие завесы отлично защищают рабочих от невидимых тепловых (инфракрасных) лучей, однако слепяще-яркие лучи от расплавленного металла беспрепятственно проходят сквозь тонкую жидкую пленку. Чтобы защитить рабочих от них, сотрудники польского Института охраны труда предложили окрашивать воду, из которой создается водяная завеса, - оставаясь прозрачной, она полностью задерживает тепловые лучи и в нужной степени ослабляет силу видимого излучения. Авторское свидетельство № 165645. В фиксирующий раствор вводят краситель, который обратимо абсорбируется фотографическим слоем и не закрашивает подложку-бумагу или целлулоид. Краситель при последующей промывке водой должен удаляться из слоя. Скорость вымывания красителя из фотографического слоя примерно равна скорости вымывания тиосульфата натрия или несколько меньше ее. Обесцвечивание фотографического изображения свидетельствует о полноте промывки слоя от остатков солей, при помощи которых производилось фиксирование фотографического материала. [вверх] ПРИЕМ 33 ПРИНЦИП ОДНОРОДНОСТИ Объекты, взаимодействующие с данным объектом, должны быть сделаны из того же материала (или близкого ему по свойствам). ПРИМЕРЫ Патент ФРГ № 957599. Литейный желоб для обработки расплавленного металла звуком или ультразвуком с помощью звукоизлучателя, помещенного в расплавленный металл, отличающийся тем, что находящаяся в соприкосновении с расплавленным металлом часть звукоизлучателя выполнена из того же металла, что и обрабатываемый металл, или из одного из его легирующих компонентов, и частично расплавляется этим расплавленным металлом, а остальная часть звукоизлучателя принудительно охлаждается и остается прочной. Авторское свидетельство № 234800. Способ смазывания охлаждаемого подшипника скольжения, отличающийся тем, что, с целью улучшения смазывания при повышенных температурах, в качестве смазывающего вещества берут тот же материал, что и материал вкладыша подшипника. Авторское свидетельство № 180340. Способ очистки газов от пыли, содержащей расплавленные частицы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, исходные газы барботируют в среде, образованной при слиянии этих же частиц в расплав. Авторское свидетельство № 259298. Способ сварки металлов, при котором свариваемые кромки устанавливают с зазором и подают в него присадочный материал с последующим нагревом свариваемых кромок, отличающийсятем, что, с целью улучшения сварки, в качестве присадочного материала используют летучие соединения тех же металлов, что и свариваемые. [вверх] ПРИЕМ 34 ПРИНЦИП ОТБРОСА И РЕГЕНЕРАЦИИ ЧАСТЕЙ а) Выполнившая свое назначение или ставшая ненужной часть объекта должна быть отброшена (растворена, испарена и т. д.) или видоизменена непосредственно в ходе работы. б) Расходуемые части объекта должны быть восстановлены непосредственно в ходе работы. ПРИМЕРЫ Патент США № 3174550. При аварийной посадке самолета бензин вспенивают с помощью специальных химических веществ, переводя его в негорючее состояние. Патент США № 3160950. Чтобы при резком старте ракеты не пострадали чувствительные приборы, их погружают в пенопласт, который, выполнив роль амортизатора, быстро испаряется в космосе. Нетрудно заметить, что этот принцип - дальнейшее развитие принципа динамизации: объект изменяется в процессе действия, но изменяется сильнее. Самолет с меняющейся в полете геометрией крыла - это принцип динамизации. Ракета, отбрасывающая отработанные ступени, - принцип отброса. А вот изобретения-близнецы. Авторское свидетельство № 222322. Способ изготовления винтовых микропружин, отличающийсятем, что, с целью повышения производительности, оправку выполняют из эластичного материала и удаляют путем погружения ее вместе с пружиной в состав, растворяющий эластичный материал. Авторское свидетельство № 235979. Способ изготовления резиновых шаров-разделителей, отличающийся тем, что, с целью придания шару необходимых размеров, ядро формируют из смеси измельченного мела с водой с последующей просушкой и разрушением твердого ядра после вулканизации жидкостью, вводимой с помощью иглы. Авторское свидетельство № 159783. Способ производства полых профилей, отличающийся тем, что, с целью получения разнообразных по размерам и форме профилей на сортовых станах, прокатке подвергают сварные пакеты, наполненные огнеупорным материалом, например, магнезитовым порошком, с последующим удалением наполнителя. Можно привести сотни подобных изобретений. Трудно представить, сколько времени потеряли изобретатели на поиски, каждый раз отыскивая идею "с нуля". А ведь здесь один типовой прием: изготавливай объект А на оправке Б, которую можно удалить растворением, испарением, плавлением, химической реакцией и т.д. Антипод принципа отброса - принцип регенерации. Авторское свидетельство № 182492. Способ компенсации износа непрофилированного электрода-инструмента при электроэрозионной обработке токопроводящих материалов, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы электрода-инструмента, на его рабочую поверхность в процессе обработки непрерывно напыляют слой металла. Авторское свидетельство № 212672. При гидротранспортировании кислых гидросмесей с абразивными материалами внутренние стенки трубопроводов быстро изнашиваются. Защита их футеровки сложна, трудоемка, ведет к увеличению наружного диаметра труб. Описываемый способ защиты труб предусматривает образование на внутренних стенках трубы защитного слоя (гарниссажа). Для этого в транспортируемую гидросмесь периодически вводят известковый раствор. Таким образом, внутренние стенки трубопровода всегда защищены от износа, а сечение трубопровода уменьшается незначительно, так как гарниссаж изнашивается под действием абразивной кислой смеси. [вверх] ПРИЕМ 35 ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОБЪЕКТА а) Изменить агрегатное состояние объекта. б) Изменить концентрацию или консистенцию. в) Изменить степень гибкости. г) Изменить температуру. ПРИМЕРЫ Авторское свидетельство № 265068. Способ проведения массообменных процессов в системе газ-вязкая жидкость, отличающийсятем, что, с целью интенсификации процесса, вязкую жидкость перед подачей в аппарат предварительно газируют. Авторское свидетельство № 222781. Дозатор сыпучих материалов, например минеральных удобрений и ядохимикатов, выполненный в виде шнека, заключенного в кожух с выходным отверстием, отличающийсятем, что, с целью возможности регулирования шага, винтовая поверхность шнека выполнена из эластичного материала с пружинной спиралью на внутренней и наружной сторонах (Рис. 22). Рис. 22В дозаторе сыпучих материалов шнек выполнен из эластичного материала с пружинной спиралью; это позволяет регулировать шаг шнека. [вверх] ПРИЕМ 36ПРИМЕНЕНИЕ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВИспользовать явления, возникающие при фазовых переходах, например изменение объема, выделение или поглощение тепла и т. д. ПРИМЕРЫ Авторское свидетельство № 190855. Способ изготовления ребристых труб, заключающийся в раздаче заглушенных труб водой, подаваемой под давлением, отличающийся тем, что, с целью удешевления и ускорения процесса изготовления, поданную под давлением воду замораживают. Может возникнуть вопрос: чем прием № 36 отличается от приемов№ 35-а(изменение агрегатного состояния) и№ 15 (принцип динамичности)? Прием№ 35-азаключается в том, что вместо агрегатного состояния А объект используют в агрегатном состоянии Б и именно за счет особенностей состояния Б получают нужный результат. Суть приема № 15 в том, что мы пользуемся то свойствами, присущими состоянию А, то свойствами, присущими состоянию Б. При использовании приема № 36 задача решается за счет явлений, связанных с переходом от А к Б или обратно. Если, например, мы наполним трубу не водой, а льдом, ничего с трубой не произойдет. Требуемый эффект достигается за счет увеличения объема воды при замерзании. Авторское свидетельство № 225851. Способ охлаждения различных объектов с помощью циркулирующего по замкнутому кругу жидкого теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью уменьшения количества циркулирующего теплоносителя и снижения энергетических затрат, часть теплоносителя переводят в твердую фазу и охлаждение ведут полученной смесью. "Фазовый переход" - понятие более широкое, чем "изменение агрегатного состояния". К фазовым переходам, в частности, относятся и изменения кристаллической структуры вещества. Так, олово может существовать в виде белого олова (плотность 7,31) и серого олова (плотность 5,75). Переход - при 18 С - сопровождается резким увеличением объема (значительно большим, чем при замерзании воды; поэтому усилия здесь могут быть получены намного большие). Полиморфизм (кристаллизация в нескольких формах) присущ многим веществам. Явления, сопровождающие полиморфные переходы, могут быть использованы при решении самых различных изобретательских задач. Например, в патенте США № 3156974 используются полиморфные трансформации висмута и церия. [вверх] ПРИЕМ 37 ПРИМЕНЕНИЕ ТЕРМИЧЕСКОГО РАСШИРЕНИЯ а) Использовать термическое расширение (или сжатие) материалов. б) Если термическое расширение уже используется, применить несколько материалов с разными коэффициентами термического расширения. ПРИМЕРЫ Авторское свидетельство № 309758. Способ волочения труб на подвижной оправке при пониженных температурах, отличающийся тем, что, с целью создания зазора между трубой и оправкой после волочения для извлечения последней из трубы без обкатки, в охлажденную трубу перед волочением вводят предварительно подогретую, например, до температуры 50-100 С оправку, извлечение которой после деформации производят после выравнивания температур трубы и оправки. Авторское свидетельство № 312642. Заготовка для горячего прессования многослойных изделий, выполненных в виде концентрично расположенных втулок, изготовленных из различных материалов, отличающаясятем, что, с целью получения многослойных изделий с напряженными слоями, каждая втулка изготовлена из материала, имеющего температурный коэффициент линейного расширения выше температурного коэффициента линейного расширения материала втулки, расположенной внутри нее. Смысл приема - в переходе от "грубого" движения на макроуровне к "тонкому" движению на молекулярном уровне. С помощью термического расширения можно создавать большие усилия и давления. Термическое расширение позволяет очень точно "дозировать" движение объекта. Авторское свидетельство № 242127. Устройство для микроперемещения рабочего объекта, например кристаллодержателя с затравкой, отличающеесятем, что, с целью обеспечения максимальной плавности, оно содержит два стержня, подвергаемых электронагреву и охлаждению по заданной программе, находящихся в закрепленных на суппортах термостатируемых камерах и поочередно перемещающих объект в нужном направлении. [вверх] ПРИEM 38 ПРИМЕНЕНИЕ СИЛЬНЫХ ОКИСЛИТЕЛЕЙ а) Заменить обычный воздух обогащенным. б) Заменить обогащенный воздух кислородом. в) Воздействовать на воздух или кислород ионизирующими излучениями. г) Использовать озонированный кислород. д) Заменить озонированный (или ионизированный) кислород озоном. Основная цель этой цепи приемов - повысить интенсивность процессов. В качестве примеров можно назвать способ спекания и обжига дисперсного материала с применением интенсификации процесса горения путем продувки воздухом, обогащенным кислородом; плазменно-дуговую резку нержавеющих сталей, при которой в качестве режущего газа берут чистый кислород; интенсификацию процесса агломерации руд путем ионизации окислителя и газообразного топлива перед подачей в слой шихты и т.д. [вверх] ПРИЕМ 39 ПРИМЕНЕНИЕ ИНЕРТНОЙ СРЕДЫ а) Заменить обычную среду инертной. б) Вести процесс в вакууме. Этот прием можно считать антиподом предыдущего. [вверх] ПРИЕМ 40 ПРИМЕНЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Перейти от однородных материалов к композиционным. ПРИМЕРЫ Патент США № 3553820. Легкие прочные тугоплавкие изделия выполнены на основе алюминия и упрочнены множеством покрытых танталом волокон углерода. Такие изделия характеризуются высоким модулем упругости и используются в качестве материалов для конструирования кораблей воздушного и морского флотов. Авторское свидетельство № 147225. Способ записи, при котором используют чернила, содержащие мелкие магнитные частицы. В отличие от обычных, магнитные чернила управляются магнитным полем. Композиционные материалы - составные материалы, которые обладают свойствами, не присущими их частям. Например, пористые материалы, о которых шла речь в приеме № 31, представляют собой композицию из твердого вещества и воздуха; ни твердое вещество, ни воздух порознь не обладают теми свойствами, которые есть у пористых веществ. Композиционные материалы изобретены природой и широко ею используются. Так, древесина представляет собой композицию целлюлозы с лигнином. Волокна целлюлозы обладают высокой прочностью на разрыв, но легко изгибаются. Лигнин связывает их в единое целое и сообщает материалу жесткость. Интересный композиционный материал представляет сочетание легкоплавкого вещества (например, сплава Вуда) с волокнами тугоплавкого материала (например, стали). Такой материал легко плавиться, а застыв, обладает высокой прочностью. Постепенно происходит взаимная диффузия частиц припоя и волокон, в результате чего образуется сплав с высокой температурой плавления. Другой композиционный материал - взвесь частиц кремния в масле - способен твердеть в электрическом поле. [вверх] ИСТОЧНИК: Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения, Моск. рабочий, 1973, с.141-177.

©Альтшуллер Г.С. Журнал "Промышленность Белоруссии", №9. - С. 64-66, №10. - С. 76-78, 1973.ВНИМАНИЕ: АРИЗ!

• Возможно ли учить творчеству?

• Алгоритмическая методика организует мышление

• Изобретателем может стать каждый!

Изобретательство - древнейшее занятие человека. С изобретения первых орудий труда и начался творческий процесс. С тех пор были сделаны миллионы изобретений. Но вот что удивительно: изобретательские задачи постоянно усложнялись, а методы их решения почти не совершенствовались. Представьте себе предприятие, которое постепенно перешло от выпуска каменных топоров к производству ЭВМ - и сохранило при этом первоначальное оборудование... Именно так обстоит дело с изобретательским творчеством: новейшие технические идеи вырабатываются древним методом проб и ошибок. Изобретатель перебирает различные варианты (А если сделать так?..) до тех пор, пока не натолкнется на решение задачи.

Вот как описывает один такой эпизод генеральный конструктор Олег Константинович Антонов:

"Когда конструировали "Антея", особенно сложным был вопрос о схеме оперения. Простой высокий киль с горизонтальным оперением наверху при всей ясности и заманчивости этой схемы, рекомендованной аэродинамиками, сделать было невозможно - высокое вертикальное оперение скрутило бы, как бумажный пакет фюзеляж самолета, имевший огромный вырез для грузового люка шириной 4,4 метра и длиною 17 метров.

Разделить вертикальное оперение и повесить "шайбы" по концам стабилизатора тоже было нельзя, так как это резко снижало критическую скорость фляттера оперения.

Время шло, а схема оперения не была найдена".

Современное авиационное КБ - коллектив, планомерно работающий по общей программе. Генеральный конструктор думает о задаче не в одиночку. Каждым узлом самолета занимается группа талантливых конструкторов, располагающих самой свежей информацией обо всем, что относится к их специальности. Но если останавливается одна такая группа, это сбивает ритм работы всего коллектива. Нетрудно представить себе, что стоит за простой фразой: "Время шло, а схема оперения не была найдена".

"Как-то раз, проснувшись ночью, - продолжает О. Антонов, - я стал по привычке думать о главном, о том, что больше всего заботило и беспокоило. Если половинки "шайбы" оперения, размещенные на горизонтальном оперении, вызывают своей массой фляттер, то надо расположить шайбы так, чтобы их масса из отрицательного фактора стала положительным... Значит, надо сильно выдвинуть их и разместить впереди оси жесткости горизонтального оперения...

Как просто!

Я тут же протянул руку к ночному столику, нащупал карандаш и записную книжку и в полной темноте набросал найденную схему. Почувствовав большое облегчение, я тут же крепко заснул".

За три года до опубликования статьи О. Антонова "Экономическая газета" опубликовала ряд материалов под названием "Внимание: алгоритм изобретения!". В этом алгоритме была, в частности, таблица, позволяющая сразу решать задачи наподобие той, над которой билось конструкторское бюро О. Антонова. Нужно увеличить площадь оперения - это третья строка таблицы; если идти известными путями, возрастает опасность фляттера, т. е. появляется вредный фактор - это четырнадцатая колонка таблицы. На пересечении - в соответствующей клетке таблицы - указаны три приема, причем первый из них дословно совпадает с решением, найденным О. Антоновым: "Вредные факторы могут быть использованы для получения положительного эффекта". Такие таблицы публиковались и раньше, отнюдь не обязательно было перебирать множество вариантов, терять время, искать решение бессонными ночами.

Возникла и быстро развивается теория решения изобретательских задач. Но знают о ней далеко не все. И поэтому сегодня кто-то, отбрасывая вариант за вариантом, ищет решение методом проб и ошибок, хотя разработаны новые - еще более эффективные-таблица и алгоритмы...

В цитированной уже статье О. Антонов справедливо заметил, что "о процессе творчества написано много, в том числе и много чепухи". К сожалению, дело обстоит именно так. Многие заблуждения, многие ошибочные суждения вызваны тем, что об изобретениях говорят "вообще", невольно включая в одно понятие очень разные технические новшества.

Каждый ли может изобретать? Возможно ли учить творчеству? В чем особенности творчества талантливых изобретателей?

На подобные вопросы нельзя правильно ответить, если не учитывать, что изобретательские задачи бывают разные. Условно их можно разделить на пять уровней. Для решения изобретательской задачи первого уровня достаточно перебрать с десяток вариантов. Такие изобретения (они вполне патентоспособны) может сделать каждый.

Вот, например, изобретательская задача: "В печь с расплавленным металлом подают по трубе жидкий кислород. Как сделать, чтобы жидкий кислород дошел до конца трубы и не превратился бы преждевременно в газ?" Первая идея: будем чем-нибудь охлаждать трубу. Ну, а если этого мало? Вторая идея: сделаем трубу, как в термосе, с двойными стенками, тройными стенками, со многими стенками. А если и этого мало? Еще одна идея: введем теплоизоляцию. И вот авторское свидетельство № 317707, "устройство для подачи жидкого кислорода в расплавленный металл, выполненное в виде четырех концентрически расположенных охлаждаемых труб и наконечника, отличающееся тем, что с целью предотвращения газификации жидкого кислорода в потоке, внутренняя труба изолирована от окружающих тепловой изоляцией с толщиной 15-20 мм".

Я много экспериментировал с этой задачей, предлагая ее научным работникам, конструкторам, студентам, школьникам. Результат был одинаков: задачи всегда решали с нескольких попыток. Любопытно отметить, что авторское свидетельство № 317707 выдано десяти соавторам...

Задачи второго уровня требуют нескольких сотен проб. Их решение не так очевидно, оно не каждому под силу: если знания и опыт малы, человек выдыхается после десятка попыток. На третьем уровне решения отыскиваются среди тысяч неудачных вариантов, на четвертом - десятка и сотен тысяч, на пятом-миллионов вариантов. Можно вспомнить, например, что Эдисону пришлось поставить 50 000 опытов, чтобы изобрести щелочной аккумулятор. И это только вещественные опыты; число мысленных экспериментов, всевозможных "а если сделать так?" наверняка было значительно больше.

Вот пример учебной задачи четвертого уровня:

"В электронных схемах высокой частоты применяют так называемые "линии задержки". Это слоистая конструкция - чередуются слои материалов с низким и высоким омическим сопротивлением (например, сплав Вуда и медь). Толщина слоев 0,1 - 0,01 мм. Известные способы изготовления (прессование, прокатка) малопроизводительны, дороги, дают много брака)."

С этой задачей мне тоже довелось много экспериментировать. И что характерно: для ее решения обязательно требовались подсказки.

Может возникнуть вопрос: но ведь все-таки делаются же изобретения высших уровней, значит удается как-то перебрать сотни тысяч вариантов?

Тут действует очень интересный "эстафетный механизм". Вот появилась задача "ценой" в 100 000 проб. Кто-то потратил полжизни на перебор десятки тысяч проб - и не нашел решения. Потом задачу взялся решать другой человек, он "перекопал" еще какую-то часть поискового поля. И так далее. Задача постепенно приобретает репутацию неразрешимой, "вековечной". На самом же деле она постепенно упрощается и, в конце концов, кем-то решается. Вот тут и появляются исследователи, пытающиеся выяснить - в чем секрет изобретателя, сумевшего решить "вековечную" задачу... Никакого секрета нет. "Неудачники", штурмовавшие задачу в начале "эстафеты" могли быть даже более способными, чем тот, кто пробежал последний этап. Просто им досталось слишком большое поисковое поле. В сущности, задачу решил не один человек, а целый коллектив, "кооперация современников" по определению Маркса. Для очень трудных задач необходима даже кооперация изобретателей нескольких поколений. Их усилия постепенно превращают задачу пятого уровня в сравнительно простую задачу второго уровня, кто-то делает последний рывок - все тем же методом проб и ошибок.

Современная научно-техническая революция предъявила к "индустрии изобретений" новые требования: необходимо резко повысить количество и - главное - качество вырабатываемых технических новшеств. А для этого нужны эффективные методы решения изобретательских задач высших уровней.

Американский психолог А. Осборн подметил, что есть люди, которые по складу ума хорошо генерируют идеи, но плохо справляются с их анализом. И наоборот: некоторые люди больше склонны к критическому анализу идей, чем к их генерации. А. Осборн решил разделить эти процессы: одна группа только выдвигает идеи, другая - их анализирует.

Мозговой штурм (так А. Осборн назвал свой метод) не устраняет беспорядочных поисков. В сущности, он делает их даже более беспорядочными. И в этом, как ни парадоксально, его преимущество. Дело в том, что пробы направлены преимущественно в привычную сторону, тут сказывается психологическая инерция. Увеличить беспорядочность проб - значит быстрее перейти от тривиальных, шаблонных идей к идеям неожиданным, оригинальным.

Мозговой штурм ведет группа "генераторов идей" в 6-10 человек. Правила штурма просты: полный запрет критики, можно высказывать любые идеи (вплоть до явно ошибочных, фантастических, шутливых), не надо приводить доказательств. Участники штурма подхватывают высказанные идеи, развивают их... и порой первоначально слабая идея получает неожиданное развитие. Все сказанное записывается и передается "группе критиков", которая должна выискать в ворохе высказанных идей рациональные зерна.

В пятидесятые годы с мозговым штурмом связывались большие надежды. Потом выяснилось, что трудные задачи штурму не поддаются. Были испробованы различные модификации мозгового штурма (индивидуальный, парный, массовый, двухстадийный, "конференция идей", "кибернетическая сессия" и т. д.) - эти попытки продолжаются и сейчас. Но уже ясно, что мозговой штурм эффективен только для определенного круга задач, прежде всего, организационных (например, поиски нового вида рекламы) и производственных (найти новое применение данного вида продукции). Мозговой штурм не дает существенных результатов, когда дело доходит до более сложных проблем: его потолок в изобретательстве - задачи второго уровня.

Известны и другие методы психологической активизации творческого процесса: морфологический анализ, метод контрольных вопросов, метод фокальных объектов и т. д. Наиболее сильный метод - синектика. В сущности, это тот же мозговой штурм, но дополненный профессионализмом: штурм ведет группа профессиональных "генераторов идей". Фирма "Синнектикс", основанная автором синектики У. Гордоном, отдает "напрокат" своих "генераторов идей" и берет - по контактам со многими фирмами - группы инженеров на обучение (курс обучения группы стоит от 20 до 200 тыс. долларов - Г. А.). Процесс обучения предельно прост: новичков включают в группы, уже накопившие опыт: "Смотрите, как мы это делаем". Несложна и теория: мозговой штурм ведется с сознательным применением четырех видов аналогий (прямая, личная, символическая, фантастическая), участников штурма призывают помнить о психологической инерции, смелее фантазировать. Решающую роль играет опыт, накапливаемый группой. Постепенно появляются некоторые навыки преодоления психологических барьеров, исчезает страх перед необычными идеями, вырабатывается умение применять аналогии.

И все-таки возможности синектики ограничены: возникнув полтора десятка лет назад, она не стала с тех пор сильнее. Ее предел - задачи второго, реже - третьего уровня.

Методы психологической активизации просты - в этом их главное достоинство. Но они поверхностны, сохраняют - хотя и в несколько улучшенном виде - старую тактику проб и ошибок.

В нашей стране большее распространение получила алгоритмическая методика изобретательства. Она основана на изучении объективных закономерностей развития техники, на исследовании десятков тысяч изобретений. Это не еще один метод активизации мышления, а система научной организации творческого процесса.

Алгоритмическая методика дает изобретателю АРИЗ - алгоритм решения изобретательских задач, то есть программу, позволяющую целенаправленно решать задачи высших уровней. АРИЗ не "отменяет" ни индивидуальных качеств изобретателя, не заменяет знаний и опыта. Меньше всего АРИЗ похож на рецепт для делания изобретений: алгоритмическая методика организует мышление, она требует дисциплины мысли и включает сложные мыслительные операции, правильному выполнению которых надо серьезно учиться.

Почему задачи высших уровней требуют многих проб?

Возьмем хотя бы задачу об изготовлении линии задержки. Как создать требуемую слоистую конструкцию? Можно, например, использовать известный путь -последовательно напылять слой за слоем. В принципе такой способ вполне осуществим. Однако он очень малопроизводителен и дорог: создавать массивную линию задержки напылением - практически неприемлемое решение.

Мы столкнулись здесь с техническим противоречием: стремясь известными путями улучшить один показатель, одну характеристику объекта (например, точность изготовления), мы недопустимо ухудшаем другие характеристики (производительность, стоимость и т. д.). Приходится отбрасывать рассмотренный вариант и начинать сначала. А там снова возникает техническое противоречие... Вспомните, что рассказывал О. Антонов: нужно было увеличить площадь оперения, а известные пути приводили то к уменьшению надежности конструкции, то к появлению вредного фактора. Картина, типичная для изобретательского творчества.

Решить изобретательскую задачу высшего уровня-значит найти техническое противоречие, выявить порождающие его причины и устранить их.

Огромное количество "пустых" проб и ошибок при переборе вариантов обусловлено тем, что поиск ведется без четкого плана, без ясно видимых ориентиров. Смысл АРИЗ в том, чтобы целенаправленно - без множества "пустых" проб - выявить техническое противоречие (оно не всегда лежит на виду), найти порождающие его причины (а иногда и причины причин) и устранить их путем очень небольшого числа проб. Иными словами, АРИЗ - это эвристическая программа, позволяющая без сплошного перебора вариантов свести задачу высшего уровня ("ценой" во многие тысячи проб) к задаче третьего уровня, легко решаемой несколькими простыми пробами.

Посмотрим, как строится процесс решения изобретательских задач при использовании АРИЗ.

Дана задача. Изобразим ее условно в виде треугольника, обращенного вершиной "а" в определенную сторону. Любая задача содержит в своей формулировке изрядный заряд психологической инерции. При методе проб и ошибок поиск, как уже говорилось, ведется перебором вариантов. Варианты изобразим в виде стрелок. Стрелки направлены по вектору психологической инерции, т. е. перебор вариантов идет преимущественно в традиционном, привычном направлении. Острие "а", направлено обычно в сторону решений первого уровня (Р-1). В эту сторону идут и пробы (стрелки).

При решении задач по АРИЗ сначала - шаг за шагом - уничтожаются корни инерции. Достигается это не общими призывами помнить о психологической инерции (как в синектике), а конкретными операциями. Задача, например, очищается от установившейся технической терминологии: термины всегда направляют мысль по уже известным путям. Вот произнесена фраза: "Нужно увеличить скорость движения ледокола" - и слово "ледокол" привязывает мысль к привычной технологии ("колоть лед, ломать, рубить...").

Впрочем, даже убрав термин "ледокол", мы еще не избавляемся от психологической инерции. Слова "ледокол" нет в условиях задачи, но человек видит нечто "ледоколообразное". Чтобы погасить инерцию зрительных представлений, осуществляется серия мысленных операций над объектом. Начнем уменьшать размеры объекта: "то, что движется сквозь лед" теперь имеет размеры в один миллиметр, в один микрон...

Задача резко меняется, привычная технология (колоть, резать) явно не подходит. Начнем теперь мысленно увеличивать размеры: "то, что движется сквозь лед", стало в десять, в сто, тысячу раз больше. Снова меняется технология; невыгодно делать километровой ширины проход во льдах, надо двигаться сквозь лед, не разрушая его (идея дикая... на первый взгляд). Следующих два мысленных эксперимента: уменьшаются (до нуля) и увеличиваются (до бесконечности) допустимые расходы. Это лишь прелюдия к решению задачи, мы только расшатываем психологические барьеры.

Для АРИЗ вообще характерна очень тщательная обработка задачи до решения. Так, патентная информация используется не только прямая, но и обратная, относящаяся к обратным задачам (в нашем примере - способы упрочнения льда), содержащиеся в такой информации идеи часто могут быть "перевернуты", использованные, так сказать, с обратным знаком.

Технические системы - как бы разнообразны они не были - развиваются по определенным законам. В АРИЗ это используется, чтобы по определенным правилам выявить резервы развития исходной системы и определить, можно ли ее развивать или она исчерпала все резервы развития и должна быть заменена принципиально новой системой.

В нашей задаче изменением исходных вариантов, изменяется и положение треугольника. Сейчас он (уже без "корней") повернулся и направлен вершиной в сторону решений высших уровней.

Сразу выйти на эти решения трудно. Но всегда можно (опять-таки по определенным правилам) пойти дальше решения - сформулировать идеальный конечный результат (ИКР), не заботясь о том, как он будет достигнут. ИКР лежит в районе сильных решений; формулируя ИКР, мы избавляемся от множества "пустых" проб. А потом, исследуя ИКР (здесь тоже есть свои правила), можно точно выявить техническое противоречие и вызывающие его причины. Иногда анализ делает решение задачи очевидным. В другой раз приходится применять специальные инструменты для устранения причин, обусловливающих техническое противоречие. Такими инструментами являются основные приемы.

Уже давно было известно, что изобретатель использует какие-то приемы преобразования исходного технического объекта: разделение, объединение, инверсию ("сделать наоборот") и т. д. Разные авторы приводили списки приемов, но списки эти были неполными, наряду с сильными приемами в них фигурировали приемы слабые и устаревшие. А главное - оставалось неизвестным: когда какой прием применять.

При разработке АРИЗ велся систематический анализ патентного фонда: выделялись и исследовались изобретения третьего и более высоких уровней, определялись содержащиеся в них технические противоречия и способы их устранения. На этой основе составлены таблицы наиболее типичных технических противоречий и списки основных приемов их устранения.

При составлении таблицы для АРИЗ-71 было проанализировано около 40 тысяч описаний изобретений. Затем в течение трех лет таблица корректировалась, перестраивалась: в нее вводились прогностические поправки, она проверялась на новых и сложных задачах. Такая таблица не только отражает коллективный творческий опыт огромного числа изобретателей, но имеет и солидный запас "прогностической прочности": рекомендуемые ею приемы не устареют в ближайшие 8 - 10 лет.

В рамках статьи невозможно рассмотреть весь ход решения задачи. Мы покажем работу АРИЗ на одном его фрагменте, взяв не очень сложную учебную задачу.

Вот она:

"Образцы материала в виде стержней испытывают на длительную прочность в условиях высокой температуры и агрессивной среды. Для этого используют прочные металлические шкафы-сейфы. Образцы укрепляют внутри сейфа, подвешивают к образцу груз и заполняют сейф агрессивным веществом. Крышку сейфа закрывают. Основная проблема - как определить время разрыва образца (или падения груза - это безразлично, т. к. испытания длятся много дней, а требуемая точность - минута).

Размещать сигнальные устройства внутри камеры нельзя. Сквозные отверстия делать в стенках тоже нельзя.

Тут сразу напрашиваются решения, продиктованные психологической инерцией: просвечивать камеру излучениями (сложно!), улавливать снаружи шум груза (ненадежно!)...

Начнем решать задачу по АРИЗ. Уберем термины ив двух фразах опишем ситуацию: элементы данной технической системы ("действующие лица изобретательской драмы") и основной конфликт. Для нашей задачи это звучит так: "Дана система из коробки, образца (стержня), груза и агрессивной среды. Трудно определить извне момент разрыва образца или падения груза".

Первый шаг: выделим те элементы, которые - по условиям задачи - могут быть изменены. Это - коробка и груз, поскольку образец и агрессивная среда заданы условиями испытаний. Коробку и груз можно менять, сохраняя лишь их функции: коробка должна вмещать остальные элементы, груз должен растягивать образец с требуемой силой.

Следующий шаг: выберем один из этих элементов. Для этого в АРИЗ имеются определенные правила. В частности, целесообразнее рассматривать неподвижные элементы. Поэтому будем изменять коробку.

Теперь можно сформулировать ИКР: "Коробка сама сообщает о происшедшем событии. Слово "сама" (сам, само) всегда включается в формулу ИКР; это слово придает "идеальность" требуемому действию. Коробка сама- без всяких приборов - отмечает нужное событие (что может быть идеальнее?). Еще один шаг: выделим ту часть коробки, которая не обеспечивает ИКР. Коробка состоит из внутреннего объема и стенок. К внутреннему объему у нас нет претензий, а вот стенки скрывают то, что происходит внутри. Следовательно (это еще один шаг), при изменении состояния образца (груз падает) должно меняться состояние стенок. Причем стенки (вспомним ИКР!) должнысами, т. е. без всяких преобразований, менять состояние: падает груз - должны падать и стенки. Тут отчетливо виднофизическое противоречие: стенки должны падать (чтобы сообщать о падении груза) и не должны падать (чтобы сохранилась целостность коробки). При каких условиях. стенки можно двигать, не нарушая целостности коробки? Ответ очевиден: если движущиеся стенки неподвижны относительно друг друга. Значит, коробка должна падать целиком: упал груз - упала (наклонилась, передвинулась)всякоробка.

Мы свели изобретательскую задачу к простой конструкторской. Разумеется, это не единственно возможное решение. АРИЗ - эвристический алгоритм. Он не дает всех решений данной задачи. Его назначение - дать одно из достаточно хороших решений.

Задачу можно усложнить. Предположим, образец очень тонок (тонкая проволока), груз легок, а камера тяжела. Как быть в этом случае? Можно, конечно, установить камеру на уступе так, чтобы она держалась "еле-еле" - но это плохо (камера будет падать от случайных толчков). Можно устроить что-то вроде механизма "цепного падения" внутри камеры - это тоже плохо (сложно). Казалось бы, неразрешимое противоречие: груз должен быть легким для образца и тяжелым для камеры... Но если есть противоречие, есть и возможность его устранения. Нам надо как-то убрать часть веса груза - положим груз на наклонную плоскость. Часть веса уравновесится реакцией опоры. А когда образец разорвется и упадет, на камеру полностью будет действовать его вес. Наклонная плоскость позволяет создавать и переменную нагрузку на образец: для этого достаточно менять угол наклона камеры.

Мы взяли эту задачу для наглядности. При решении сложных задач эффект АРИЗ еще более значителен: удается шаг за шагом устранять "совершенно непреодолимые" противоречия.

АРИЗ быстро совершенствуется. Недавно, например, был разработан вепольный анализ. Веполем называется техническая система, состоящая из поля, вещества (объекта) и среды двух веществ, каждое из которых является средой по отношению к другому). В веполе изменение одного элемента вызывает определенное изменение других. Вепольные системы очень распространены в современной технике, и вепольный анализ, раскрывая законы развития веполей, позволяет легко решать многие трудные задачи.

Вернемся, например, к задаче о грузе и камере. Нетрудно заметить, что это -невепольная система: гравитационное поле меняет состояние груза (груз падает), но не меняет состояние камеры. А всякая невепольная система стремится стать вепольной - это основное положение вепольного анализа.

Система "поле-груз-камера" станет вепольной, если гравитационное поле (через падающий груз или непосредственно) будет действовать на камеру. То есть мы сразу приходим к выводу, который раньше был получен в результате последовательного анализа.

Другая тенденция развития веполей: вещество в виде твердого тела заменяется раздробленным веществом (полю легче управлять порошком). Применим это положение к нашей задаче. Камеру трудно сделать "порошковой" - камера должна держать агрессивную среду. А вот груз можно сделать, например, в виде песочных часов. Упав, такой груз опрокинется, песок перестанет пересыпаться. Можно взять не песочные часы, а капельницу - это точнее. В одной камере можно разместить десятки образцов (камера теперь не должна наклоняться)...

Вепольный анализ, развивая АРИЗ, делает методику изобретательства еще более сильной. Обратимся хотя бы к задаче об изготовлении линии задержки. По условиям задачи даны два вещества - это, конечно, невепольная система. Нужно, чтобы эти вещества вступили во взаимодействие. На расстоянии они взаимодействовать не будут. Следовательно, надо их как-то соединить: скажем, измельчить и смешать. Вывод этот очевиден при вепольном подходе, хотя для обычного изобретательского мышления такой путь ничем не мотивирован. Зная же принципы вепольного анализа, нетрудно заметить, что для перехода к веполю теперь остается ввести какое-то поле. В смеси двух веществ частицы расположены хаотически, а нам нужна определенная пространственная структура. Нужно передвинуть частицы - а какое поле может это сделать? Тут первый же напрашивающийся ответ: можно использовать колебания. В сущности, мы еще не приступили к анализу задачи, мы только взглянули на задачу с позиций вепольного анализа и сразу увидели: нужно воздействие колебаний на смесь двух веществ. И это очень близко к ответу. Надо насыпать частицы тугоплавкого вещества в расплав легкоплавкого, а затем подвергнуть эту смесь действию стоячего ультразвукового поля. Частицы тугоплавкого вещества соберутся в плоскостях, соответствующих узлам, а в пучностях будет только легкоплавкое вещество. Остается быстро охладить ("заморозить") полученную структуру. Вепольный анализ позволил перейти от сложной задачи к вопросам на уровне конструирования. Подбор подходящего поля требует рассмотрения лишь нескольких вариантов: трудная задача стала легкой.

Когда человек, владеющий вепольным анализом, решает подобные задачи, стороннему наблюдателю это кажется проявлением необъяснимой и очень мощной интуиции...

При изучении методики изобретательства рассматриваются сотни учебных и производственных задач, и анализ каждой задачи, в своем роде, становится уроком творчества. Занятия вырабатывают навыки направленного мышления, развивают творческие способности, обогащают слушателей пониманием технологии творчества.

Двухгодичная учебная программа Азербайджанского Общественного института изобретательского творчества включает не только методику изобретательских задач, но и основы патентоведения, прогностику, информатику, курс развития творческого воображения. Учеба была нелегкой: кроме занятий в аудитории слушатели каждый раз получали домашние задания, выполняли курсовые работы, сдавали экзамены и, наконец, готовили и защищали дипломные проекты, содержащие решение новых изобретательских задач.

Большинство слушателей, зачисленных в институт два года назад, успешно защитили дипломные проекты. Подготовка дипломных проектов продолжается (некоторые темы связаны с большим объемом работы), но уже сейчас можно со всей определенностью сказать: эксперимент показал, что изучение методики изобретательства позволяет уверенно решать сложные изобретательские задачи.

Мы специально не отбирали слушателей, единственным требованием было: не пропускать занятий, выполнять домашние задания. Разумеется, одни освоили методику изобретательства лучше, другие хуже, это типично для любого учебного процесса. Но среди слушателей, успешно защитивших дипломные проекты, были и два школьника (ныне они учатся в вузе) - факт, достаточно красноречивый.

В основу многих дипломных работ положены изобретения, уже внедренные или принятые к внедрению. Таково, например, изобретение В. А. Арсеньева, которое, по мнению ведущих специалистов-нефтяников, найдет очень широкое применение. Ценный прибор, уже используемый при исследованиях, изобрел физик Ю. Горин. [...]

Обучение методике изобретательства успешно велось в Днепропетровске, Свердловске, Ташкенте, Куйбышеве, Петрозаводске и других городах. В Объединенном институте ядерных исследований (Дубна) семинар по методике изобретательства дал 12 заявок, из которых 7 уже признаны изобретениями.

В 1973-1974 учебном году будут открыты общественные школы изобретательского творчества в Москве, Горьком, Иркутске и ряде других городов. Недавно прошел первый семинар по АРИЗ в Болгарии, намечается открытие школ в Польше и ГДР. Интересен такой случай. В Ставрополе, на семинаре, проведенном на заводе "Красный металлист" была рассмотрена задача, относящаяся к усовершенствованию рейсмусовых станков. Задача эта вызвала особый интерес у участников семинара, потому что ее безуспешно пытались решать уже несколько десятков лет. Применив АРИЗ, участники семинара получили решение, которое всем понравилось. Стали подготавливать заявку на изобретение. В самый последний момент в Московской патентной библиотеке был обнаружен свежий швейцарский патент с абсолютно идентичным решением...

Если бы АРИЗ был применен к задаче своевременно, не пришлось бы сожалеть об утраченном приоритете. Случай, увы, не редкий. За неэффективность привычного метода проб и ошибок, за незнание методов решения изобретательских задач приходится расплачиваться потерей усилий и времени, потерей приоритета на изобретения. [...]

Научная организация творческого процесса - настоятельное веление времени. Пройдет несколько лет, и первейшим качеством каждого инженера станет его творческий потенциал: умение генерировать новые идеи, знание эффективных методов решения творческих задач, наличие тренированного творческого воображения, способность быстро осваивать и перерабатывать новую информацию.

Готовиться к этому надо сегодня, сейчас.

Г. АЛЬТШУЛЛЕР, Руководитель Общественной лаборатории методики изобретательства при ЦС ВОИР

© Альтшуллер Г.С., 1987ДОПОЛНЕНИЕ К СПРАВКЕ "ТЕОРИЯ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ"

СУЩНОСТЬ ТЕОРИИ

1.С древнейших времен изобретения делаютметодом проб и ошибок, т.е. перебором вариантов ("А если сделать так?.. Не получается… Попробуем другой вариант…"). В условиях современной НТР метод неэффективен и связан с огромными потерями времени, сил, средств. Эволюция метода не приводит к повышению его эффективности. Например, мысленные эксперименты постепенно оттесняют эксперименты вещественные: это дает выигрыш во времени и средствах, однако уменьшается присущая вещественным экспериментам вероятность побочных неожиданных находок. Производство изобретений развивается количественным путем - за счет увеличения числа людей, привлеченных к перебору вариантов. Возможности этого пути близки к исчерпанию.2.Неэффективность традиционных форм метода проб и ошибок привела к появлению различных его модификаций -методов активизации перебора вариантов: мозгового штурма, морфологического анализа, синектики и т.д. Эти модификации сохранили основу основ метода проб и ошибок - "свободный" (т.е. слепой) перебор вариантов. Применение методов активизации позволило несколько повысить эффективность решения несложных задач и генерировать тоже идеи в нетехнических областях, например при отыскании новых видов рекламы. Но они не привели к созданию эффективной технологии получения новых технических решений при работе с трудными изобретательскими задачами.3.Отечественная теория решения изобретательских задач(ТРИЗ) принципиально отличается от метода проб и ошибок и всех его модификаций. ТРИЗ исходит из того, что технические системы развиваются по объективным законам, которые могут быть выявлены и использованы для сознательного - без перебора пустых вариантов - анализа и решения изобретательских задач. ТРИЗ превращает производство новых технических идей в точную науку; технология решения изобретательских задач - вместо поиска вслепую - строится на системе планомерных вычислений и операций. Современная ТРИЗ, в сущности, является научнойтеорией синтеза и развития технических систем. Эта теория исключает такие факторы, как "осенение", "счастливый случай", "терпеливый перебор вариантов", "прирожденные способности". Главными факторами новой технологии являются знание законов развития систем, использование рационально организованной информации (изобретательских, геометрических, химических эффектов), управление мышлением в процессе решения задачи (гашение психологической инерции, форсирование воображения, четкое выполнение определенной последовательности умственных действий).4.Законы, на которых основана ТРИЗ, - это, прежде всего, законы материалистической диалектики. Используются также некоторые аналоги биологических законов. Ряд законов выявлен изучением исторических тенденций развития техники. Широко применяются общие законы развития систем.Законы проверены, уточнены, а иногда и выявлены путем использования больших массивов патентной информации по сильным изобретениям.Для этого проанализированы многие тысячи патентных описаний. Весь инструментарий ТРИЗ, включая фонд физических, химических, геометрических эффектов, также выявлялся и развивался на основе изучения больших массивов патентной информации. Вообще, каждое нововведение в ТРИЗ проходит тщательную проверку и корректировку на патентных и историко-технических материалах.В этом смысле ТРИЗ можно считать обобщением сильных сторон технического опыта нескольких поколений изобретателей:отбираются и исследуются сильные решения, критически изучаются слабые решения и ошибки изобретателей. Аппарат теории постоянно проверяется, корректируется и совершенствуется в ходе практического применения, прежде всего, при обучении решению задач. Ежегодно в сотнях школ, общественных институтов, народных университетов слушатели решают множество учебных и не учебных (новых производственных) задач. Анализ письменных работ позволяет объективно определить причины ошибок, совершены ли они по вине преподавателя, по вине слушателя или имеет место сбой в работе того или иного инструмента ТРИЗ. Накопленная информация тщательно изучается - это позволяет быстро совершенствовать методику обучения ТРИЗ и саму теорию.5.Главный закон развития технических систем - стремление к увеличению степени идеальности:идеальная техническая система - когда системы нет, а её функция выполняется. Пытаясь обычными (уже известными) путями повысить идеальность технической системы, мы улучшаем один показатель (например, уменьшаем вес транспортного средства) за счет ухудшения других показателей (например, снижаем прочность). Конструктор идет на компромиссное решение - оптимальное в каждом конкретном случае. Изобретатель должен сломать компромисс: улучшить один показатель, не ухудшая других. Поэтому в наиболее распространенном случаепроцесс решения изобретательской задачи можно рассматривать как выявление, анализ и разрешение технического противоречия. Сходные противоречия разрешаются однотипными приемами. Наиболее сильные приемы - комплексные (сочетания нескольких приемов, часто - сочетания приемов с физхимэффектами). Самые сильные комплексные приемы образуют аппарат ТРИЗ для решения типовых задач -систему стандартов. Современная система стандартов включает 77 стандартов, разделенных на классы, подклассы и группы. Классификация построена на основе законов развития технических систем, поэтому система стандартов позволяет не только решать задачи, но и прогнозировать развитие машин и процессов. Описание стандартов сведены в единый указатель, снабженный многочисленными примерами - по каждому стандарту. Следует подчеркнуть, что стандартные задачи стандартны только с позиций ТРИЗ: изобретатель, не знакомый с ТРИЗ, воспринимает такие задачи как нетипичные, сложные. Можно также отметить, что стандарты могут быть использованы для решения задач, сложных даже с позиций ТРИЗ; такие задачи могут быть решенысочетанием стандартов.6.Для решения особо сложных нестандартных задач используетсяалгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ). Это комплексная программа нескольких десятков последовательно выполняемых операций, направленных на преобразование и упрощение задачи. Текст АРИЗ снабжен четкими правилами и пояснениями, облегчающими преобразование задачи. АРИЗ позволяет перейти от расплывчатой и туманной исходной ситуации к задаче и к схематической модели задачи, выделить оперативную зону, изменение которой необходимо и достаточно для устранения конфликта. По определенным правилам формулируют идеальный конечный результат (ИКР), для преобразования оперативной зоны, исследуют конфликт (техническое противоречие), выявляя физическое противоречие, то есть противоположные физические требования, предъявляемые к оперативной зоне (например, оперативная зона должна быть горячей и холодной, подвижной и неподвижной и т.п.). Такой анализ (при необходимости он проводится повторно - с углублением) позволяет найти причины возникновения физического противоречия и устранить их, используя информационный фонд АРИЗ - таблицы применения физ-хим-геом-эффектов, указатель применения стандартов, типовые приемы. АРИЗ постоянно совершенствуется; каждая модификация имеет цифровой индекс - указание на год опубликования: АРИЗ-56, АРИЗ-61, АРИЗ-82-А, АРИЗ-82-Б и т.д. Последние модификации алгоритма (АРИЗ-85-Б, АРИЗ-85-В) - кроме описанной выше основной линии анализа - имеют вторую аналитическую линию: планомерное исследование веществ и полей данной по условиям задачи системы. Анализвещественно-полевых ресурсов (ВПР) позволяет находить наиболее экономичные пути преодоления противоречий.7.АРИЗ - программа для работы человека, не машины. Поэтому АРИЗ включает аппарат для организации мышления в процессе решения задачи. Таким аппаратом служит, прежде всего, сама программа - с её диалектической логикой и необычной структурой, задающей своеобразный режим мышления - планомерный и в то же время "дикий", нетривиальный. В программу включены и специальные операторы, позволяющие гасить психологическую инерцию и при необходимости форсировать воображение. АРИЗ предназначен для решения, конкретных изобретательских задач. Но регулярное применение алгоритма постепенно вырабатывает особый "аризный" стиль мышления - диалектический, опирающийся на знание законов развития систем, уверенно преодолевающий психологические барьеры!8.В ТРИЗ возникло и широко используется понятиео минимальной технической системе. Такая система, включающая два взаимодействующих вещества и поле, получила названиевеполь. Установлено существование сложных веполей: комплексных, двойных, цепных. Разработан вепольный анализ, позволяющий записывать условия и ход решения изобретательских задач; ТРИЗ обрела свой язык для записи "технических реакций" (наподобие записи реакций в химии). Вепольный анализ позволил - в ряде случаев - количественно оценивать степень увеличения идеальности при синтезе новых технических решений.9.ТРИЗ - теория решения творческих задач в технике. ТРИЗ возникла именно в технике, поскольку только в технике был мощный патентный фонд, послуживший фундаментом теории. Но помимо технических систем существуют и другие - научные, художественные, социальные и т. д. Развитие всех систем подчинено сходным закономерностям, поэтому многие идеи и механизм ТРИЗ могут быть использованы при построении теорий решения внетехнических творческих задач.

СИСТЕМА ОБУЧЕНИЯ ТРИЗ

10.Для развития ТРИЗ не нужны какие-либо затраты или специальное оборудование. Исследователь почти всегда имеет возможность пользоваться необходимыми материалами - патентной и историко-технической информацией. Всегда есть у исследователя и возможность проверить свои построения, испытав их на новых задачах. Исследователь, таким образом, достаточно независим от внешних условий. Успех работы определяется, прежде всего, умением преодолевать внутреннее сопротивление, инерцию привычных представлений. Иначе обстояло дело с созданием и развитием системы обучения ТРИЗ. Тут большую роль играли материальные факторы: для организации учебы требовались помещения, учебные и наглядные пособия, средства для оплаты преподавателей, освобождение слушателей от работы на время обучения и т.д. Казалось бы, после первых опытов, подтвердивших работоспособность ТРИЗ, общественные и государственные учреждения будут всемерно способствовать внедрению новой технологии решения изобретательских задач - самой важной из всех технологий. Такого содействия, однако, не было. Было противодействие: внедрение ТРИЗ встречало сильное внешнее сопротивление. Обусловлено это сопротивление, в основном, двумя причинами:

а) с древнейших времен изменилось все, кроме метода решения творческих задач. К методу проб и ошибок настолько привыкли, что само творчество стало отождествляться с технологией решения задач путем подбора вариантов; б) ТРИЗ отрицала монополию на творчество, якобы обеспечиваемую прирожденными способностями. А за такие монополии и привилегии (родовые, имущественные, расовые и т.п.) держатся крепко, отстаивая их всеми средствами, включая силу.

В бурях великих революций рухнули плотины предрассудков о превосходстве родовитых людей, об особых способностях людей богатых. Но устояло и, пожалуй, даже стало прочнее представление об исключительности людей, наделенных творческими способностями. Уже не говорят: он лучше, потому что богаче. Теперь говорят: он лучше, потому что у него творческие способности. Да, у людей разные способности. Но это не причина неравенства, это - следствие. Миф, обосновывающий неравенство ссылкой на разные способности, исключительно крепок, но он неизбежно рухнет. Люди имеют одинаковое право на счастье, и право это включает, прежде всего, право на творчество, право на развитие для творчества соответствующих способностей. ТРИЗ предназначена для решения конкретных технических задач. Но не менее важна и другая функция ТРИЗ: развитие такой технологии мышления, которую по старой терминологии мы называем талантом, творчеством. 11.Развитие системы обучения ТРИЗ отчетливо делится на три периода:

50-60-е годы

Экспериментальные семинары. Главная внутренняя цель: проверка разработок по ТРИЗ, накопление опыта обучения. Главная внешняя цель: доказательство принципиальной возможности обучения, решение изобретательских задач.

71-81 годы

Становление системы обучения: разработка гаммы учебных программ, подготовка учебных и наглядных пособий, подготовка преподавателей, организация школ, курсов и т. п. Главная внутренняя цель: разработка эффективных методов обучения и подготовка преподавателей. Главная внешняя цель: доказательство эффективности обучения ТРИЗ.

82-86 годы

Перевод системы обучения на режим постоянного самоусовершенствования. Главная внутренняя цель: подготовка исследователей (разработчиков ТРИЗ). Главная внешняя цель: внедрение ТРИЗ в развивающиеся системы обучения (в вузах, ИПК, ФСА).

12.При оценке результатов и возможных перспектив обучения ТРИЗ следует учитывать, что реальное обучение ведется пока в условиях весьма далеких от идеала.

ИДЕАЛЬНОЕ ОБУЧЕНИЕ

Идеальное обучение должно отвечать 6-ти главным требованиям: 1. Слушатели начинают знакомиться с основами ТРИЗ и РТВ в наиболее благоприятном возрасте - еще в школе. Затем - в вузе. Основной курс - после вуза, в 25-30 лет. 2. На основной курс выделяется достаточно времени: месяц с отрывом от работы, далее самоподготовка в течение 3-4 месяцев без отрыва, потом снова месяц с отрывом, экзамены, выпускная работа. В дальнейшем раз в год - двухнедельная переподготовка. 3. На время основного курса слушатели освобождены не только от работы, но и от домашних забот. Практически: на занятия командируют в другой город. 4. Слушатели хорошо обеспечены учебными материалами. Минимально - учебник по всему курсу, 3-5 книг, 10 брошюр (по отдельным темам), 300-350 страниц раздаточного материала. 5.Преподаватель имеет достаточную квалификацию (по ТРИЗ): минимум - 3-летний стаж преподавания. Каждые 3 года должна проводиться переаттестация преподавателей. 6. У слушателей естьматериальные стимулы для занятий. Оценки ставятся реально - не так, как сейчас в ИПК (только 5 и 4). За отличные выпускные работы - премии: серьезная учеба - это работа.

РЕАЛЬНОЕ ОБУЧЕНИЕ

Мы ведем занятия преимущественно со слушателями 35-50 лет. Часто они до начала занятий не знают - чему и зачем их будут учить. Времени на обучение у нас в 4-5 раз меньше, чем надо. Слушатели чаще всего не освобождены от домашних забот. С учебными материалами совсем плохо: в лучшем случае даем минимум раздаточных материалов - и все. Преподаватели (из-за нерегулярной переподготовки) не всегда имеют требуемую квалификацию. Ощутимых материальных стимулов к занятиям у слушателей нет. Вывод: если при такой "вилке" между реальными и идеальными условиями мы все-таки получаем хорошие результаты, это объясняется энтузиазмом организаторов занятий, преподавателей, слушателей. 13.Основные учебные программы 80-х годов делятся на четыре группы:

	Часы	Письменные работы	Цели обучения
I.	До 40		Ознакомление с принципами теории, привлечение к дальнейшей учебе. Для занятий необходимо 60-70 стр. материалов на каждого слушателя.
II.	60-80 (полгода при занятиях раз в неделю или двухнедельный семинар с отрывом от работы)	Ежедневные домашние задания, контрольная работа.	Углубленное ознакомление с принципами; частичное освоение рабочих инструментов ТРИЗ. Материалы - 120 стр.
III.	120-140 (год при занятиях раз в неделю или месячный семинар с отрывом от работы).	Ежедневные домашние задания, контрольные и курсовые работы, выпускная работа.	Освоение основных рабочих инструментов ТРИЗ и решение с их помощью одной производственной задачи (с последующим оформлением заявки); выработка некоторых навыков творческого мышления. Материалы - до 200 стр.
IV.	220-280 (два года занятий раз в неделю или два месячных семинара с отрывом от работы).	Ежедневные домашние задания, контрольные и курсовые работы, выпускная работа по окончании курса, дипломная работа по окончании второго курса.	Освоение современной ТРИЗ и решение нескольких производственных задач (с оформлением заявок); выработка навыков творческого мышления; подготовка преподавателей и разработчиков ТРИЗ. Материалы - 400 и более стр.

Программы первого типа обычно реализуются без отрыва от производства, часто с преподавателем на общественных началах. Затрат практически нет. Семинары по программам типа II требуют освобождения слушателей от работы на две недели и оплаты преподавателей. Стоимость обучения каждого слушателя 80-100 рублей. Если считать только оплату преподавания, расходы на организацию семинара - 500-600 руб. Занятия по программе III требуют до 1000 руб. на оплату преподавания. Если слушатели освобождены от работы, стоимость обучения составляет примерно 150-250 руб. на каждого слушателя. Затраты на реализацию программы IV - вдвое больше. 14.Отдача (минимальная) от обучения по программам III типа при группе в 30 человек:

сразу по окончании обучения	20 технических решений на уровне изобретений;
через год после обучения	15 заявок на изобретения;
через два года	30 заявок, 5 авторских свидетельств (или положительных решений), одно внедренное изобретение;
через три года	40 заявок, 12 авторских свидетельств (или положительных решений), 3 внедренных изобретения.

Эксперименты по проверке эффективности обучения дважды ставились ЦС ВОИР (1971-1973 и 1973-1975) на базе Азербайджанского общественного института изобретательского творчества. Из газеты "Правда" за 06.05.76:"Три года назад несколько десятков молодых людей стали студентами первого в стране института изобретательского творчества, созданного при ЦК ЛКСМ Азербайджана и республиканском совете ВОИР. Никаких особых способностей к техническому творчеству до того они не проявляли, в институт их отсевали без каких-либо ограничений, зачисляли всех, кто хотел. А из института они вышли полноценными изобретателями: некоторые с авторскими свидетельствами, остальные с блестящими творческими перспективами, о чем можно судить по отличным оценкам, полученным студентами за свои дипломные работы. Воспитанники института решали актуальные технические проблемы, которые раньше не поддавались усилиям изобретателей"... При создании АзОИИТ ЦС ВОИР установил контрольные цифры: I курс - 75 человек, по окончании экзамены, должно быть не менее 50 выпускников; 2 курс - 50 человек, по окончании защита дипломных работ на уровне изобретения, должно быть не менее 25 выпускников. Реальные показатели: I курс - принято 100 человек, окончило 92; 2 курс - принято 60 человек, защитилось 33. Защиту принимала комиссия ЦС и РС ВОИР, при защите необходимо было обосновать выбор задачи и показать ход ее решения по ТРИЗ, предъявить авторское свидетельство или положительное решение Комитета. (В исключительных случаях можно было защищаться по заявке. Её анализировали эксперты ЦС ВОИР.) Итоги рассматривались на заседании президиума ЦС ВОИР. Работу АзОИИТ одобрили. Следующий двухгодичный цикл - примерно те же результаты. В журнале "Техника и наука" №3-1982, с. 24 приведены данные о работе аналогичной днепропетровской школы ТРИЗ: за 1972-1981 - 9 выпусков, 500 слушателей, 350 авторских свидетельств (сейчас эта цифра намного больше - выпускники продолжают изобретать). Экономия: десятки миллионов рублей. Данные и примеры по другим школам - в журнале "Техника и наука" №2-1982, стр. 17-18 и №10-1982, стр. 13-15. Приведено множество фактов, указаны фамилии, номера авторских свидетельств, экономия.Если учитывать хотя бы только опубликованные данные, обучение ТРИЗ дало стране за 10 лет (1972-1981) около 4 тысяч изобретений, десятки миллионов рублей экономии. 15.Год за годом, несмотря на противодействие, создавалась и развивалась система обучения ТРИЗ. Совершенствовались учебные программы, велась подготовка преподавателей, составлялись учебно-методические материалы, по крупицам накапливался драгоценный опыт обучения решению творческих задач. Сегодня мы имеем развитую систему обучения ТРИЗ - с высококвалифицированными преподавателями, с отработанным механизмом подготовки новых преподавателей, с проверенными и перепроверенными учебными программами. учебными и наглядными пособиями, с многообразными методами и приемами повышения эффективности учебного процесса, с опытом успешного применения ТРИЗ к решению тысяч актуальных задач. Такая система обучения ТРИЗ и сама ТРИЗ - национальное богатство страны. Хотя далеко не все это понимают.

Апрель, 1987

ГЕНРИХ САУЛОВИЧ АЛЬТШУЛЛЕР

15.10.1926 - 24.09.1998

Генрих Саулович Альтшуллер (псевдоним - Генрих Альтов) - автор ТРИЗ-ТРТС (теории решения изобретательских задач - теории развития технических систем), автор ТРТЛ (теории развития творческой личности), изобретатель, писатель.

Родился 15 октября 1926 года в г. Ташкенте (СССР, Узбекистан). В 1931 г. семья переехала в г. Баку (СССР, Азербайджан). Родители - журналисты. С отличием окончил среднюю школу. Поступил в Азербайджанский индустриальный институт. С первого курса нефтемеханического факультета в феврале 1944 г. добровольно пошел в Советскую Армию. Учился в 21-й Военно-авиационной школе первоначального обучения пилотов (СССР, Грузия, Рустави). После окончания Великой Отечественной войны для продолжения службы был направлен в Баку; служил в инспекции по изобретательству Каспийской Военной флотилии, был командиром отделения хим. разведки в/ч 11513.

Изобретал с детства. Среди его первых изобретений - катер с ракетным двигателем, пистолет-огнемет, скафандр. Первое авторское свидетельство на изобретение получил в возрасте 17 лет (приоритет заявки от 9 ноября 1943 г.). К 1950 г. число изобретений превысило десять. Наиболее значительное из них - газотеплозащитный скафандр (а.с. № 111144).

В 1946-48 г.г. главной целью жизни стала разработка ТРИЗ (теории решения изобретательских задач). Основной постулат ТРИЗ-ТРТС: технические системы развиваются по определенным законам, эти законы можно выявить и использовать для создания алгоритма решения изобретательских задач. Созданию и совершенствованию ТРИЗ-ТРТС, а в конечном счете, созданию теории сильного мышления, Г.С. Альтшуллер посвятил свою жизнь - около 50 лет.

Образование н/высшее (Азербайджанский индустриальный институт). Со школьных лет занимался самообразованием, с 15 лет вел учет времени по системе, напоминающей систему Любищева.

Занятия по ТРИЗ вёл с 1948 года. В эти годы им уже была сформулирована идея выявления и преодоления ТП (технического противоречия), выявлены некоторые закономерности (в частности то, что теперь называют переходом в надсистему, а также закон согласования ритмики) и приемы (один из первых - изменение агрегатного состояния), использовались некоторые химэфекты: применение сильных окислителей, ВВ, появился информфонд.

В 1948 году написал письмо Сталину (вместе с Р. Шапиро) с резкой критикой положения дел с изобретательством в СССР. 28 июля 1950 г. был арестован бывшим МГБ СССР (Министерство госбезопасности), без суда приговорен Особым Совещанием МГБ к 25 годам лишения свободы и отправлен в Речлаг - один из лагерей Воркуты. Лагерный номер: 1-Ч-502. В лагере сделал несколько изобретений. 22 октября 1954 года реабилитирован КГБ (Комитет госбезопасности) при СМ СССР (Совете министров) по ЗакВО (Закавказский военный округ).

После освобождения вернулся в Баку, где и жил до 1990 г. С сентября 1990 г. до конца жизни (1998) проживал в г. Петрозаводске (Карелия).

В 1955-1956 г.г. был корреспондентом газет: “Бакинский рабочий”, “Вышка”.

Первая публикация, посвященная теории изобретательства, - статья “О психологии изобретательского творчества” (Альтшуллер Г.С., Шапиро Р.Б. О психологии изобретательского творчества//Вопросы психологии. - 1956, № 6). В статье - первый опубликованный АРИЗ (Алгоритм решения изобретательских задач). Над совершенствованием АРИЗа работал около 40 лет. Автор модификаций: АРИЗ-59, АРИЗ-61, АРИЗ-64, АРИЗ-65, АРИЗ-68, АРИЗ-71, АРИЗ-75, АРИЗ-77, АРИЗ-82 (А,Б,В,Г), АРИЗ-85-А, АРИЗ-85-Б, АРИЗ-85-В.

Устроиться на работу реабилитированному было практически невозможно. Г.С. Альтшуллер сформулировал проблему трудоустройства в виде изобретательской задачи: “Надо работать и нельзя работать”. Решение задачи нашел в виде: “Надо писать фантастику”. Как писатель-фантаст дебютировал рассказом “Икар и Дедал” в 1958 г.

Первые фантастические рассказы составили цикл “Легенды о звездных капитанах” (1961 г.). Все научно-фантастические произведения печатал под псевдонимом Г. Альтов. В дальнейшем у него возникали изобретательские идеи, граничащие с фантастикой, и фантастические идеи на грани с реальной техникой. В таких случаях приходилось спорить с экспертизой, доказывая, что изобретение все-таки реально. И однажды, не сумев убедить экспертов, он написал фантастический рассказ, использовав идею своего изобретения... Как писатель-фантаст, Генрих Альтов ставил задачу: методами литературы показать развитие науки и техники в направлении идеала, считая в то же время главной целью фантастики как литературного жанра - человековедение.

Один из ведущих отечественных писателей-фантастов 1960-х годов. Автор "Регистра научно-фантастических идей и ситуаций" (своеобразного патентного фонда идей мировой фантастики), автор научно-фантастических очерков, а также очерков о судьбе предвидений Ж. Верна, Г. Уэллса, А. Беляева.

В 1957-1959 г.г. работал в Министерстве строительства Азербайджана (Бюро технической помощи). Здесь в 1958 г. провел самый первый семинар по обучению ТРИЗ, на котором впервые было сформулировано понятие ИКР (идеального конечного результата). Проводил семинары по ТРИЗ по всей стране (СССР). Число семинаров к 1970 г. составило 19, в том числе и первый семинар по подготовке преподавателей ТРИЗ в г. Дзинтари (Латвия) в 1968 г. Всего Г. Альтшуллером было проведено около 70 семинаров и курсов по обучению ТРИЗ и подготовке преподавателей в различных городах СССР.

В 1970 году создал в Баку (СССР, Азербайджан) Школу молодого изобретателя, которая в 1971 году переросла в АзОИИТ (Азербайджанский общественный институт изобретательского творчества) - первый в мире центр обучения ТРИЗ. Организовывал первые в стране школы изобретательского творчества, общественные университеты научно-технического творчества во многих городах. Общее число таких школ в 80-е годы превышало 500.

В 1974 г. о занятиях в Азербайджанском общественном институте изобретательского творчества (АзОИИТ), проводимых Г. Альтшуллером, был снят фильм “Алгоритм изобретений” (“Центрнаучфильм”).

Преподавал ТРИЗ школьникам с 1970 г. С 1974 г. по 1986 г. вел изобретательский раздел в газете “Пионерская правда”. За 12 лет проведения не имеющего аналога в мире эксперимента по обучению ТРИЗ школьников 10-ти - 17-ти лет им было проанализировано полмиллиона писем с решениями изобретательских задач. На основе этого уникального опыта написана книга: “И тут появился изобретатель” (1984, 1987; доп. и перераб., 1989; 2000).

В 1973 г. ввел в практику решения изобретательских задач вепольный анализ, а в 1975 г. - стандарты на решение изобретательских задач.

С 1989 г. по 1998 г. президент Ассоциации ТРИЗ.

Основные книги Г.С. Альтшуллера по ТРИЗ-ТРТЛ:

Альтшуллер Г.С. КАК HАУЧИТЬСЯ ИЗОБРЕТАТЬ. - Тамбов: Тамбовское кн. изд-во. - 1961;

Альтшуллеp Г.С. ОСHОВЫ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСТВА - Воронеж: Центрально-Черноземное изд-во. - 1964;

Альтшуллеp Г.С. АЛГОРИТМ ИЗОБРЕТЕHИЯ. - М.: Московский рабочий. - 1969 (1-е изд.); 1973 (2-е изд.);

Альтшуллеp Г.С. ТВОРЧЕСТВО КАК ТОЧHАЯ HАУКА - М.: Советское радио, 1979;

Альтшуллеp Г.С., Селюцкий А.Б. КРЫЛЬЯ ДЛЯ ИКАРА.- Петрозаводск: Карелия, 1980;

Альтов Г. И ТУТ ПОЯВИЛСЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬ. - М.: Дет. лит-ра. - 1984 (1-е изд.); 1987 (2-е изд); 1989 (3-е изд., перераб. и доп.); 2000 (4-е изд.);

Альтшуллеp Г.С., Злотин Б.Л. и др. - ПРОФЕССИЯ - ПОИСК HОВОГО. - Кишинев: Каpтя Молдовеняскэ, 1985;

Альтшуллеp Г.С. HАЙТИ ИДЕЮ - Hовосибиpск: Hаука, 1-е издание, 1986; 2-е издание, 1991; 3-е изд., доп., Петрозаводск: Скандинавия, 2003 ;

Альтшуллер Г.С., Злотин Б.Л., Зусман А.В. - ПОИСК HОВЫХ ИДЕЙ: ОТ ОЗАРЕHИЯ К ТЕХHОЛОГИИ (теория и практика решения изобретательских задач). - Кишинев: Каpтя Молдовеняскэ, 1989;

Альтшуллер Г.С., Верткин И.М. КАК СТАТЬ ГЕНИЕМ: Жизненная стратегия творческой личности. - Минск: Беларусь, 1994.

Помимо книг им написаны десятки статей по теории решения изобретательских задач. Некоторые книги и многие статьи переведены на иностранные языки (см. Библиографию).

Начав с попытки создания методики изобретательства, Генрих Саулович Альтшуллер создал теорию сильного мышления (включающую ТРИЗ-ТРТС, РТВ, ТРТЛ), которую десятки тысяч людей во всем мире используют для решения творческих проблем в различных областях человеческой деятельности.

© Альтшуллер Г.С., Верткин И.М., 1994 (по книге: КАК СТАТЬ ГЕНИЕМ: Жизненная стратегия творческой личности. - Минск, Беларусь, 1994. - 479 с. ) ПЕРЕЧЕНЬ ХОДОВ ЖСТЛ

 

ДЕБЮТ
ЧАСТЬ 1
№	ХОД ВНЕШНИХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВ	ХОД ТВОРЧЕСКОЙ ЛИЧНОСТИ
1.	Плохое начальное образование	Творческое самообразование
2.	Тяжелые жизненные условия, "Чучело"	Информация о Достойной Цели (ДЦ)
3.	Внешние обстоятельства (ВО) навязывают свои цели	Встреча с "чудом"
4.	Недопущение до информации	Поиск независимой цели
5.	Высмеивание	Поиск цели, доступной для одиночки
6.	Стандартное специальное образование	Самообразование
7.	Пугает масштабность	Выбор ДЦ-1
КЛЮЧЕВОЙ МОМЕНТ-1
8.	Пугает долгий путь к ДЦ-1	Составление программы
ЧАСТЬ 2
9.	Человека превращают в зрителя	Самовоспитание
10.	Человека превращают в псевдодеятеля	Игнорирование
11.	Человека превращают в профессионального спортивного деятеля	Занятие физкультурой
РАЗМЫШЛЕНИЕ НАД ИНФОРМАЦИЕЙ
12.	Воспитание потребительских идеалов	Отказ от сверхзаработка
13.	Придание общей цели значения "великой"	Выработка морального кодекса
14.	Плохое обслуживание	Снижение потребностей
15.	Женщины	Поиск "Склодовской"
16.	Одиночество	1-я смена стимулов: работа ради работы
17.	"Спасительный голос родных и близких"	Замена окружения
18.	Нет денег	Использование свободной профессии
МИТТЕЛЬШПИЛЬ
ЧАСТЬ 1
№	ХОД ВНЕШНИХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВ	ХОД ТВОРЧЕСКОЙ ЛИЧНОСТИ
19.	Усиленный расход времени (УРВ) на профессию	Поиск удобной службы
20.	УРВ на быт	Ужесточение распорядка дня
21.	Настрой на быстрый успех	Готовность работать "в стол"
22.	Внутриколлективные интриги	Неотвлечение от цели
23.	Престижный уровень жизни	Ограничение потребностей
24.	Несчастье, катаклизм	Приспособление к новым условиям
25.	Болезнь	Продолжение интенсивной творческой работы
26.	Опасность для жизни	Готовность рисковать
27.	Служебные перспективы, "диссертация"	Самоотказ
28.	Служебные неприятности	Игнорирование
29.	Нужны новые знания	Самообразование, освоение языков
ЧАСТЬ 2
30.	Отказ	Попытка внедрения результатов, именная рассылка
31.	Отказ, потеря рукописи	Обращение вверх напрямик, развитие идеи
32.	Фальсификация результатов, внедрение "верховной истины"	Попытка внедрения на личных началах и за рубежом
33.	Комиссия	Минимальные контакты
34.	Недопущение публикаций	Популяризация цели
35.	Дискредитация Творческой личности (ТЛ)	2-я смена стимулов: работа во имя человечества
36.	Зависть	Уход от конфликтов
37.	"Сенсация", "шум"	Работа без опрометчивых обещаний
38.	Навязывание ЭВМ	Решение творческих задач
39.	"Соавторы"	Подготовка к надсистемному переходу
40.	"Жуликизация" цели	Только законные действия
41.	Борьба за вознаграждение	Не ввязываться по-крупному
КЛЮЧЕВОЙ МОМЕНТ-2
42.	Семья	Поиск жены-соратника
43.	Следствия безысходности	Продолжение творческой работы
КЛЮЧЕВОЙ МОМЕНТ-3
44.	Сверхспециализация	Широкое самообразование
45.	Перспективы по свободной профессии	Самоотказ
ЧАСТЬ 3
46.	Нет нужных людей	Организация коллектива
47.	Частность-1	Подготовка широкомасштабного внедрения
48.	Бомба-1	Категорический отказ
49.	Бумага-1	Продолжение личного внедрения
50.	Перевнедрение-1, "золотая лихорадка"	Отказ от авантюр
51.	Наши люди-1	Увлечение коллектива творческими целями
52.	"Победа"	Продолжение интенсивной творческой работы
КЛЮЧЕВОЙ МОМЕНТ-3 (продолжение)
53.	Отсев части коллег	Переход к ДЦ-2
КЛЮЧЕВОЙ МОМЕНТ-3 (окончание)
54.	Усиленный расход времени на организационные работы	Образование школы
РАЗМЫШЛЕНИЕ НАД ИНФОРМАЦИЕЙ
55.	Сопротивление коллег	Получение результата по цели-2
56.	Отказ, обвинение в "личной гениальности"	Попытка внедрения
57.	Частность-2	Использование цели-1
58.	Бомба-2	Отказ от решения чисто "военных" задач
59.	Бумага-2, "модификации"	Личное внедрение
60.	Перевнедрение-2, "конкуренты"	Добросовестная работа
61.	Наши люди-2	Работа на очень дальнюю перспективу
62.	"Давайте жить дружно"	Отказ от "мира"
63.	"Милостивый феодал"	Категорический отказ
64.	"Свадебный генерал"	Переход к системе школ
65.	"Порча" школы	Превращение коллег в ТЛ
66.	Соперничество	Здоровая конкуренция
ЭНДШПИЛЬ
ЧАСТЬ 1
№	ХОД ВНЕШНИХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВ	ХОД ТВОРЧЕСКОЙ ЛИЧНОСТИ
67.	Самореклама "прилипал"	Переход к ДЦ-3
68.	Борьба с движением	Образование движения
69.	Отказ коллег от ДЦ-3	Первые результаты по ДЦ-3
70.	Сверхсложное внедрение	Принципиально новые результаты
71.	Частность-3	Концентрация усилий на ДЦ-3
72.	Бомба-3	Развитие гуманной составляющей ДЦ-3
73.	Бумага-3	Публикация книг
74.	Нет денег	Продолжение интенсивной творческой работы
75.	Соблазн целью-2	Продвижение к ДЦ-3
76.	"Восстание ангелов"	Разработка Фонда Новых Достойных Целей (ФНДЦ)
77.	Репрессии	Обращение к общественности
78.	Появление идеологов-борзописцев	Создание архива
79.	Операция "Данко"	3-я смена стимулов: апелляция к потомкам
80.	Травма, болезнь	Постоянное самосовершенствование
РАЗМЫШЛЕНИЕ НАД ИНФОРМАЦИЕЙ
81.	Потеря близких	Продолжение интенсивной творческой работы
ЧАСТЬ 2
82.	Предельные репрессии, захват архива	Продолжение работы, сохранение дубликата архива
83.	Физическая расправа	Подготовка исторической справки
КЛЮЧЕВОЙ МОМЕНТ-4
ПОСТЭНДШПИЛЬ
ЧАСТЬ 1
№	ХОД ВНЕШНИХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВ	ХОД ТВОРЧЕСКОЙ ЛИЧНОСТИ
84.	Искажение истории	Использование архивного материала
85.	"Сто лет со дня рождения"	Продолжение творческой работы
ЧАСТЬ 2
86.	"Порча" сверхдвижения	Образование сверхдвижения
87.	"Сын лейтенанта Шмидта", "ложный юбилей"	Цели из ФНДЦ
88.	Тормоз прогресса	Подготовка к постпостэндшпилю

© Альтшуллер Г.С., 1985 ФОНД ДОСТОЙНЫХ ЦЕЛЕЙ

Занятия по ТРИЗ преследуют две цели: 1) обучение новой технологии решения изобретательских задач; 2) воспитание качеств, присущих творческой личности. В ходе занятий на семинарах в Новосибирске (1984), Днепропетровске (1984), Пензе (1985) обсуждался вопрос - какие именно качества в первую очередь присущи творческой личности? Было выделено 6 таких качеств: 1. Наличие значительной, новой (еще не достигнутой) и общественнополезной цели. Например, у Шлимана была цель - раскопать Трою, доказать, что Гомеровская Греция была реальностью, вернуть человечеству античный мир: его города, дома, храмы, статуи... 2. Наличие комплекса реальных рабочих планов достижения цели и регулярный контроль за выполнением этих планов. Цель останется суетной мечтой, если не будет разработан пакет планов на 12 лет, на 5 лет, на год, на месяц, на день. Очевидно, нужен регулярный контроль выполнения планов. В большинстве случаев планы включают приобретение знаний, необходимых для достижения цели. Например, Чюрленис, задумав синтезировать живопись и музыку, учился основам живописи. Швейцер, планируя миссионерскую деятельность, "с нуля" освоил профессию врача. 3. Высокая работоспособность (в выполнении планов). Как правило, реализация планов требует высокой ежедневной "выработки". Картотека В.А. Обручева содержала тридцать пудов (!) аккуратно исписанных листочков тетрадного формата. После Ж. Верна осталась картотека в 20000 тетрадок. 4. Хорошая техника решения задач. На пути к цели необходимо решить десятки и сотни изобретательских задач (в широком смысле слова). Нужно уметь их решать - нужны опыт, приемы, методика, в идеале - научная технология решения задач. 5. Способность отстаивать свои идеи - "умение держать удар". Чем новее цель и чем дальше удалось в ней продвинуться, тем, как правило, больше отрыв от общего уровня. Отрыв неизбежно приводит к конфликтам. Надо быть готовым к ударам и уметь их "держать" без писка. 6. Результативность. Если первые пять качеств налицо, должны быть частичные положительные результаты на пути к цели (иначе есть опасность, что цель - создание вечного двигателя или что-то в этом роде). ТРИЗ непосредственно связана с четвертым пунктом этого списка. Но качества образуют систему: нельзя получить высоких показателей по четвертому пункту, если на нуле все остальные. Поэтому в последние годы в программах занятий по ТРИЗ все больше места отводится комплексному развитию качеств, присущих творческой личности. Достигается это включением в программы конкретных примеров, относящихся ко всему комплексу качеств (жизнь В.И. Ленина) или к отдельным качествам (например, А.А. Любищев - система планов и ежедневный контроль их выполнения). Однако показ на примерах - начальная форма обучения. По каждому из пяти пунктов (шестой - результат первых пяти) нужна технология (методика, набор рабочих инструментов и т. д.). Между тем хорошо разработанная технология есть у нас только по четвертому пункту - это ТРИЗ, новая технология решения изобретательских задач. Прежде всего необходимо разработать новую технологию выбора цели. Творческая мысль в этой области находится на крайне низком уровне, как когда-то в технике решения задач. Считается, что все зависит от случая или от прирожденных способностей. Нужна научная теория выбора целей. Начинать эту работу следует с создания Фонда Достойных Целей - списка (или картотеки) целей. Такой фонд остро необходим уже сейчас для обучения ТРИЗ школьников, студентов, молодых инженеров. В особенности - школьников. Вести их обучение ТРИЗ без увлекательной цели просто невозможно: ТРИЗ - инструмент для достижения цели, а не самоцель. Что считать Достойной Целью? Вот пример. 15-летний школьник Нурбей Гулиа решил создать сверхемкий аккумулятор. Гулиа работал в этом направлении свыше четверти века (подробности см. в книге Н.В. Гулиа "В поисках энергетической капсулы". Детская лит., 1984 г.) Пришел к выводу, что искомый аккумулятор - маховик. Начал делать маховики (сам, дома), решил множество изобретательских задач, упорно гнул свою линию (один штрих: а. с. 1048196 выдали Гулиа в 1983 г. - по заявке, сделанной еще в 1964 г.: 19 лет борьбы за признание своего изобретения!) В конце концов Гулиа создал супермаховики, превосходящие по удельной запасаемой мощности все другие виды аккумуляторов. Стал крупнейшим в мире авторитетом по супермаховикам. Другой пример. Одна американская фирма выпустила кольца с камнями, меняющими цвет в зависимости от настроения владельца. Обычно камень в этих кольцах зеленый, но если человек чем-то взволнован, зеленый цвет сменяется фиолетовым. На страх и угнетенное состояние реагирует почернением. Забавно, правда? Секрет прост. Под прозрачным камнем помещен слой жидкокристаллического вещества, меняющего свой цвет при изменении температуры. Температура пальца зависит от эмоционального состояния человека. Колебания температуры - невелики - от 31 до 33 градусов, но этого достаточно для чувствительных жидких кристаллов. Самое потрясающее: за полтора месяца только в США продали 35 миллионов таких колец. Изобретение такого кольца - задача, посильная кружку юных техников. Но тут использован всего-навсего один физический эффект! А физэффектов 5000... Возникает большая цель: революция в ювелирных украшениях (это ведь тоже технические системы) за счет использования физэффектов. Можно, например, применить электреты. Можно использовать нитинол или переход через точку Кюри. Тут неограниченные возможности. Это опять-таки доступно даже школьникам. Цель красивая, легко подстраивающаяся к личным особенностям взявшегося за эту цель человека. И полезная для общества, для государства. Цель не обязательно должна быть технической. Она может относиться к любой области человеческой деятельности. Например, такая цель: придумать детские праздники. Смешно, но нет ни одного чисто детского праздника! Праздников для взрослых - хоть отбавляй, а детского праздника со всеми его особенными атрибутами нет. Итак, нужен фонд Достойных Целей. Как первый шаг на пути к разработке общей методики выбора цели. Речь идет о целях для одного человека или для небольшой "команды" (как у Хейердала). Иногда отсутствие личной цели оправдывают наличием цели у большого коллектива. Это разные вещи. Один из источников цели - фантастическая литература. Классический пример: толчок всей работе Циолковского дал роман Ж. Верна "Из пушки на луну". Цели могут быть "извлечены" не только из НФЛ. Здесь применимы испытанные тризовские методы, прежде всего, прогнозирование на основе законов развития систем. Особое внимание нужно обратить на создание метода и приемов генерирования целей.

15.02.85

Альтшуллер Г.С., Верткин И.М. Как стать гением. - Минск: Беларусь, 1994 г. - с. 453 - 468 ИДЕАЛЬНАЯ ТВОРЧЕСКАЯ СТРАТЕГИЯ: КОНЦЕПЦИЯ "МАКСИМАЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ВВЕРХ" И ПЕРЕЧЕНЬ АКТУАЛЬНЫХ РАЗРАБОТОК

CХЕМА ИДЕАЛЬНОЙ ТВОРЧЕСКОЙ СТРАТЕГИИ 1. Творческие разработки могут вестись на трех уровнях: 1) решение конкретной технической задачи (например, усовершенствование электрофильтров, применяемых в производстве цемента); 2) решение общетехнической (или общенаучной) проблемы (беспылевое производство пылящих веществ); 3) решение социально-технического (или социально-научного) комплекса проблем (создание экологически устойчивого мира). Иногда эти "ступени" проходит один человек. Так, К.Э. Циолковский начал с чисто технической задачи — найти техническое средство преодоления земного притяжения. Таким средством оказалась ракета. Исследование перешло на второй уровень — решение задач ракетоплавания (ракетной космонавтики): создание многоступенчатых ракет орбитальных станций, космических оранжерей, космической связи, жизнеобеспечения в космосе и т.д. В последний период жизни основное внимание К.Э. Циолковский уделял разработкам на третьем уровне: космической фазе существования человечества, неизбежному выходу всего человечества в космос, возникающим в связи с этим вопросам о смысле жизни, пределах изменяемости человека. Другие примеры:

Рис.1

Автомобиль — автомобили (автотранспорт) — "автомобильная цивилизация". Самолет — авиация (авиатранспорт) — "авиационная цивилизация". Батискаф — "батисредство" (батискафы, мезоскафы, подлодки и т.д.) — "батицивилизация" (батискафы, мезоскафы и другие "скафы", подводные поселения, подводное производство и т.д.). Атомная бомба — атомное (ядерное) оружие — "атомная цивилизация" (атомная энергетика, атомные двигатели, атомное оружие, атомная технология, "атомные" болезни и т.д.). 2. На каждом уровне могут вестись разные по масштабам разработки. Можно, например, создавать Принципиально новый вид морского транспорта; можно изобретать новый вид трапа для морских судов. Масштабы разные, но качественно уровни разработок одинаковые: решается локальная техническая задача. Видимо, правильнее говорить не об уровнях (плоскостях, ступенях), а о ярусах (слоях, пластах). Нижний ярус — узкотехнический, узконаучный, узкохудожественный. Средний ярус — общетехнический, общенаучный, общехудожественный. Верхний ярус — общечеловеческий: социально-технический, социально-научный, социально-художественный, социально-организационный. 3. В каждом ярусе процесс разработки разворачивается во времени. Типичный временной спектр выглядит так (рис. 1): выбор направления (н) — постановка конкретной задачи (з) — сбор необходимой информации (и) — решение (р) — внедрение или начало внедрения (в). 4. Идеальная стратегия творческой личности — когда человек кратчайшим путем выходит на решение задач третьего (верхнего) яруса рЗ и внедрение вЗ (рис. 2):

Рис.2

Идеальный путь — переход от "нулевого направления" (отсутствие творческой направленности) через н1 и н2 в третий ярус и продвижение к вЗ. Схема эта нереальна: продвижение вверх (с нижних ярусов в верхние) невозможно без постановки и решения конкретных задач нижних ярусов, без сбора необходимой для этого информации. От н0 еще можно, используя готовую информацию, перейти к н1, но переход с первого яруса во второй возможен только после решения р1 хотя бы одной задачи первого яруса. Поэтому график практически осуществимой идеально-реальной стратегии выглядит иначе. В наиболее типичном случае переход в следующий ярус происходит после решения задачи предыдущего яруса (рис. 3): появляются новые спорные идеи, позволяющие увидеть "вышестоящий" ярус. Нередко путь вверх становится возможным благодаря обобщению идей, возникающих при решении нескольких задач нижнего яруса. Можно сказать так: рис. 2— график мечты,рис. 3— график трудного, но все-таки в принципе возможного максимального восхождения. 5. Реальная картина далека от графика нарис. 3. Чаще всего человек так и остается в нулевом творческом ярусе. Переход в первый ярус — уже само по себе определенное достижение. Даже если такой переход осуществляется один раз и на сравнительно короткое время. Тех же, кто длительно держится в первом ярусе,

Рис.3

мы привыкли без колебаний считать творческими личностями: автор десяти изобретений, пятидесяти, ста... — творческая жизнь, какие могут тут быть сомнения! Между тем решение одной задачи второго яруса важнее для человечества, чем решение тысяч задач первого яруса. Возможность перехода во второй ярус (а тем более — в третий) нередко просто остается незамеченной теми, кто работает в первом ярусе: силы расходуются на борьбу за признание и внедрение результатов решения первоуровневых задач. Особенность стратегии, выделенной двойной линией на рис. 3, и состоит в том, чтобы избежать ловушек на отрезках в1 и в2: добиваться внедрения решений первого и второго яруса нужно, но в той мере, в какой это не съедает сил и времени для продвижения к в3. 6. Трудности внедрения растут с подъемом вверх: казалось бы, какая разница, где завязнуть... Почти никому из поднявшихся в третий ярус не удается далеко продвинуться по вЗ. Но здесь есть важная особенность: на всех ярусах возможно промежуточное внедрение — опубликование. Оно, правда, почти ничего не дает в первом ярусе, но многое значит для идей второго яруса. А в третьем ярусе опубликование и есть реальное вЗ (или начальная фаза реального в3).

Рис.4

Внедрение в3 преимущественно духовное, не материальное, в2 — духовно-материальное, в1 — материальное. Отсюда парадокс: в3 может быть достигнуто одним человеком (теория Максвелла, теория Эйнштейна, теория Циолковского); для достижения в1 обычно нужен коллектив, а для достижения в2 — группа коллективов. 7. Здесь должен возникнуть упрек: ах, вы призываете к построению теорий (притом с социально-философским уклоном) — в ущерб практике, конкретным научно-техническим свершениям. Ничуть не в ущерб! Мы говорим о другом: социально-философское осмысливание должно опережать конкретные научно-технические разработки. Ненормально, когда сначала внедряется атомная энергетика, а потом только появляется мысль о новом мышлении в атомный век. Ненормально, когда трещит по швам экологическое равновесие, а только потом начинают пробивать дорогу робкие призывы по возможности замедлить экологическую катастрофу... Мысль должна опережать дело; нельзя сначала суетиться, а потом думать. 8. Есть еще одно важное соображение в пользу "стремления вверх". Решение р2 задачи второго яруса дает "гроздь" новых задач первого яруса 1—3 (рис. 4). Решение р3 задачи третьего яруса дает "пучок" задач второго яруса I, II со своими "гроздьями" задач первого яруса 4—6, 7—9. Задачи в "гроздьях" резко отличаются от обычных задач первого яруса. "Гроздьевые" задачи относятся к новому комплексу проблем, жизненно важных для человечества. Таким образом, путь на первый ярус в обход (через второй и третий ярусы) дает возможность прогнозирования ключевых для будущего идей, задач, решений. 9. У "гроздьевых" задач есть еще одна важная особенность: их решение обеспечивает — в сумме — не только решение р2 и р3, но и может служить началом перехода к принципиально новым проблемам второго и третьего ярусов. Так, работая над жизнеобеспечением человека в космическом корабле, К.Э. Циолковский пришел к идее выращивания различных продуктов (в космической оранжерее) на угле. Оставался один шаг до идеи гидропонического земледелия. Любопытно, что эту упущенную возможность (использование гидропоники в земных условиях) не увидел не только сам Циолковский, но и никто из ракетчиков вообще! Еще любопытнее, что этой возможности (пропущенной, неиспользованной) не заметил ни один из биографов Циолковского! 10. Творческая личность должна уметь - подниматься от р1 к н2 и от р2 к н3; - спускаться от р2 и р3 к "гроздьевым" задачам первого яруса 1—9; - подниматься от "гроздьевых" задач к новым проблемам верхних ярусов (стрелка от 9 к н2.1 нарис. 4). 11. Одна из наиболее обидных ошибок: изобретатель поднимается на второй или третий ярусы, получает "гроздья" новых задач первого яруса... и увлекается их решением, не замечая, что некоторые решения этих задач могут быть обобщены до новых проблем второго и третьего ярусов. Например, изобретатель Н.В. Гулиа начал с локальной технической задачи первого яруса — создания инерционного двигателя. Вышел на проблему второго яруса — универсальное применение супермаховиков в качестве накопителей энергии. Получил "гроздь" новых задач первого яруса, связанных с постройкой и эксплуатацией супермаховиков. Решение одной из этих задач привело к идее увеличения прочности ленточных маховиков с помощью электростатических сил. Осталось перейти к новой проблеме второго яруса: упрочение любых конструкций за счет электростатических полей. Но этот последний — весьма перспективный! — переход так и не был сделан... Гулиа остался в кругу привычных "маховиковых" забот... Некоторые направления разработок Сегодня трудно дать точные формулировки исследовательских тем. В науке, еще в большей степени чем в технике, процесс решения почти совпадает с процессом переформулирования и уточнения условий решаемой задачи. Мы расскажем о некоторых возможных направлениях исследований — так, как эти направления видятся сегодня в самой начальной ("стартовой") фазе их разработки. В процессе разработки темы могут быть существенно изменены. Не исключен и выбор с самого начала других тем, например синтезированных из тех, что приведены ниже. Нет никаких гарантий в том, что по этим темам легко и быстро могут быть получены значительные результаты. Есть лишь окрепшая в последние годы уверенность в правильности и ценности общего направления — ТРТЛ, ЖСТЛ, концепции идеальной творческой стратегии. И основанная на накопленном опыте убежденность в наступлении момента, когда необходимо перейти к коллективным действиям.

1.

Первая тема: уточнение и развитие общей схемы, приведенной на рис. 4. Схема не отражает тот факт, что ярусы имеют большую "толщину": переходы с нижних подъярусов в верхние подъярусы одного и того же яруса должны подчиняться каким-то закономерностям. Такой, например, вопрос: можно ли с нижних подъярусов первого яруса перейти на второй ярус или нужно предварительно пройти через верхние подъярусы первого яруса? Чем отличается этап сбора информации на разных ярусах? Над третьим ярусом должен быть четвертый — решение проблем для будущих поколений. Детализировать бы... Может быть, есть пятый ярус — решение проблем, актуальных не только для человечества (нынешнего и будущего), но и для внеземных цивилизаций? Пример — "Великое кольцо" И. Ефремова. Есть ли другие примеры? Мы ни минуты не сомневаемся, что нетрудно порассуждать вокруг приведенных выше вопросов. Равным образом нетрудно добавить в схему стрелки, узловые точки и т.д. Это пустое дело. Начинать надо с подбора информационного фонда: нужны десятки (может быть сотни) примеров разработок на разных уровнях, факты об упущенных возможностях и о сильных переходах с яруса на ярус. Только после сбора первоначального информационного фонда по теме можно переходить к выводам, предположениям, гипотезам. Испытывая каждое теоретическое построение, хорошая теория обязана объяснять не только ранее известные факты, но и предсказывать новые. При разработке этого материала возникло предположение о возможности выхода на новые проблемы верхних ярусов "в обход" — с "гроздьевых" задач первого яруса (см. пункты 9—11). Нетрудно подкрепить эту мысль историческими примерами. Но был поставлен контрольный вопрос: удастся ли спрогнозировать принципиально новую проблему? Сохранение экологического равновесия — старая проблема, дающая "гроздья" конкретных природоохранительных задач первого яруса. Например, сохранение быстро вырабатываемых ресурсов нефти. Попробуем отсюда подняться к принципиально новым проблемам. Сейчас идеалом представляется сохранение оставшихся ресурсов (рационально использовать имеющиеся природные ресурсы). Можно представить новую прикладную науку будущего (не имеющую пока названия) — о "посеве" малоценных сейчас веществ, из которых через тысячи лет "вырастут" ценные полезные ископаемые. Сегодняшняя философия экологии придерживается в лучшем случае принципа "сохранить в ближайшем будущем". Принципиально новый подход: посеять "зерна", которые прорастут через 500 или 1000 лет. Например, бурят скважины и закачивают в подходящий пласт вещества, которые через сотни лет под действием времени, температуры, давления превратятся в ценнейший продукт. Пока идея кажется предельно неэкономичной: кто станет буквально зарывать средства в землю, — без немедленной отдачи... Но если перейти от этой цели к конкретным задачам и собрать информацию, может быть, взгляд на "посев для далекого будущего" изменится. И сранным покажется другое: пропадают без пользы отработанные глубокие шахты, впустую расходуется энергия подземных ядерных взрывов — все эти "отходы" можно использовать для "посева". Впрочем, мы не настаиваем на абсолютной реальности новой идеи. Это всего лишь пример прогноза с определенной долей вероятности. Сейчас нам важно другое: теоретические построения о движении в "пространстве творчества" надо проверять не только на старых фактах, но и на построении новых идей.

2.

Есть две возможности выхода к задаче з1: а) переводом "служебных" задач (з0) в творческие и б) выводя задачу з1 из "пространства", никак не связанного со службой. Пример первого типа — история жизни Бориса Федоровича Данилова, описанная в его книге "Жизнь — поиск"¹. Токарь самой высокой квалификации, он к 23—25 годам достиг совершенства в своей профессии. Потом началась война. Практически вся его послевоенная биография (а вернулся он с Отечественной войны инвалидом второй группы с почти не действующей ногой и бронхиальной астмой, из-за которой был вынужден переехать из Ленинграда в Москву) связана с созданием новых инструментов для обработки деталей резанием. Инструментов, дающих возможность в некоторых случаях за полсмены работы токаря низкой квалификации выполнить месячную норму токаря пятого разряда. Пример второго типа — биография Александра Сергеевича Данилова². Работая по разным специальностям (фельдшером, бетонщиком, плотником, кочегаром, золотоискателем), он всю жизнь собирал и систематизировал сведения о литературе по творческим личностям. Эта цель - никак не была связана с его служебной деятельностью. Да и жизнь в местах, отдаленных от крупных городов, затрудняла его занятия. Книги он читал в свободное от работы время, выписывая по межбиблиотечному абонементу. ("Ежемесячно он получал полтора-два десятка посылок с книгами...".) Приходилось и самому ездить в другие города за библиотечными книгами, архивными материалами. Каким он был специалистом — неизвестно (в очерке не написано об этом), но явно не самым лучшим: по службе не продвинулся, высокие должности не занимал, заметных успехов не добился (разве что многолетним трудом в особо скверных условиях заслужил право на пенсию в 50 лет). Но по выбранной цели продвижение есть значительное: за сорок пять лет прочитано двадцать три тысячи восемьсот пять книг, проведена огромная работа по систематизации картотеки (из всех прочитанных книг сделаны выписки, составившие картотеку). Работа, за которую взялся А.С. Данилов, — уникальная: нигде еще не создано пока столь объемного словаря-указателя выдающихся деятелей настоящего и прошлого. Надо сравнить пути постановки и решения задач в двух этих возможных случаях. Вот, Александр Сергеевич Данилов: ведь ему пришлось специализироваться в незнакомой для себя области, в то время как в стране (да и в мире) есть огромная армия библиотечных работников, в том числе с высшим образованием. Данилову недоступны фонды иностранных библиотек, да и анализировал он, по всей вероятности, лишь книги на русском языке. И что такое 25—30 даже 50 тысяч книг по сравнению с мировым фондом накопленной литературы? Данилов работает в одиночку: пока он успеет прочитать и проанализировать одну книгу, появятся десятки (а может быть и сотни) новых книг, статей. А частные архивные фонды?.. Но, с другой стороны, работа Александра Сергеевича независима: ему невозможно запретить заниматься ею (запретить читать книги?!). Так что внешние обстоятельства намного слабее влияют на его продвижение, нежели на творчество Бориса Федоровича Данилова, которому не раз запрещали, мешали, всячески осложняли жизнь. Что желательнее для скорейшего получения результатов — выбор направления н1 по специальности, когда можно решением творческих задач заниматься в рабочее время (а можно ли?) и использовать уже имеющиеся профессиональные знания, навыки, или выбор такого направления, для которого служба будет лишь способом заработка (Эйнштейн говорил, что физик-теоретик должен работать смотрителем маяка)? Что эффективнее для перехода в надсистему целей: первый или второй вариант? Надо набрать фонд задач з1 (реальных, когда-то кем-то поставленных, решенных и внедренных), проанализировать биографии авторов, сопоставить варианты "по специальности" и "вне специальности", поискать закономерности. Тему можно расширить, распространив ее на задачи второго и третьего ярусов (К.Э. Циолковский, школьный учитель математики, занимался "философией космоса": а сколько было в то время профессиональных философов?..).

3.

Александр Сергеевич Данилов на протяжении всей жизни собирает картотеку по творческим личностям. Но за долгие годы работы он не сделал никаких выводов (кроме одного: за всю историю человечества творческих личностей "первого ранга" было всего несколько тысяч). Когда-то гора фактов дала Дарвину теорию происхождения видов, теорию эволюции, А.С. Данилов получил биобиблиографический справочник, уникальный справочник, но и только. Это все равно, что изобрести микроскоп и не использовать его как инструмент для открытия микромира... Работа А.С. Данилова могла привести к созданию ЖСТЛ, к разработке методов воспитания творческих качеств. Но этого не произошло. Появились тревожные симптомы "шага на месте": у Данилова возникла идея иллюстрировать картотеку открытками, репродукциями картин, карточками, марками... Разумеется, невозможно определить — достаточен ли тот или иной массив информации для перехода к обобщениям. Но в справочнике A.C. Данилова критическая масса явно превзойдена, а "цепной реакции", взрыва идей нет. Тема исследования: сбор, переработка и использование информации в пространстве творчества. Интереснейшая тема... Вот хотя бы такой парадокс. Казалось бы, сбор информации — служебный элемент творчества. Вроде бы идеал творчества — максимум новых выводов при минимуме информации. Но как быть с Бентли, который собирал всю жизнь фотографии снежинок? Или как быть с тем же Даниловым? Как объяснить, что сбор информации стал у них основным творческим процессом? Может быть, в таких случаях человек — вольно или невольно — работает как член незримого коллектива, "кооперации современников"? Просто имеет место разделение труда: один человек собирает информацию для сотен и тысяч решателей задач?.. Любопытно отметить, что на занятиях по ТРТЛ слушатели иногда возражают против причисления Бентли или Данилова к творческим личностям: ну, собирал человек информацию, ничего нового не открыл, в чем тут творчество?.. Здесь не только непонимание механизмов творчества, но и психологические мотивы: сбор информации наиболее доступное "творческое действие"; почему Бентли мог, почему Данилов мог найти новый объект сбора, а ты не можешь? Что тебе — кроме лени и неорганизованности — мешает? Проще вычеркнуть Бентли и Данилова из фонда творческих личностей, чем признать, что сам упускаешь реальную возможность высокого творчества. Опять же: нужны не разглагольствования вокруг темы, а разработка практически действующих инструментов. Например, нужен обоснованный список новых (!) объектов "большого сбора" по типу работ Бентли и Данилова. Что собирать, зачем собирать, как собирать... Технология "большого собирательства" — только один из аспектов темы "Информация в пространстве творчества". Главное: приемы эффективного использования информации для постановки и решения творческих задач. Вопрос вопросов: как выжать максимум творческих результатов из минимального объема информации?

4.

Последние тридцать лет своей жизни Лев Александрович Юткин посвятил исследованиям электрогидравлического эффекта (ЭГЭ). Итоги: разработаны теоретические основы явления, предложено 200 способов и устройств практического применения ЭГЭ, получено 140 авторских свидетельств на изобретения, издано 50 публикаций. Гавриилу Абрамовичу Илизарову не было тридцати лет, когда он изобрел аппарат для сращивания сломанных костей. В области остеосинтеза Илизаров работает до сих пор, сейчас в его институте создано более 400 методик, основанных на первоначальной идее. Два этих примера похожи: человек работает по "грозди" задач з1, максимально близких; сама их совокупность практически представляет собой задачу второго яруса з2. Возможен и другой подход: решение задач, относящихся к разным областям. Так работал, например, выдающийся изобретатель Соломон Лазаревич Ким — автор сотни решений серьезных задач, относящихся к самым различным областям техники³. Когда предпочтительнее работа "по Юткину— Илизарову", а когда — "по Киму"? И почему? И возможна ли "комбинированная тактика"? Разработку надо начинать с подбора информации по творческим личностям, решившим за свою жизнь много задач з1. Разделить этот фонд на три группы: мононаправление, разные направления, смешанные случаи. Использовать можно не только литературные источники по таким изобретателям, как Эдисон, Эйнштейн, Шухов, Капица, но и устные опросы современников (в Санкт-Петербурге, например, можно получить интересную информацию у Энглина, Ермакова, Канера и др.).

5.

"Гроздь" задач первого яруса з1 в сумме дает направление н2 и проблему второго яруса з2. Пример — творческая биография Эдисона. Более тысячи патентов по устройствам и способам, связанным с использованием электромагнетизма, привели в итоге к универсальному решению (уже задачи з2): электромагнетизм, в принципе, применим для чего угодно. Ясно, что с позиции наиболее эффективного продвижения "вверх" выгоднее, когда "гроздь" первоярусных задач меньше (больше времени остается на продвижение по второму и третьему ярусам). В пределе — идеальный случай — "грозди" вообще не должно быть: решив одну первоярусную задачу, надо сразу же перейти в надсистему. Как переходить вверх от "грозди" — в принципе ясно: используя обобщение. А как строить надсистему по одной решенной задаче з1? Нужны четкие инструментальные рекомендации по такому переходу. Ясно, что без тщательной работы с информационным фондом их не выработать. Вот интересный пример. Земмельвейс, придя к идее дезинфекции рук при осмотре рожениц и принятии родов, остановился на этом, хотя оставался всего один шаг до выхода в надсистему — к общей теории антисептики. И еще один шаг — до второй задачи з2: общей теории асептики. Но Земмельвейс 18 лет упорно боролся за внедрение своей частной идеи, так и не превратив ее в широкий универсальный принцип. Даже не увидев такой возможности. Как наиболее эффективно превратить идею (или, правильнее, моноидею) в новый принцип? Если по теме будут получены реальные результаты, их можно будет использовать для развития шага 8.3в алгоритме решения изобретательских задач (АРИЗ-85-В)⁴.

6.

Как показано на рис. 4стрелками, возможна "пересадка" с одной проблемы второго или третьего яруса на другую проблему по схеме "решение проблемы верхнего яруса — спуск к вытекающим из этого решения задачам первого яруса — подъем вверх с выходом на совершенно другую проблему". Нужно собрать информационный фонд по таким переходам и попытаться сформулировать оптимальную работоспособную программу "пересадок". Подкрепить разработку несколькими новыми примерами. Может быть, дать проект планомерного использования "пересадок" вАРИЗ.

7.

Задачи и решения первого яруса обычно не имеют четко выраженной "достойности" или "недостойности" — они легко пригодны для обслуживания добра и зла. В третьем ярусе легче оценить этические показатели задач и решений. Но все-таки пока, оценивая новые разработки, либо ничего нельзя сказать о степени их добра-зла, либо приходится судить весьма приблизительно. Надо разобраться с определением степени достойности задач и решений. Собрать фонд целей с четко выраженной "окраской": цели, реализация которых приумножит зло; цели, дающие и зло, и добро; добрые цели, которые заведомо дадут больше добра, чем зла... Можно ли уменьшить долю зла, присущую той или иной новации? Как именно? Каковы механизмы превращения "злых" целей в "добрые"? Можно ли составить Фонд Новых Достойных Целей, то есть новых и "чисто добрых" направлений, задач, идей? Попробуйте составить для начала список в 15—20 крупных проблем, решение которых даст "добро" — без примеси "зла"... При работе над этой темой — помимо использования обычного информационного фонда — можно поразмышлять о собственном творческом опыте (изобретения, обучение ТРИЗ—ТРТЛ, разработка по ТРИЗ и ТРТЛ). Несколько дополнительных соображений. Итак, семь направлений, семь областей для разработки. "Округляя", можно коротко сформулировать основное в этих семи заданиях: 1. Общее развитие схемы "творческого пространства". 2. Изобретать: по службе или "на стороне"? 3. Информация в "творческом пространстве". 4. Изобретать: по одной теме или по разным? 5. Как наикратчайшим путем подняться с первого яруса на второй и со второго — на третий? 6. "Пересадка": спуск вниз с решения высшего яруса и новый подъем вверх — к другой проблеме. 7. Достойность цели: определение "добра и зла", увеличение степени "добра". Нетрудно заметить, что темы частично пересекаются. Так и должно быть: темы — как разные двери в одно и то же здание. Важно войти внутрь... Мы не настаиваем на точности тем. Темы даны "для затравки", всякая коррекция формулировок — уже начало активной исследовательской работы. Дальнейшее продвижение "внутрь" может и должно привести к новым формулировкам и новому видению тем вообще. Сейчас важно начать. Работу можно вести в одиночку или группами по 2—3 человека (на первом этапе крупные коллективы неэффективны). Представляется целесообразным, чтобы выбравшие то или иное направление исследования сообщили об этом в Ассоциацию ТРИЗ. И одновременно написали бы: не нужны ли им коллеги по теме в других городах. Мы пришлем адреса, если будет совпадение направлений. Область исследования чертовски интересная, очень перспективная, но трудная. До реальных результатов — несколько лет. Хотя и промежуточные результаты могут быть использованы, например хороший информационный фонд по теме — это самостоятельная ценность.

1. М.: Моск. рабочий, 1975. 2. Лушин Ю. Голубая планета Данилова // Огонек. 1987. N 19. 3. Латышев В. Я всегда решал задачи, за которые брался // Изобретатель и рационализатор. 1981. N 7. 4. Альтшуллер Г.С. Найти идею: Введение в теорию решения изобретательских задач. Новосибирск: Наука, 1986. С. 206. 5. Альтшуллер Г.С., Как стать гением, Минск, "Беларусь", 1994 г., с. 389 - 402.

© Альтшуллер Г.С. (1975). Развитие системного мышления - конечная цель обучения АРИЗ. Баку: 8.

Для преподавателей методики изобретательства

РАЗВИТИЕ СИСТЕМНОГО МЫШЛЕНИЯ – КОНЕЧНАЯ ЦЕЛЬ ОБУЧЕНИЯ АРИЗу

Альтшуллер Г.C. 1975, Баку¹

АРИЗ, прежде всего, является инструментом для решения конкретных технических задач. Но каждый инструмент, если его долго и регулярно применять, оказывает определенное влияние на человека, использующего этот инструмент. Оказывает такое влияние и АРИЗ: при его серьезном и регулярном применении постепенно вырабатывается новый стиль мышления.

В чем же он состоит, этот "аризный" стиль мышления?

Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим, чем отличается талантливое (гениальное) мышление от мышления обычного.

Предположим, поставлена задача создать новый тип подъемного крана. Обычный изобретатель видит существующий кран.

  (схема 1)

и начинает вносить в него частичные изменения:

  (схема 2)

Слабый изобретатель, работающий методом проб и ошибок, рассматривает мало вариантов. Сильный изобретатель, работая тем же методом проб и ошибок, настойчиво перебирает большое число вариантов, причем эти варианты в большей мере отличаются от исходного:

  (схема 3)

Оба изобретателя видят только ту систему, которая указана в условиях задачи. Между тем, задача, вообще говоря, может быть более эффективно решена изменениемнадсистемы, в которую входит данная система, илиподсистем, из которых она состоит: "крановую" задачу можно решить, изменив строительный объект (надсистему) в целом или изменив вещество крана (т.е. подсистему). Именно так, например, решается задача № 1-37 об укладке тяжелой (4000т) бетонной трубы на откос.

Изменено вещество крана – вместо металла взят лед, способный легко менять агрегатное состояние и опускать лежащую на нем трубу. 

Качественноеотличие талантливого изобретателя и состоит в умении видеть не только данную в задаче систему, но и надсистему и подсистемы:

  (схема 4)

Иными словами, когда речь идет о дереве, надо – хотя бы "боковым зрением" – видеть лес (надсистемы) и отдельные клетки древесины (подсистемы).

Более высокая степень таланта отличается и умением видеть – на каждом уровне– не только настоящее, но также прошлое и будущее:

 (схема 5)

Еще более высокая степень таланта связана с умением видеть не только систему, но и ее антипод, антисистему: кран – антикран, дерево – антидерево и т.д. Это особенно важно в тех случаях, когда система исчерпала возможности своего развития и должна быть заменена чем-то принципиально новым. Система "антиледокол" сразу отвергает традиционный путь совершенствования ледокола. Если система "ледокол" должна колоть лед, то система "антиледокол" не должна этого делать.

Замена системы антисистемой сразу приближает к сильному решению задачи.

  (схема 6)

Есть еще одна очень важная особенность талантливого мышления – динамичность. Каждый элемент надо видеть не только в традиционных размерах, но и "пульсирующим" – то очень малых, то очень больших размеров. Кран – это не только конструкция в 10-20 м, но и какой-то "микроскопический кран" (доли микрона) и "телескопический кран" (световые годы, парсеки).

Сложно?

Но пока наша схема отражает лишь минимальнуюкартину талантливого мышления. Настоящее талантливое мышление должно иметь много этажей вверх от системы (система – надсистема – наднадсистема...) и т.д., и много этаже вниз от системы (система – подсистема – подподсистема...). И много "клеточек" влево от системы (недавнее прошлое, далекое прошлое, очень далекое прошлое) и вправо от системы (близкое будущее, далекое будущее, очень далекое будущее).

Значит так сложно?

Да, сложно. Мир, в котором мы живем, устроен сложно. И если мы хотим его познавать и преобразовывать, наше мышление должно правильно отражать этот мир. Сложному, динамичному, диалектически развивающемуся миру должна соответствовать в нашем сознании его полная модель– сложная, динамичная, диалектически развивающаяся. Зеркало, отражающее образ мира, должно быть большим, но, к сожалению, в реальной изобретательской деятельности обычно пользуются маленьким осколком зеркала...

Чаще всего изобретатель видит данную в задаче систему – и только. Иногда проявляется чуть более широкий подход: изобретатель видит, например, систему и ее прошлое или систему и надсистему.

В 1911 году была создана камера Вильсона – один из основных инструментов ядерной физики. Заряженные частицы, двигаясь в пересыщенном водяном паре, заполняющем камеру, становились видимыми, образовывали след из капелек жидкости. Были предложены тысячи усовершенствований камеры Вильсона. Но почти полвека никому не приходила в голову идея "антикамеры", в которой след образовывался бы пузырьками газа в жидкой среде. В 1960 году Д.Глезер получил Нобелевскую премию за создание пузырьковой камеры...

МЫШЛЕНИЕ ПО "ПОЛНОЙ СХЕМЕ" ПОКА ВЕЛИЧАЙШАЯ РЕДКОСТЬ, НО ТАКОЕ МЫШЛЕНИЕ ДОЛЖНО СТАТЬ НОРМОЙ. И в этом сверхзадача обучения по АРИЗ.

В АРИЗе есть все элементы "полной схемы". Есть переход от системы и подсистемы (шаги 2-3 и 3-3), есть переход от системы к надсистеме (вспомогательные вопросы к 5-й части АРИЗ-71), есть оператор РВС с его изменениями размеров объекта, есть исследование тенденций развития (шаг 2-1).

Элементы "полной схемы" обрабатываются порознь и постепенно объединяются, превращаясь в систему мышления, в стиль мышления. 

В нынешнем учебном году впервые были проведены специальные занятия по отработке "полной схемы" мышления в целом. Наиболее удачными оказались занятия, на которых предлагался для рассмотрения вопрос: "В чем смысл жизни?". Этот вопрос воспринимается с особым интересом – настолько большим, что даже на втором курсе АзОИИТ²не сразу усмотрели методический аспект вопроса.

В неподготовленной аудитории слушатели выдвигают преимущественно однозначные ответы в духе схемы 1. В целом группа дает ответ, совпадающий со схемой 2: разные варианты "смыслов" на уровне исходной системы.

В одной такой группе на занятиях присутствовал Р.Федосеев – изобретатель, имеющий около 800 авторских свидетельств. Интересно отметить его стиль мышления: он отвечал по схеме 3, быстро выдвигая новые и новые формулировки и внимательно наблюдая за преподавателем – какая из них подойдет. При этом Федосеев все время оставался на уровне исходной системы. Между тем, один из слушателей сразу предложил перейти на уровень надсистемы: "Давайте рассмотрим, в чем смысл жизни общества".

На втором курсе АзОИИТ, где до этого велись упражнения по схеме 6, вопрос был рассмотрен по "полной схеме". 

Что же это дало?

Цель занятия, конечно, не состояла в том, чтобы тут же выяснить смысл жизни. Вопрос о смысле жизни был взят в качестве примера проблемы. Занятия должно было показать, что проблема (задачи, вопросы) ставятся неверно, узко – и нужно уметь достраивать "полную схему". ТОГДА ПРАВИЛЬНАЯ ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ – ЕЩЕ ДО ЕЕ РЕШЕНИЯ – ДАСТ МНОГО ЦЕННОГО: новые подходы к решению проблемы, новый взгляд на старое.

На занятии сначала ограничились тремя этажами (общество, организм, белок) и тремя клетками на каждом этаже (прошлое, настоящее, будущее):

Однако сразу же появилось соображение о том, что нижние этажи старее верхних. Поэтому схема должна быть такой:

Отсюда возникла мысль о ступенчатом развитии: белок развивался до тех пор, пока не был "изобретен" организм (от А-1 до А-4), а потом развитие шло по уровню (Б-5, Б-6, Б-7), пока не было "изобретено" общество (уровень В), после чего организм (человек) перестал развиваться – начало развиваться общество (В-8, В-9, В-10). 

Очевидно, что схему можно дополнять снизу еще одним этажом (еще более длинным) – "жизнью" добелковой (неорганические вещества). И даже еще одним – очень длинным этажом: "жизнью" элементарных частиц.

Нетрудно ответить и на вопрос: почему выстраивалась эта лестница? Каждый этаж по сравнению с нижним этажом боле независим от внешних условий.

Элементарные частицы – если они взаимодействуют с внешней средой– живут ничтожно мало. Неорганические (и простые органические) соединения более "живучи", но и они почти беззащитны против внешнего воздействия – нагрева, охлаждения, химических реакций. Белок (клетка) – более высокая ступень организации материи в ее борьбе за независимость от внешних условий. А еще более высокая ступень – организм. Клетка нашего тела обновляется в среднем через 7 лет: организм в целом живет на порядок больше. Он выстаивает и в тех случаях, когда внешнее воздействие уничтожает часть клеток. Общество еще более устойчиво к внешним воздействиям и намного защищеннее отдельного организма...

Любопытно отметить, что теперь мы можем разобраться в природе Соляриса Лема или Черного Облака Хойла. И то, и другое – нарушение закона перехода с уровня на уровень: организм должен был перейти на уровень общества, а он продолжал увеличиваться, оставаясь одним организмом, дорос до размеров целой планеты...

Впрочем, интереснее другой вывод: развитие общества должно идти до определенного времени, а затем должен возникнуть следующий этаж, в котором общество будет играть такую же роль, какую клетка играет в организме...

Теоретические рассуждения? Нет! Из этих рассуждений следуют и практические выводы.

Сейчас много внимания уделяют радиопоискам внеземных цивилизаций. При этом возникает вопрос: каковы они, эти внеземные цивилизации?, почему внеземные цивилизации нас не ищут и нем не сигналят?, почему мы не видим проявлений деятельности этих сверхцивилизаций?

Сверхцивилизации мыслятся на уровне общества, но только более развитого, более энергетически вооруженного. А на самом деле сверхцивилизации должны быть этажом выше, на уровне надобщества. Может ли клетка рассчитывать на то, что ее будет специально искать – для установления контакта?! – организм?..

На проекты радиотелескопов, на попытки поймать сигналы сверхцивилизаций затрачивают все больше и больше средств и усилий. Между тем, из схемы видно, что каждый этаж быстрее и быстрее создает условия для появления следующего этажа. Над этажом "общество" должен сравнительно быстро появиться этаж "надобщество", а потом – еще быстрее – этаж "наднадобщество"... Сверхцивилизации могут оказаться удаленными от нас –по этажам– дальше, чем человек удален от какого-нибудь нейтрона или позитрона.

Обратите внимание: мы еще не начали исследование взятой проблемы ("В чем смысл жизни человека?"), но сама постановка проблемы по "полной схеме" уже дала много нового и интересного. "Полная схема" – мощный механизм познания; чтобы почувствовать мощь этого механизма, надо было взять крупную проблему – и мы взяли именно такую проблему. На занятиях "полную схему" можно применять и при разборе значительно менее крупных проблем. 

Удобнее всего использовать для этого системный оператор, входящий в первую часть АРИЗ-75. Суть этого оператора в следующем:

Будем считать объект, данный в условиях задачи, исходной системой. Тогда возможна тройная постановка задачи: на уровнях системы, подсистемы и надсистемы. На каждом уровне возможно также превращение задачи в антизадачу. Получается такая схема:

 Возьмем, например, задачу об увеличении скорости ледокола. Прямая задача (на уровне данной системы): "Ледокол быстро идет сквозь лед".

Антизадача: "Лед быстро идет сквозь ледокол". Антизадача значительно ближе к ответу, чем прямая задача!

Перейдем на уровень подсистемы. Прямая задача: "Часть ледокола (какая именно – мы не знаем) быстро идет сквозь лед". Антизадача: "Лед быстро идет сквозь часть ледокола". Это, можно сказать, 9/10 ответа.

Перейдем на уровень надсистемы. Надсистемой будет караван судов. Прямая задача: "Караван быстро идет сквозь лед". Антизадача: "Лед быстро идет сквозь караван". Это тоже хорошее приближение к ответу.

В задаче об очистке фильтра (2-56) имеем:

1. Фильтр легко очищается от пыли.

2. Пыль легко очищается от фильтра.

3. Часть (частицы) фильтра легко очищаются от пыли.

4. Пыль легко очищается от части (частиц) фильтра.

5. Надсистема (внешняя среда) легко очищается от пыли.

6. Пыль легко очищается от надсистемы (внешней среды).

И в этой задаче формулировки 4 и 6 дают 9/10 ответа.

Системный оператор пока – как и другие блоки АРИЗ-75 – испытывается и отрабатывается. Но на занятиях можно использовать этот оператор при решении различных задач.

Оператор может быть расширен за счет включения "не-задач" на всех трех условиях. "Не-задача" образуется отрицанием действия, указанного в прямой задаче: "Ледокол неидет сквозь лед", "Фильтрнеосвобождается от пыли". В принципе возможны и другие трансформации исходной формулировки, но для практических целей достаточно использовать системный оператор в том виде, в каком он описан выше (шесть формулировок).

Надо подчеркнуть, что системный оператор не предназначен для получения ответа на задачу. Цель оператора, прежде всего, в том, чтобы с самого начала выбрать предпочтительный уровень решения задачи. 

Если оставлена прямая задача или взята антизадача на "этаже" системы – решение получается обычно на 3-м уровне: ничего принципиально нового, но зато легко внедрять. Переход на "этажи" надсистемы и (особенно) подсистемы дает задачи, которые решаются на четвертом уровне. Переход к антизадачам на "этажах" подсистемы и надсистемы ведет к решениям пятого уровня. Таким образом, в АРИЗ впервые вводится "регулятор силы решения". 

Помимо этой утилитарной цели системный оператор должен способствовать развитию мышления по "полной схеме".

Г. Альтшуллер

¹Альтшуллер Г.С. (1975). Развитие системного мышления - конечная цель обучения АРИЗ. Баку: 8.

²В 1971 был основан Азербайджанский общественный институт изобретательского творчества (АзОИИТ). Г.С. Альтшуллер руководил им с момента создания и до 1975. [Л.Д. Комарчева, 2005. Альтшуллер Г.С. в Баку. Справка.http://www.altshuller.ru/stories/story5.asp].

© Альтшуллер Г.С. Как научиться изобретать. – Тамбов: Книжное издательство, 1961. – С. 82 - 101.   ЗА ДЕРЕВЬЯМИ ВИДЕТЬ ЛЕС   ...исследователь, который хочет, чтобы его вклад в науку не ото­звался только на отдельном малень­ком волоконце науки, а имел значе­ние для всего ее неразрывного по­лотна, должен знать не только свой­ства этого волокна — своей специ­альности, но кое-что и о всем полот­не. Суровое, но необходимое требо­вание.   Академик А. Несмеянов   Изобретатель обычно нетерпелив: найдя решение задачи, он склонен считать свою миссию законченной. В результате новая тех­ническая идея используется только частично, не в полную меру. Обнаружив в саду яблоню, можно сорвать одно яблоко и тут же забыть обо всех остальных и о самом дереве. Это не лучший спо­соб, но именно так и поступают многие изобретатели.   За оперативной стадией творческого процесса должна следо­вать другая стадия — синтетическая.   Синтетическая стадия. Первый шаг. Внесение изменений в форму данного объекта (новой сущности машины должна соответ­ствовать новая форма).   Второй шаг. Внесение изменений в другие объекты, свя­занные с данным.   Третий шаг. Внесение изменений в методы использования объекта.   Четвертый шаг. Проверка применимости найденного прин­ципа изобретения к решению других технических задач.   Изменяя сущность того или иного объекта (машины или части машины, процесса или части процесса), изобретатель вместе с тем склонен сохранять старую форму. Маркс писал в «Капитале»: «До какой степени старая форма средства производства господствует вначале над его новой формой, показывает, между прочим, даже самое поверхностное сравнение современного парового ткацкого станка со старым, современных раздувальных приспособлений на чугуноплавильных заводах с первоначальным беспомощным механическим воспроизведением обыкновенного кузнечного меха...»     Рис. 15   Первое паровое судно, построенное в конце XVIII века американским изобретателем Фитчем, приводилось в движение... весла­ми (рис. 15, слева). Гребцы были заменены паровым двигателем, в остальном старая форма корабля не изменилась. Первый автомо­биль в точности повторял форму обычной кареты (рис. 15, справа). Первые электродвигатели, созданные в середине прошлого века, в точности воспроизводили по форме паровую машину (рис. 16, вверху). Цилиндр в них был заменен пустотелой электромагнитной ка­тушкой, а поршень — металлическим стержнем. Когда по обмотке машины пробегал электрический ток, стержень втягивался в катуш­ку. При переключении тока стержень возвращался обратно. Воз­вратно-поступательное движение преобразовывалось во враща­тельное при помощи коромысла, подобного балансиру паровой машины.     Рис. 16   Впоследствии были созданы электродвигатели с вращающимся ротором, и сразу отпала надобность в громоздком кривошипно-шатунном механизме.   Старая форма первоначально господствует и во многих совре­менных машинах. Одна из первых углепогрузочных машин (рис. 16, внизу) имела две металлические «руки», напоминающие руки человека. Позднее рабочему органу придали иную, более це­лесообразную форму.   Первый шаг синтетической стадии и состоит в том, чтобы при­дать измененному объекту новую форму, соответствующую новой сущности. Это достигается конструкторскими приемами и не пред­ставляет особого труда. Однако, несмотря на красноречивые уроки истории, изобретатели обычно сохраняют устаревшую традиционную форму объекта. Тут сказывается чисто психологический момент. Изобретатель воспринимает свою идею, как улучшение уже известной машины. При этом, естественно, новая машина мыслит­ся в виде несколько исправленной или дополненной старой маши­ны. Изобретателю трудно сразу понять, что выдвинутая им идея, в сущности, означает создание принципиально новой машины, которая во всем может и должна отличаться от своего про­образа.   «Отставание» формы отнюдь не является фатальной закономер­ностью. Всегда есть возможность непосредственно за изменением сущности машины изменить и ее форму. Можно привести такой пример. У двухмоторных винтовых самолетов двигатели распола­гаются на крыльях. Вызвано это тем, что авиационные винты имеют большой диаметр, и потому невозможно придвинуть двигатели вплотную к фюзеляжу. Крылья, на которых расположены двигате­ли, приходится делать более прочными и, следовательно, более тяжелыми. Кроме того, увеличивается общее сопротивление: при движении самолета воздух давит на три «лба» — фюзеляж и два двигателя (рис. 17, сверху).     Рис. 17   Незадолго до окончания второй мировой войны германский авиаконструктор Мессершмитт построил истребитель «МЕ-262» с двумя реактивными двигателями. Мессершмитт не смог преодолеть влияния старой формы: винтов уже не было, но двигатели по-преж­нему размещались на крыльях (рис. 17, в середине).   Созданный примерно в то же время советский турбореактив­ный истребитель «МИГ-9» при одной и той же мощности двигате­лей значительно обошел «МЕ-262» по скорости. Дело в том, что главный конструктор А. Микоян убрал оба двигателя в фюзеляж (рис. 17, снизу) и получил один «лоб» сопротивления вместо трех. «МИГ-9» обошел по скорости и английский «Метеор-1». Причина та же: английские конструкторы «по традиции» сохранили старую форму двухмоторного самолета.   Второй шаг синтетической стадии состоит в том, чтобы изме­нить те объекты, которые работают совместно с данным.   В свое время Дарвин установил закон соотношения роста: изме­нение отдельных частей органического существа всегда связано с изменением других его частей. Точно так же обстоит дело и в тех­нике. Была, например, система «лошадь - прицепной плуг». Между тем трактор способен быть не только источником тяговой силы; он обладает достаточной устойчивостью, чтобы противостоять силам веса и нагрузкам, действующим со стороны плуга. Возникла мысль соответственно упростить плуг, убрать у него колеса. Появилась система «трактор - навесной плуг».   В изобретательской практике нередки случаи, когда появление задачи, в сущности, вызвано тем, что кто-то когда-то изменил одну часть машины и забыл соответственно изменить другие части. Лю­бопытный пример приводит в своей книге «Поиски конструктора» Д. Киселев. Длительное время Д. Киселев работал над усовершенствованием бурового долота. Однажды изобретатель взял в руки модель шарошки — зубчатого колеса, с помощью которого долото разрушает породу. И вот что произошло:   «Стараюсь очень осторожно перебрать все зубцы. Медленно перекатываю шарошку с руки на руку. Удар, провал... Гладко там, где зубцы идут плотно: при быстром движении след почти общий, волнистой линией, шарошка только щекочет руку. Зато там, где прогалина, большой интервал, рука больно ударяется о следующий зуб. Моя рука — «забой» — обкатывает шарошку! Скорость совсем маленькая, никакого давления... А если под большой нагрузкой и на огромных скоростях долото будет с силой вдавливаться в породу? Неужели здесь решение задачи? Но как же это раньше я не подумал об этом? И сам же совсем недавно делал для литья редко­зубые шарошки... Ну да, конечно, то было для литья, оно меня за­нимало. Делал и не понимал, видел и не осмысливал. Теперь с небывалой ясностью представляю себе долото, опускающимся в глубину земли. Оно достигает забоя, вращается, дви­жутся шарошки. Множество зубцов на каждой...   Я провожу ладонью по шарошке мгновенным движением и за­тем постепенно, медленно, по всей его поверхности. Как элемен­тарно ясно даже на таком маленьком «опыте»! Конечно же, при прежнем, роторном низкооборотном бурении такое расположение зубцов было оправдано. Их породила тихоходная — 100 оборотов в минуту! — роторная установка. Тогда нужна была частая сетка пора­жения: вдавливаясь в забой, зубец за зубцом крошила шарошка породу, каждый зубец успевал медленно врезаться, совершить полезную работу. Решающее значение имел длительный постоян­ный контакт долота с породой. Но теперь... Зачем теперь-то такое количество зубцов? Турбобур увеличивает скорость вращения до­лота в десятки раз, шарошка вращается с огромной быстротой. Что же успевают делать, вращаясь с такой скоростью, эти бесчис­ленные рядом посаженные зубцы? Только укатывают дорогу, как колеса телеги (рис. 18). Мы просто лишаем зубцы возможности трудиться... Нельзя было, теперь мне это ясно, изменив принци­пиально станок, оставлять на вооружении старый инструмент».     Рис. 18   Последняя фраза говорит о многом. Чтобы сделать изобрете­ние, потребовалось представить себе весь агрегат в развитии и по­нять, что изменение одной части агрегата всегда вызывает измене­ния в других частях.   Следующий шаг синтетической стадии состоит в том, чтобы разработать для новой машины и новые методы использования, иначе говоря, по-новому организовать труд на новой машине. Об этом часто забывают даже самые опытные изобретатели. Можно привести такой пример. При возведении кирпичных зданий достав­ленный на стройку кирпич складывался на стройплощадке, а затем, по мере надобности, подавался к рабочему месту каменщиков. Когда перешли к монтажу домов из панелей, то сначала поступали точно так же: панели сгружали с автомашин на стройплощадку, а затем подавали на здание. И только впоследствии применили ме­тод «монтажа с колес», когда панель прямо из кузова автомобиля подается краном на строящееся здание.   И, наконец, последний этап творческого процесса — проверка применимости найденного принципа к решению других задач. На­верное, читатель помнит историю французского садовника Монье, придумавшего первые железобетонные садовые кадки. Монье не догадался применить найденный принцип (совместная работа железа и бетона) к другим задачам. Железобетон как строительный материал был предложен не им. Садовник Монье за деревом не увидел леса.   Сейчас, когда мы ознакомились с основными этапами творче­ского процесса, читателю, вероятно, хотелось бы проследить об­щий ход решения изобретательских задач с применением мето­дики.   Начнем с задачи, решение которой послужило в свое время первой практической проверкой методики изобретательства.   В 1949 году Министерство угольной промышленности объявило всесоюзный открытый конкурс на создание холодильного костюма для горноспасателей, занимающихся спасением людей, оставшихся в шахтах при подземных пожарах. Задача была исключительно трудной, на первый взгляд вообще неразрешимой.   Подземные пожары сопровождаются выделением ядовитого газа — окиси углерода, поэтому горноспасатели работали в специ­альных кислородных аппаратах. Температура воздуха при пожарах поднимается до 1000 С и выше, для защиты от нее и нужно было создать холодильный аппарат. Главная трудность состояла в том, что этот аппарат должен был мало весить. На горноспасателя нель­зя «нагрузить» больше 28 кг, иначе он не сможет работать. Из этих 28 кг на долю кислородного аппарата приходилось 12 кг, на долю инструментов — 7 кг. Оставалось всего 9 кг. Если бы даже весь аппарат состоял из холодильного вещества (а ведь и сама конструкция должна что-то весить!), то и в этом случае запас хо­лодильной мощности был бы недостаточен для двухчасовой работы (этот срок указывался в условиях конкурса). Лед, сухой лед, фре­он, сжиженные газы... Ни одно холодипьное вещество не уклады­валось в жесткие весовые рамки. Пусть читатель проследит за ходом решения; это даст пред­ставление о применении методики на всех этапах творческого процесса.   Ход решения   Логические операции Ход размышлений при решении задачи   Аналитическая стадия   Первый шаг Поставить зада­чу в общем виде. Создать холодильный аппарат. Второй шаг Представить себе идеальный конечный результат. Максимально высокая холодильная мощность. Третий шаг Что этому мешает? Большой вес запасаемого холодильного вещества. Четвертый шаг Почему? Потому что вес аппарата ограничен. Из 28 кг допустимой на человека нагрузки на до­лю аппарата приходится только 9 кг. Пятый шаг При каких условиях не будет мешать? Если на долю холодильного аппарата придется не 9 кг, а больше — 15 или 20 кг. Итог: Надо снизить вес кислородного аппарата и инструментов.   Оперативная стадия   Первый шаг Проверить изменения в самом объекте. «Самим объектом» теперь являются кислородный аппарат и инструменты, вес которых нам надо уменьшить. Путь этот чрезвычайно затруднителен, ибо инструменты и кислородный аппарат и так совершенствовались годами. Конструкторы боролись буквально за каждый грамм... Нет, здесь мы многого не добьемся... Второй шаг Проверить изменения в среде. Внешняя среда — шахтный воздух. Конечно если бы этот воздух был чист, можно было бы отказаться от кислородного аппарата (ах, как хочется выиграть 12 кг...). . Но шахтный воз­дух во время пожара не очистишь. Увы, это невозможно. Третий шаг Проверить изменения в соседних объектах Соседним объектом для кислородного аппарата и инструментов является третья нагрузка на горноспасателя — искомый холодильный аппарат. Заставить этот аппарат ра­ботать одновременно вместо инструментов? Бред! Льдом топор не заменишь... Заставить холодильный аппарат работать вместо кисло­родного прибора? Заставить его одновременно давать кислород? Для этого нужно взять в качестве холодильного вещества не лед, не сухой лед, а жидкий кислород. Черт побери, ка­жется, это возможно. Правда, жидкий кисло­род менее мощное холодильное вещество, чем, например, жидкий аммиак, но зато мы его мо­жем взять много, чуть ли не 15 кг! Итог: Намечается идея: вместо двух аппаратов — кислородного и холодильного — иметь один. В этом аппарате будет использоваться жидкий кислород. Испарение и нагревание кислорода обеспечат холодильное действие; нагретый до нормальной температуры кислород пойдет на дыхание. Весить такой прибор может 12 + 9 = 21 кг.     Синтетическая стадия   Первый шаг Придание новой формы. Новой сущностью нашего аппарата является работа на сжиженном кислороде. Кислорода чертовски много. А раньше в кислородном аппарате его было мало и приходилось для экономии применять круговой цикл — выдыха­емый кислород шел на очистку в патрон с из­вестью и снова на дыхание. Теперь можно от­казаться от сложного и громоздкого кругового цикла. Комплексный аппарат окажется проще и дешевле, чем каждый из соединяемых аппа­ратов! Второй шаг Изменения в других объектах. Единственный «другой объект» — инструмен­ты. Дать и им дополнительную нагрузку? Вряд ли это возможно. Третий шаг Изменения в методе использования. Подумаем, чем будет отличаться наш аппарат в использования. Кислород быстро испаряется... Ага, вес аппарата будет быстро уменьшаться: из 21 кг на кислород приходится 15 кг. К концу работы аппарат весит всего 6 кг. А утомляемость зависит от среднего ве­са. Значит, можно сначала основательно пере­грузить аппарат, брать побольше кислорода. Четвертый шаг Применимость найденного принципа к решению других задач. Где еще можно применить совмещение двух совместно работающих аппаратов? Помнится, аналогичной задача была в сварочной технике, где применяют переносные бензобачки и кислородные аппараты. А если?.. Общий итог: Комплексный холодильный аппарат на жид­ком кислороде. Некруговая схема дыхания. Начальная перегрузка для увеличения мощности.     Были разработаны (мною совместно с инженером Р. Шапиро) два варианта конструкции комплексного холодильно-дыхательного аппарата. Оба проекта получили на конкурсе высшие премии — первую и вторую. Основной принцип — объединение холодильного и дыхательного аппаратов — лег в основу современных газотеплозащитных костюмов, впервые в мире созданных в Советское Союзе.   Интересно отметить, что другие проекты, поданные на конкурс, предусматривали отдельные аппараты для дыхания; изобретатели находились в плену старой схемы. Комитет по делам изобретений выдал авторское свидетельство на комплексный газотеплозащитный костюм. Второе авторское свидетельство было выдано на ком­бинированный сварочный аппарат, созданный с использованием то­го же принципа.   Другая задача, решение которой интересно проследить, связа­на с изготовлением предварительно напряженного железобетона. Бетон, как известно, плохо работает на растяжение. Впрочем, «плохо» — это не то слово. Чрезвычайно, исключительно плохо — в 15 раз хуже, чем на сжатие. В железобетоне этот недостаток ус­траняется введением стальной арматуры. Однако и в этом случае еще задолго до разрушения арматуры в бетоне появляются тре­щины. Поэтому за последние десятилетия начали широко приме­нять предварительно напряженный железобетон.   Идея предварительно напряженных конструкций может быть выражена в четырех словах: «уничтожение растягивающих напря­жений в бетоне». При бетонировании укладывают предвари­тельно растянутую арматуру. Специальные захваты дер­жат арматуру в растянутом состоянии. Когда захваты отпускают, арматура укорачивается и сжимает бетон.   Если такое изделие подвергнуть растяжению, то растягивающим усилиям придется сначала нейтрализовать предварительное сжа­тие. И только после этого бетон начнет испытывать растяжение.   Предварительно напряженные железобетонные конструкции легки, экономичны, долговечны. Но, чтобы создать предваритель­ное напряжение, арматуру надо растянуть. Для этого используют гидравлические домкраты. К сожалению, домкраты эти отнюдь не похожи на те простые и портативные механизмы, которыми пользуются шоферы. Гидравлический домкрат — сложное и громоздкое сооружение. Рабочее давление в гидродомкратах достигает 300, а в отдельных случаях и 500 атмосфер.   Изобретатели не раз предлагали различные механические на­тяжные устройства. Однако такие устройства обладают очень невысокой производительностью.   В последние годы начали применять новый способ натяжения — электротермический. Идея его проста. Арматуру нагревают до 3000. От нагревания металл расширяется. В таком состоянии арма­туру укладывают в форму и закрепляют захватами. После бетони­рования захваты открывают, и арматура, охлаждаясь, укорачивает­ся, напрягая бетон.   Остроумно? Да, остроумно, однако с первых же дней примене­ния нового способа обнаружилось некое «но». Чтобы натянуть ар­матуру из низкопрочной стали, достаточно температуры в 300 . Но в предварительно напряженных конструкциях выгодно приме­нять арматуру из высокопрочной проволоки. Для натяжения эту проволоку потребовалось бы нагреть до 600 , а при такой темпе­ратуре изменяется микроструктура стали и механические качества проволоки катастрофически падают.   Задача, на первый взгляд, неразрешимая: один и тот же стержень нужно нагревать до 600 и в то же время нельзя нагре­вать до этой температуры...   Ход решения   Логические операции Ход размышлений при решении задачи   Аналитическая стадия   Первый шаг Поставить зада­чу в общем виде. Предложить способ электротермического натяжения высокопрочной проволоки Второй шаг Представить себе идеальный конечный результат. Обеспечивается требуемое натяжение — и проволока не теряет своих механических качеств. Третий шаг Что этому мешает? Проволоку нельзя нагревать свыше 300". А нужно 600 . Четвертый шаг Почему? Высокопрочная холоднонатянутая проволо­ка меняет структуру при высоких темпера­турах. Пятый шаг При каких условиях не будет мешать? Если проволоку не нагревать. Или если она «научится» переносить высокую температуру.     Оперативная стадия   Первый шаг Изменения в самом объекте. Изменения в проволоке? Теоретически мож­но использовать жаропрочную сталь. Но прак­тически это исключено: слишком высока будет стоимость железобетона. Второй шаг Разделение объекта. Разделение? Что ж, это типовой прием для решения таких задач. Ведь с аналогичным противоречием столкнулся еще Уатт: стенки цилиндра надо было держать одновременно нагретыми и охлажденными. Уатт разделил цилиндр на два отдельных сосуда. Так надо поступить и здесь. Пусть проволока остается холодной. А ка­кая-то другая проволока, выполненная из жа­ропрочного металла, будет использоваться для натяжения. Эта тяговая проволока не расхо­дуется, и потому не страшно, что она из доро­гого металла. Итак, идея: тяговая проволока нагревается, сцепляется с арматурой, затем начинает осты­вать; при остывании тяговая проволока уко­рачивается и натягивает арматуру. Получает­ся... электротермический домкрат.     Синтетическая стадия   Первый шаг Придание новой формы. Большое число тяговых проволок можно заменить одним тяговым стержнем, который сразу натянет всю арматуру изделия.   Второй шаг Изменения в других частях. «Другая часть» — относительно натягиваемой арматуры — это все тот же тяговый стер­жень. Раньше нагревалась арматура, теперь нагревается один и тот же тяговый стержень. Целесообразно поместить его в кожух. При нагревании это сократит теплопотери. Кроме того, можно будет организовать принудитель­ную вентиляцию для ускорения охлаждения. Третий шаг Изменения в методе использования. Раньше приходилось перемещать нагретую арматуру (со специального стола, где прово­дилось нагревание, на форму, в которую за­тем подавался бетон). Теперь тяговый стер­жень постоянно находится на одном месте. Значит, весь процесс упрощается и может быть автоматизирован. Четвертый шаг Применимость найденного принципа к решению других задач. Сам по себе принцип разделения системы широко известен. Интересно другое: удалось обеспечить натяжение непосредственно элек­трическим током, не нагревая арматуру. Но почему бы не проверить тогда другую возмож­ность — электромагнитное натяжение армату­ры?..   Решающее достоинство электротермического домкрата — про­стота. Все оборудование для натяжения арматуры панелей пере­крытия состоит из двух пятиметровых тяговых стержней и двух сварочных трансформаторов (рис. 19).     Рис. 19   Когда изобретение сделано, остается, казалось бы, немногое — решить вопрос о возможности его осуществления.   Первым экспертом нового изобретения обычно бывает сам изобретатель. Почему-то принято думать, что все изобретатели склонны переоценивать возможности и значение своих изобрете­ний. Это далеко не так. На самом деле изобретателей скорее мож­но упрекнуть в обратном. История науки и техники дает немало тому доказательств. Например, Ньютон, основоположник научной оптики, утверждал, что никогда не удастся устранить хроматиче­скую аберрацию. Сейчас объективы даже дешевых фотоаппаратов не имеют хроматической аберрации. Генрих Герц, впервые соз­давший установку для получения и регистрации электромагнит­ных волн, категорически отрицал возможность осуществления бес­проволочной связи. Но несколько лет спустя Попов изобрел радио. Эдисон утверждал, что усовершенствованный им телефон никогда не будет использован для связи через Атлантический океан, и очень скоро смог лично убедиться в ошибочности своего прог­ноза...   Многие великие изобретения и открытия в свое время подверг­лись резкой критике и осмеянию. Более того, сомнение вызыва­ло даже то, что сейчас стало символом очевидной и общеизвест­ной истины. Так, географ XVI века Франческо да Колло, прочи­тав сообщение, что Волга впадает в Каспийское море, написал гневное опровержение: «Волга не может впадать в Каспийское мо­ре, так как в этом случае она была бы пересечена Доном и неиз­бежно слилась бы с ним. Каспийское море не имеет ни впадаю­щих в него, ни вытекающих из него рек».   Можно привести еще один любопытный пример. В 1934 году английское правительство направило письмо основателю Англий­ского межпланетного общества. В этом письме говорилось: «...На­учные исследования возможностей реактивных двигателей не дают указания, что они могут быть серьезными конкурентами винтомоторной силовой установке».   Изобретение — это прежде всего новая техническая идея. А всякая новая идея потому и нова, что она отрицает какие-то старые идеи. За­ложенная в изобретение идея должна быть прогрессивнее, эффек­тивнее уже известных технических идей. На практике изобретатель (и эксперт!) часто забывает, что надо сопоставлять именно идеи, принципы, и сравнивает новую машину со старыми. В процессе длительного развития эти старые машины достигли высокого кон­структивного совершенства; первый же образец новой машины обычно еще грубоват, неказист. Тут нельзя не вспомнить слова Владимира Ильича Ленина: «..говорят, что первая паровая маши­на, которая была изобретена, была тоже плоха, и даже неизвест­но, работала ли она. Но не в этом дело, а в том, что изобретение было сделано. Пускай первая паровая машина по своей форме была непригодна, но зато теперь мы имеем паровоз» (Соч., изд. 4, т.3, стр. 270).   Если сопоставлять машины, а не принципы, то вывод может быть и не в пользу нового изобретения. Но такое сравнение не­правомерно: это все равно, что вывести на ринг ребенка и взрос­лого спортсмена.   Необходимость при оценке изобретения вносить «поправку на время» не означает, однако, что нужно делать некую скидку каж­дой новой идее. Внося «поправку на время», изобретатель условно представляет себе свое изобретение через какой-то промежуток времени, скажем, через два-три года. За это время конструкция новой машины отшлифуется и достигнет определенного совершен­ства. Но одновременно изменится и вся осталь­ная техника. Поэтому изобретение в новых условиях может оказаться малоэффективным или вообще ненужным.   Изобретатель, найдя решение задачи, невольно видит свое изо­бретение осуществленным в данный момент. Фактически же для реализации изобретения нужно детально разработать проект, испы­тать экспериментальные образцы, наладить выпуск новой машины. Все это требует времени.   Мне довелось как-то познакомиться с проектом новой машины, автоматизирующей кладку кирпичных стен. Это была оригинальная машина — изобретатель выдвинул новые и остроумные принципы. Машина представляла собой портальный кран высотой с восьми­этажный дом, но управлялась одним человеком. Я спросил изоб­ретателя, когда, по его мнению, можно будет пустить в дело пер­вый десяток таких машин. Изобретатель посмотрел на чертежи, помолчал, а потом ответил, что понадобится года два. «А нужна ли будет такая машина? Не сейчас, а через три года? Или через пять лет?» — спросил я. Изобретатель ничего не ответил. Он смотрел куда-то в окно, и я понимал, что он вносит поправку на время: учи­тывает тенденции развития строительной техники, прикидывает, когда кирпич будет окончательно вытеснен железобетоном, легкими металлами, пластмассой...   Ответа я так и не дождался. Изобретатель не спеша сложил чертежи и неопределенно произнес: «Н-да...»
© Альтшуллер Г.С., рукопись, 1986.   НУЖНА ЛИ ПОДСКАЗКА ЗЕЛЕНЫХ ЧЕЛОВЕЧКОВ?   БЕСЕДЫ О ТВОРЧЕСКОМ МЫШЛЕНИИ   СЦЕНАРИЙ ПЕРВОЙ БЕСЕДЫ   Здравствуйте!   Режиссер передачи «Требуются идеи» предложил мне в нескольких коротких беседах рассказать о новой технологии изобретательского творчества.   С 1946 года - уже сорок лет - у нас в стране ведется разработ­ка ТРИЗ, теории решения изобретательских задач. Сегодня мы остано­вимся на двух вопросах: зачем нужна такая теория и можно ли изоб­ретать, используя теорию, формулы, правила.   Ежегодно в СССР планируются около 150 тысяч научно-технических разработок. 100 тысяч из них - две трети! - не доходят до стадии создания опытного образца. Причина, в основном, одна: задачи решены плохо, использованы слабые идеи. Представьте себе строительную ор­ганизацию, которая за год возводит 150 домов. При этом в плане запи­сано: сто домов должны рассыпаться сразу после постройки... Такое трудно принять даже в шутку. Но мы спокойно миримся с тем, что из каждых 150 разработок 100 «рассыпаются», даже не приблизившись к стадии внедрения. И не только в нашей стране - во воем мире! Самая драгоценная энергия - творческая энергия изобретателей, открывате­лей - на две трети пропадает уже на стадии поиска идеи.   Почему же так трудно найти сильную идею?   Возьмем для примера конкретную задачу.   (На экране - плакат № 1)   Строится высокая колонна - сплошная или трубчатая - все равно. Берут металлическую форму (опалубку), насыпают свежую бетонную смесь, ждут пока она затвердеет, потом поднимают опалубку на следую­щий уровень - и все повторяется сначала: насыпают бетон, ждут затвердевания, вновь поднимают опалубку... Если опалубку поднять пос­ле того, как бетон затвердел, опалубка прилипнет к бетону, ее при­дется отдирать, образуются ямки, шрамы, трещины... Дефекты эти устраняют вручную. Работа дорогая, трудоемкая, тяжелая. Если опалубку поднять до того, как бетон затвердеет, шрамов не будет, но бетон не наберет нужную прочность. Необходимо что-то придумать; требуется но­вая идея. Типичная изобретательская задача…   Изобретательством человек занимается с древнейших времен. Окру­жающий нас мир существует и изменяется благодаря изобретениям. Но сама технология производства новых изобретательских идей в принципе не меняется. Основным методом производства изобретений был и оста­ется метод проб и ошибок. Суть его проста. Человек перебирает варианты: «А если сделать так?.. Ах, не получается? Тогда надо попробо­вать иначе... Вот схема метода:   (На экране - доска; лектор рисует схему)   Дана задача. Идет перебор вариантов. Рассматривается один вари­ант, второй, третий... Человеку кажется, что он свободен в выборе вариантов. На самом деле психологическая инерция подсказывает привычные решения, подталкивает мышление в одну сторону. А решение совре­менной «хитрой» задачи прячется совершенно в другом направлении.   Вернемся к нашей задаче. Пока я рассказывал условия, у вас на­верняка мелькали идеи: «А что если использовать сборный железобе­тон? А что если между бетоном и опалубкой проложить лист бумаги? А что если опалубку сделать из нелипнушей к бетону пластмассы?..» Та­кие варианты подсказаны психологической инерцией, привычными пред­ставлениями. Все они плохи: выигрыш в одном приводит к проигрышу в другом. Вот, например, идея сделать прокладку между опалубкой и бе­тоном. Гравий, содержащийся в бетоне, порвет ее. Да и вообще исполь­зование прокладки значительно усложнит работу.   Это - задача, так сказать, средней трудности, даже ниже средней трудности. Чтобы её решить, достаточно перебрать 100, ну, в край­нем случае, 200 вариантов. Есть множество более трудных задач – «ценой» в тысячи, десятки тысяч, сотни тысяч вариантов.   Необходима теория, которая позволила бы сознательно - без пус­тых проб - выйти на «безумную», но сильную идею. Вот и ответ на первый вопрос: зачем нужна теория решения изобретательских задач.   Сложнее второй вопрос: можно ли построить эффективную и практи­чески работоспособную теорию решения творческих задач?   (На экране - плакат № 2)   Английский ученый Доплер утверждает: такая теория невозможна, надо просто-напросто перебирать вариант за вариантом. Перебирать терпеливо, годами...   Американский психолог Гоуэн считает, что при изобретении мозг улавливает подсказывающий сигнал из подсознания. Управлять подсоз­нанием практически невозможно. Другой американский психолог Маккиннон все-таки пытается управлять подсознанием, изучая промежуточное состояние между сном и бодрствованием. Результатов пока нет. Дальше всех пошел советский автор Вячеслав Иванов. В книге «Чет и нечет» он утверждает - вполне серьезно, - что подсказывающие сигналы посылают изобретателям высокоразвитые цивилизации - с далеких звезд. Получа­ется, что задачи за нас решают инопланетяне - неведомые зеленые че­ловечки. Вот и вся «теория»...   Практически работоспособная теория решения изобретательских за­дач может быть построена только на научной основе - на знании зако­нов развития технических систем. Если технические системы - машины, приборы, способы - развиваются не как попало, а по определенным за­конам, если эти законы познаваемы - тогда возможно сознательно - без перебора пустых и слабых вариантов - выйти на сильное решение.   В патентных библиотеках скопились миллионы авторских свидетельств и патентов. Их можно проанализировать: отобрать сильные решения трудных задач и посмотреть - подчиняются ли они закономерностям. Каким именно?   Такая работа была проделана. Удалось выявить некоторые законы развития технических систем - на этой основе, и построена ТРИЗ, тео­рия решения изобретательских задач.   Тут надо сказать несколько слов о характере законов. Вот за­коны физики, - их нельзя нарушить. Они строго соблюдаются самой природой. Законы развития технических систем можно нарушать. Плохие решения изобретательских задач как раз и связаны с нарушением зако­нов: дорого приходится платить за эти нарушения. Искусство изобре­тать и есть искусство соблюдать, использовать законы развития тех­нических систем.   Главный закон гласит: системы развиваются в направлении увели­чения степени идеальности. Идеальная машина - когда машины нет, а функция её, работа выполняется. Многие неудачные изобретения не­удачны именно потому, что они нарушают этот закон: требуемый ре­зультат оплачивается непомерной ценой - усложнением машины, увеличе­нием её габаритов, веса и т.д.   Возьмем, например, такую задачу:   На металлургических заводах расплавленный шлак перевозят в ковшах на железнодорожных платформах. Температура шлака - около 1000 градусов. Под действием холодного воздуха на поверхности шлака появляется твердая корка. Толщина её быстро увеличивается - до трети жидкого шлака успевает замерзнуть.   (На экране - доска; лектор рисует шлаковоз)   Это - потери ценного про­дукта. Потери труда на очистке ковша. Как быть? Психологическая инерция подсказывает: нужна крышка. Но представляете размеры этой крышки? Сколько неудобств будет с ее применением - надевать, сни­мать, ремонтировать... Крышка нужна, чтобы шлак не замерзал, и крышка не нужна, чтобы не было хлопот. Закон подсказывает: нужна идеальная крышка. А идеальную крышку можно сделать только из того, что уже есть в системе. Пусть шлак и воздух по совместительству работают в качестве крышки. Смесь шлака и воздуха - это пена. В шлак - при заливке ковша - добавляют немного воды. Образуется крыш­ка из вспененного шлака. Она отлично защищает жидкий шлак от охлаж­дения. Когда шлак сливают, крышка расплавляется, исчезает. Потерь нет. Это прекрасное изобретение сделал, используя ТРИЗ, заслуженный изобретатель РСФСР Михаил Иванович Шарапов. Изобретение было легко внедрено - ведь для изготовления идеальной крышки почти ничего не надо.   Итак, сегодня мы установили:   1) метод проб и ошибок неэффективен, он изжил себя.   2) Нужна новая технология решения задач, основанная не на пере­боре вариантов, не на ожидании подсказки зеленых человечков, а на знании и применении законов развития технических систем.   3) Главный закон - стремление технических систем к идеальности. Практически это означает, что новый результат должен быть достигнут «без ничего», без дополнительных затрат, без усложнения оборудова­ния и т.д.   А теперь - домашнее задание.   (На экране – плакат № 1)   Нужна какая-то идеальная прокладка между бетоном и опалубкой. Что это за прокладка? Как ее получить?   Напишите нам о своих предложениях. Помните, главное - обосновать ответ с позиций закона идеальности. Срок - месяц. Напишите также не­сколько строк о себе. Пятнадцать лучших работ будут отме­чены призами - книгами по теории изобретательства, научной фантасти­кой с автографами авторов.   (На экране – разложенные на столе призы)   Возможно у вас возникнет необходимость обратиться к литературе по ТРИЗ. С 1979 по 1983 год журнал «Техника и наука» в каждом номере публиковал материалы по ТРИЗ: теорию, практику, циклы статей по применению физэффвктов.   (На экране - журналы «ТиН»)   Благодарю за внимание. До следующей встречи.				Начало формы Я думаю, что наиболее интересный раздел этого сайта: - ТРИЗ (Теория решении изобретательских задач) - РТВ (Развитие творческого воображения) - Регистр идей фантастики - “Детский раздел” - ТРТЛ (Теория развития творческой личности) - Иной …    Конец формы результаты предыдущих опросов >>>

© Альтшуллер Г.С. Как научиться изобретать. – Тамбов: Книжное издательство, 1961. – С. 43-52.

ШАГ ЗА ШАГОМ

Иные так спешат в исследовании положений, что занимаются их разгадкой со спутанным умом, прежде чем узнают, по каким признакам, они заметят искомую вещь, если она им случайно встретится. Декарт

Решая задачу, изобретатель должен пройти три этапа:

1. Выбрать задачу и определить техническое противоречие, ко­торое мешает ее решению обычными, уже известными путями.

2. Устранить причину противоречия путем внесения изменений в одну из частей машины (или в одну из стадий процесса).

3. Привести другие части усовершенствуемой машины (или другие стадии процесса) в соответствие с измененной частью.

Иначе говоря, нужно пройти такие этапы: анализ — изменение — синтез. В соответствии с этим можно назвать основные стадии про­цесса изобретательского творчества так: аналитическая, оператив­ная (вместо неудачного «изменяющая») исинтетическая.

На первой — аналитической — стадии изобретатель идет от об­щего к частному: от сформулированной в общем виде задачи к отысканию содержащегося в ней технического противоречия, затем к определению непосредственной причины противоречия и нахож­дению условий, при которых эта причина снимается.

Аналитическая стадия имеет исключительно важное значение для всего творческого процесса. Дело в том, что задача обычно формулируется в чрезвычайно общем, расплывчатом виде: сделать то-то, добиться того-то, повысить (или понизить) то-то. Пытаясь сразу най­ти решение, изобрета­тель невольно начинает перебирать без всякой системы всевозможные варианты (традиционное: «А если сделать так?..»). Мысль не направлена, поиски идут по случайным путям, а таких путей — великое множество. Ана­литическая стадия и состоит в том, чтобы по­следовательно, шаг за шагом, перейти от общей, весьма неопределенной задачи к конкретному вопросу: при каких условиях снимается при­чина технического противоречия, вызвавшего появление задачи?

Аналитическая стадия изобретательского творчества — процесс вполне логический. Это цепь логических операций, в которой одно звено закономерно следует за другим. Многолет­няя практическая отработка методики привела к выводу, что наиболее рационально разделение аналитической стадии на пять этапов:

1. Поставить задачу.

2. Представить себе идеальный конечный результат.

3. Определить, что мешает достижению этого результата (то есть найти противоречие).

4. Определить, почему мешает (найти причину противоречия).

5. Определить, при каких условиях не мешало бы (то есть най­ти условия, при которых противоречие снимается).

Рис. 5.

Проиллюстрируем применение этого логического анализа на конкретном примере: решим две из четырех предложенных задач.

Решение задачи о баллонах

Логические операции	Ход размышлений при решении задачи	Примечания
Первый шаг
Поставить зада­чу в общем виде.	Найти простой и эф­фективный способ перевода газа из одного баллона в другой.
Второй шаг
Представить се­бе идеальный ко­нечный результат.	Газ полностью, без применения компрес­сора (так сказать, са­мостоятельно), пере­шел из одного балло­на в другой.	Надо представить самый идеальный ре­зультат. Благодаря этому из всех мысли­мых направлений вы­деляется одно — курс дальнейших размыш­лений.
Третий шаг
Определить, что мешает достиже­нию этого резуль­тата.	Газ не может само­стоятельно полностью перейти из одного баллона в другой. Основное свойство газа — занимать весь предо­ставленный ему объ­ем. Поэтому при подсо­единении рабочего баллона газ расширя­ется, занимая оба баллона.	По существу мы отыскиваем техничес­кое противоречие: «Перевод газа требу­ет соединения балло­нов, а эго вызывает увеличение объема и уменьшение давле­ния».
Четвертый шаг
Определить, почему мешает (т.е почему газ расширяется)	Газ не может не расширяться, ведь мы подсоединяем пустые баллоны — дополнительный свободный объем.	Найдена причина противоречия: «Подсоединение пустого баллона»
Пятый шаг
Определить, при каких условиях не мешало бы (то есть при каких условиях газ не рас­ширялся бы).	Только в том слу­чае, если бы подсоединяемый баллон не был пуст.

Итак, от общей и весьма расплывчатой формулировки задачи («Найти простой и эффективный способ...») мы логически перешли к конкретным условиям, которые следует изменить («Подсоединя­емый баллон пуст; надо сделать, чтобы он не был пустым»). По-ви­димому, читатель уже нашел явно напрашивающийся ответ. Если нет, сделаем еще полшага — продолжим логический анализ. Заполнить баллон можно либо газом, либо жидкостью, либо твердым телом. Первое сразу исключается по условиям задачи. Последнее недопустимо — баллоны раз и навсегда испортятся. Остается... Да, остается заполнить рабочий баллон жидкостью. Тогда при соедине­нии баллонов жидкость перетечет из рабочего баллона в транспорт­ный, а газ (полностью и без всяких компрессоров) перейдет из транспортного баллона в рабочий (рис. 5). Идея изобретения найдена. Предстоит еще решить ряд технических вопросов (выбрать подходящую жидкость — доступную, не загрязняющую газ и т. д.).

Решение задачи о приборах

Логические операции	Ход размышлений при решении задачи
Первыйшаг
Поставить зада­чу в общем виде.	Найти простой, эффективный и бы­стрый способ контроля циферблатных приборов.
Второйшаг
Представить се­бе идеальный ко­нечный результат.	Показания приборов—эталонного и проверяемого — достаточно быстро сверяются на протяжении всей шка­лы.
Третийшаг
Определить, что мешает достиже­нию этого резуль­тата.	Чем больше контрольных точек, тем проверка длительнее.
Четвертыйшаг
Определить, почему мешает (т.е почему мы проигрываем в скорости)	Каждая дополнительная контроль­ная точка требует от контролера дополнительной работы: нужно посмот­реть на эталон, затем посмотреть на проверяемый прибор и сравнить по­казания.
Пятыйшаг
Определить, при каких условиях не мешало бы (то есть при каких условиях не будет проигрыша в скорости контроля).	Только в том случае, если с уве­личением числа контрольных точек контролеру не надо будет дополнительно переводить взгляд с прибора на прибор. Иначе говоря: если конт­ролер будет одновременно видеть обе шкалы.

И в этой задаче мы начали с очень общей формулировки («Найти простой, эффективный и быстрый способ...»), а затем логически пришли к конкретной конструкторской задаче («Контролер должен видеть одновременно оба прибора»).

 

 Рис. 6

Дальнейшее уже просто. Чтобы видеть одновременно два прибора, следует снабдить контролера несложным бино­кулярным устройством, кото­рое оптически совместит изображения двух циферблатов (рис. 6). Если проверяемый прибор исправен, то контро­лер увидит одну стрелку, дви­жущуюся вдоль циферблата. При неисправности прибора изображение стрелки раздво­ится.

Можно предложить и дру­гое решение. Эталонный при­бор имеет прозрачный циферблат и располагается перед проверяемым прибором. Этот принцип, кстати, широко изве­стен в приборостроении. На­пример, так сконструирован спидометр на автомашине «Волга». Указатель скорости имеет прозрачный циферблат, и во­дитель видит показания счетчика километража, расположенного позади показателя скорости.

Таким образом, аналитическая стадия шаг за шагом привела нас к очень простой конструкторской задаче. Что же произошло? По­чему после логического анализа задача стала до очевидности лег­ко разрешимой?

Всякая машина (механизм, прибор) состоит из нескольких ча­стей. Когда задача сформулирована в общем виде, неясно, какую из частей следует изменить. Анализ помогает выделить нужную часть машины или нужную стадию процесса. Анализ указывает: «Вот здесь причина, устраните ее!» Например, в задаче о приборах неудачные решения связаны с попытками как-то изменить сами приборы или метод проверки; анализ же заставляет обратить вни­мание на человека, ведущего контроль, и это почти автоматически приводит к верному решению.

Изобретатели, пользуясь методикой, могут разными словами формулировать свои рассуждения. Положение от этого не меня­ется. Важно, чтобы сохранилась сама схема анализа. Однако на начальных этапах овладения методикой целесообразнопридержи­ваться предложенного порядка и последовательности. Опытный изобретатель может, конечно, перескакивать с этапа на этап, минуя промежуточные размышления. Но чтобы перепрыгивать через сту­пеньки, нужно сначала научиться просто ходить по лестнице — ступенька за ступенькой.

Инженер В. Антонов рассказал на страницах журнала «Знание — сила» о сделанном им совместно с кандидатом технических наук Я. Измайловым изобретении. Задача, с которой столкнулись изоб­ретатели, была весьма трудной. При изготовлении сборных железо­бетонных конструкций с внутренними пустотами применяют так называемые пустотообразователи — трубы круглого или овального сечения. После бетонирования эти трубы извлекают. Чем длиннее изделие, тем глубже «сидит» в нем пустотообразователь. Панели междуэтажных перекрытий, применяемые в жилищном строитель­стве, имеют в длину 5,5—6,0 м. Извлечь пустотообразователи такой длины вручную довольно трудно. Поэтому пустотообразователи раз­резают пополам, и каждый отрезок отдельно вынимают из противо­положных торцов отформованной панели. Конечно, если труба вдвое короче, ее и извлечь вдвое легче. Но зато вдвое же возра­стает и количество пустотообразователей. Производительность тру­да по-прежнему остается низкой.

Другой способ — «механизированный»: пустотообразователи из­влекают с помощью лебедки. И опять-таки производительность труда не увеличивается: слишком много времени уходит на то, чтобы по­степенно извлечь трубы и передвинуть лебедку к следующей форме.

Не раз предлагались и другие решения. Известны, многочисленные проекты надувных или «складывающихся» пустотообразователей. На практике такие устройства не привились: они сложны, быстро загрязняются и выходят из строя. А главное— они не годятся для использования в стендовых условиях, когда формуют сразу «цепочку» железобетонных изделий, и длина пустотообразователей должна достигать 200 метров.

Инженер В. Антонов рассказывает:

«Нет, я не могу сказать, что в результате стройного анализа мы легко и просто пришли к решению. Нам, например, не раз пришлось возвращаться к исходной точке, когда мы убеждались, что зашли в тупик. Но если отбросить эти черновые варианты, то окончательный ход решения выглядел так:

Ход решения

Что надо делать	Ход размышлений
Первыйшаг
Поставить задачу в общем виде.	Найти простой и эффективный способ образования пустот при изготовлении железобетонных панелей — вне зависи­мости от длины изделия.
Второйшаг
Представить себе идеальный ко­нечный результат.	Длина стенда до 300-400 м, а пустотообразователи извлекаются легко и быстро.
Третийшаг
Определить, что мешает достиже­нию этого результата.	Чем больше длина изделия (или стенда), тем труднее извлечь пустотообразователи.
Четвертыйшаг
Определить, почему мешает.	С увеличением длины изделия увели­чивается и длина расположенных вдоль изделия пустотообразователей. А чем больше их длина, тем больше площадь соприкосновения с бетоном, тем больше трение.
Пятыйшаг
Определить, при каких условиях не будет мешать.	Только в том единственном случае, ес­ли с увеличением длины изделия не бу­дет увеличиваться длина пустот.

Но последнее возможно лишь тогда, когда пустоты расположе­ны не вдоль изделия, а поперек его! В этом случае при лю­бой длине изделия пустоты (а значит и пустотообразователи) будут иметь очень небольшие размеры и извлечение труб перестанет быть проблемой.

Что же касается панелей, то поперечное расположение пустот для них только выгоднее. Дело в том, что раньше приходилось во многих случаях заделывать пустоты на торцах, в тех местах, где панели опираются на стены. Панели же с поперечными пустотами сразу будут формоваться с глухими торцами...»

* * *

Есть одно обстоятельство, на которое следует обратить особое внимание. Уже второй этап аналитической стадии требует от изо­бретателя ясного представления о конечном результате, к которо­му он стремится. Это может показаться странным: ведь изобретатель еще не знает, каково будет решение задачи. Однако для того, чтобы представить себе идеальный конечный результат, и не нужно знать, как именно будет решена задача. Надо только знать, что может дать идеальное решение.

Для чего это нужно?

Методика изобретательства, как мы уже говорили, строится не только на закономерностях развития техники и обобщении опыта изобретателей. Методика учитывает и психические особенности человека.

Мышление изобретающего человека имеет характерную особенность: размышляя над решением задачи, человек представляет себе усовершенствуемую машину и мысленно изменяет ее.

Если было бы возможно спроецировать на экран возникающие в мозгу изобретателя картины, мы увидели бы следующее. Вот на экране возникла машина. Это обычная, уже существующая машина, Внезапно у нее исчезла одна часть и появилось нечто новое. Затем изобретатель отказался от этого решения, и снова возникло изобра­жение первоначальной машины. Потом появилось другое изобра­жение,..

Изобретатель не может думать «вообще». Он должен отталки­ваться от какой-то конструкции, какой-то схемы. Неопытный изобре­татель берет в качестве такой исходной схемы уже известную ста­рую конструкцию. В этом случае изобретателю удается продвинуться ровно настолько, насколько еще возможно улучшение ста­рой конструкции. Мысль изобретателя скована возможностями этой старой конструкции. Иное дело, если взять за основу для мы­сленных экспериментов еще не существующую идеальную конст­рукцию. Тогда задача сводится к тому, чтобы не очень отступить от идеала. А главное — из всех возможных направлений для поиска выбирается одно: то, которое ведет к самым богатым находкам.

© Г.С. Альтшуллер, 1961 Из книги "Как научиться изобретать". – Тамбов: Книжное издательство, 1961. – С. 3-12. «МЕТОД ДЛЯ ПРАВИЛЬНОГО НАПРАВЛЕНИЯ УМА...»

Полезно изучать открытия других таким способом, который и нам самим бы открыл источник изобретений. Лейбниц

Глубокая ночь. Рефлектор лампы бросает на стол узкий пучок света. Человек смотрит на лист бумаги, досадливо морщится и качает головой. На листе нет ничего, а человек вглядывается так пристально, словно видит многое. Тихо бьют часы. Человек встает и, стараясь не шуметь, подходит к окну. В стекло настойчиво скребется дождь. Вздрагивая, сползают по холодному стеклу капли воды.

Тишина.

Да, тишина. Хотя то, что происходит, — ожесточенная битва. Одна из тех битв, которые непрерывно ведутся на протяжении всей истории человечества.

Они бывают различными, эти идущие в тишине битвы. Иногда они скоротечны, стремительны. Иногда переходят в длительную осаду. Иногда человек сражается «врукопашную» — только силой своего ума. Иногда на помощь ему приходит «тяжелая артиллерия» науки — сложнейшее исследовательское оборудование. Но во всех случаях цель у людей, вступающих в эти битвы, одна: сделать изобретение.

И снова бьют часы. Человек с лихорадочной быстротой чертит на листе схему механизма. Чертит и тут же исправляет. На рисунке уже почти ничего невозможно разобрать, но карандаш (остриё его сломалось, и нет времени отточить) вновь и вновь перекраивает схему. Варианты наслаиваются один на другой. Только сам изобретатель еще может различить в этом хаосе линий четкие контуры нового механизма. И вдруг карандаш, царапая бумагу, решительно зачеркивает чертеж. Рядом, на краешке листа, начинает вырисовываться другая схема...

Можно последовательно восстановить все наброски, сделанные на листе бумаги. Можно догадаться, почему изобретатель отказался от одного варианта и перешел к другому. Но несоизмеримо труднее понять ход мыслей. Откуда возник первый вариант? Почему один из вариантов оказался последним, и что помешало изобретателю пойти дальше? Вот две схемы; на бумаге они рядом, но одна нарисована на несколько недель позже другой. Почему мысль, бессильно топтавшаяся, вдруг рванулась вперед — во вдохновенный полет?..

Алексей Толстой в статье «О творчестве» писал (отчасти в шутку, отчасти всерьез): «Верю, когда-нибудь наука найдет формулы окисления мозговой коры, измерит вольтаж, возникающий между извилинами мозга, и творческое состояние в виде кривых, графиков и химических формул будет изучаться студентами медицинского факультета».

Это время еще не наступило. И все-таки мы уже многое знаем о тех битвах, которые происходят в тишине.

У каждого изобретателя есть два секрета. Первый секрет заключается в сущности сделанного им изобретения. Второй секрет — в том, как было сделано это изобретение. Когда изобретение осуществлено, первый секрет становится известным всем. Но секрет творческого успеха почти всегда остается нераскрытым. Мореплаватели издавна наносят на карту открытые ими течения, мели и рифы, чтобы сделать их известными всем. Изобретатели столетиями не имели такой карты; через одни и те же ошибки проходил каждый начинающий.

Со многими из этих ошибок мне довелось познакомиться на собственном опыте. Первое авторское свидетельство на изобретение я получил... в школе, когда заканчивал десятый класс. После школы я стал студентом Азербайджанского индустриального института. Казалось бы, полученные в институте знания помогут вскоре сделать и другие изобретения. Однако прошло много лет, прежде чем мне выдали второе авторское свидетельство. За эти годы я отправил 103 заявки на изобретения. И получил 103 отказа.

В 1945 году, перейдя на заочное отделение, я начал работать в бюро рационализации и изобретательства. Рабочее место инженера по изобретательству — обыкновенный письменный стол с обыкновенными техническими справочниками. Справочники стояли для солидности: никто из посетителей не интересовался удельным весом молибдена или численной величиной синусов и тангенсов. Но книги, которую в первую очередь следовало иметь инженеру по изобретательству — «Курс изобретательства», не существовало.

Людей же, приходящих в бюро, прежде всего волновали творческие вопросы. И это понятно. Когда у изобретателя все «ладится», он идет туда, где должны строить его машину. К инженеру по изобретательству идут главным образом за помощью, за советом.

В те годы передо мной прошли многие изобретатели. Были среди них и люди, всю жизнь проработавшие на производстве, и люди, далекие от техники. Были изобретатели, решавшие актуальные для народного хозяйства проблемы. И были изобретатели вечных двигателей. Однако почти всех в одинаковой степени интересовал главный, первостепенный вопрос: как делают изобретения?

Ответить на этот вопрос я не мог. Ведь именно в эти годы я сам терпел неудачу за неудачей. И когда меня очень допекали вопросами, я рассказывал о правилах Декарта, которые академик А.Н. Крылов назвал «методом для правильного направления ума» и включил в свою книгу «Мысли и материалы о преподавании механики».

Правила Декарта были сформулированы при довольно любопытных обстоятельствах.

Это случилось триста лет назад в Париже. Однажды на вечернем приеме у папского нунция собрались многие знатные гости, в том числе прославленный ученый и философ Рене Декарт. Среди собравшихся оказался и некий де Шанду, человек с весьма сомнительной репутацией (несколько лет спустя он занялся изготовлением фальшивой монеты, был пойман и казнен). В тот вечер де Шанду привлек общее внимание изложением новой системы философии. Он говорил об этой философии, поражая всех остроумием доводов, внешне блестящих, но столь же фальшивых, как и те монеты, что позднее стоили ему головы. Все восхищались, и лишь Декарт упорно молчал. Наконец, уступая многочисленным просьбам, он дал оценку философской системы де Шанду. Декарт сначала похвалил де Шанду за смелость и убедительность доводов, а потом подчеркнул, что очень часто правдоподобие считают правдой.

Декарт предложил присутствующим высказать заведомо верное положение, а затем двенадцатью доводами — один убедительнее другого — доказал, что это положение ложно. Все были изумлены. Тогда Декарт попросил высказать заведомо ложное положение и двенадцатью доводами заставил признать за истину явную нелепость.

— Как же быть? — воскликнул нунций. — Как оградиться от мнимых обоснований?

— Надо следовать моему методу рассуждений, заимствованному из математики, — ответил Декарт.

И он изложил четыре правила:

1. Ограждать себя от всякой торопливости в суждениях и от всяких предвзятых мнений.

2. Каждый трудный вопрос разлагать на столько частных вопросов, чтобы стало возможным более легкое их разрешение.

3. Всегда начинать с простейшего и постепенно переходить к более сложному, и даже там, где не представляется естественной постепенности, все-таки устанавливать некоторый порядок.

4. Везде составлять настолько полные обзоры сделанного предшественниками, чтобы быть уверенным, что ничего не пропущено.

Постепенно Рене Декарт стал популярен в нашем бюро рационализации и изобретательства. И все-таки правила Декарта были слишком общими. «Нет ли чего-нибудь новенького? — спрашивали изобретатели. — Триста лет, знаете ли, изрядный срок...» Я знал это и упорно не прекращал поиски «чего-нибудь новенького».

Однажды я увидел в технической библиотеке книгу с броским названием «Секрет изобретателя». Я почти вырвал ее из рук удивленного библиотекаря. Книга была совсем новой, она еще пахла типографской краской, и страницы не были разрезаны. Я подумал, что завтра сяду за свой стол во всеоружии раскрытых секретов...

Надо отдать должное автору — книга была написана живо и увлекательно. Но, перелистывая страницы, я испытывал такое ощущение, словно сквозь пальцы уходила вода: как ни старайся, а вода просочится, уйдет — и ничего не останется. Я дочитал последнюю страницу, и вот что у меня осталось: «Неизвестно, откуда нахлынет идея: может, из прошлого, может, со стороны. В каждом изобретении живут его предки, каждое изобретение — брат своих братьев. Неисчислимы пути, по которым приходят изобретения. Будь готов принять их с любого пути. Думай! Ищи! Пробуй! Шагай!»

Чаще других приходил ко мне немолодой уже инженер, работавший над серьезной проблемой. Он нашел несколько вариантов решения, но все они оказались слишком сложными. Чувствовалось, что правильное решение лежит где-то рядом, однако найти его никак не удавалось. И вот я представил себе, как скажу этому человеку: «Неизвестно, откуда нахлынет идея... Думай! Ищи! Пробуй! Шагай!» От одной этой мысли мне стало неловко. Я вернул библиотекарю пахнувшую типографской краской книгу с броским названием «Секрет изобретателя».

Да, лучше было честно сказать: я не знаю, как делаются изобретения. Впрочем, очень скоро я мог ответить на другой вопрос: как неделаются изобретения. И это был уже большой шаг вперед.

Если мне в те годы не так часто приходилось иметь дело с удачными, признанными изобретениями, то недостатка в неудачных изобретениях — своих и чужих — я не испытывал. Я имел все основания считаться крупным авторитетом в области плохих изобретений. Было одно обстоятельство, на которое «крупный авторитет» не мог не обратить внимания. Все неудачи делились на несколько основных групп. Каждая группа имела свои типичные ошибки. Примечательно, что эти ошибки были одинаковы в неудачных изобретениях, относящихся к различным областям техники. Тут уже проступала некая закономерность!

Фотоснимок сначала получается на негативе. Таблица «типовых ошибок» и представляла собой нечто вроде негатива настоящей методики изобретательства. По негативу далеко не всегда можно судить о снимке, но наиболее характерные особенности обычно видны. Напрашивалась мысль: если есть закономерность в неправильных приемах решения изобретательских задач, то почему бы не быть закономерности и в правильных приемах?

Казалось бы, все просто. Надо изучить достаточно большое число удачных изобретений и найти те приемы, которые использовались изобретателями. Однако случилось иначе. Просматривая свои старые институтские конспекты, я натолкнулся на поразившее меня высказывание Маркса: «Дарвин направил интерес на историю естественной технологии, т. е. на образование растительных и животных органов, которые играют роль орудий производства в жизни растений и животных. Не заслуживает ли такого же внимания история образования производительных органов общественного человека, история этого материального базиса особой общественной формации».

«Таблица удачных приемов» — это только подспорье для работы изобретателя. Ведь не будет гарантии, что в этой таблице не пропущен тот или иной очень важный прием. Маркс сформулировал несравненно более важную задачу: изучить основные законы развития техники. Знание этих законов помогло бы понять механизм изобретательского творчества, дало бы действительно научную методику изобретательства.

Работа над созданием такой методики была начата мною в 1946 году. Потребовалось самым детальным образом изучить историю многих отраслей техники, чтобы понять, как возникает потребность в изобретениях и как эти изобретения делаются. Уже в первые три года работы были проанализированы 4 000 описаний различных изобретений.

Методика изобретательства обобщала опыт изобретателей, и естественно, что еще в период ее разработки мне пришлось беседовать, консультироваться, дискутировать с очень многими новаторами. Это были разные люди: по изобретательскому стажу, техническому кругозору, специальности, способностям и склонностям. Их объединяло одно: стремление создавать новое. И не удивительно, что, ознакомившись с методикой, еще только создаваемой, они стремились тут же ее использовать, а потом вносили поправки, предлагали свои дополнения. Особенно значительный вклад в развитие методики внесли инженеры Р. Шапиро и Д. Кабанов.

Объективные законы развития техники и обобщение творческого опыта изобретателей — таков фундамент, на котором первоначально строилась методика изобретательства. В дальнейшем в методику были внесены уточнения, связанные с особенностями человеческого мышления. Главный «инструмент» изобретателя — мозг. У этого «инструмента» свои сильные и свои слабые стороны, поэтому методике приходится учитывать и особенности психики изобретающего человека.

Сейчас методика изобретательства создана. Что же она может, эта методика, и чего она не может?

Изобретатели прошлого, в том числе великие изобретатели, не работали по методике. При разработке научной методики изобретательства не ставилась задача дать схему для реконструкции путей, по которым в свое время было сделано то или иное изобретение. Методика обобщает наиболее сильные стороны в творчестве многих изобретателей и на этой основе предлагает рациональную систему решения современныхизобретательских задач.

Следует сразу же и со всей определенностью подчеркнуть: методика решения изобретательских задач — не рецепт для создания изобретений. Методика не заменяет и не подменяет технические знания. Она лишь помогает применять их с предельной эффективностью. Бессистемные поиски, сопряженные с огромной затратой энергии и времени, она заменяет рациональной системой.

Методика не отрицает и определенной роли способностей. Она исходит из того, что в той или иной степени эти способности есть у каждого человека. Методика помогает их развить и правильно использовать.

Представьте себе встречу боксеров на ринге. В схватке нужны не только мускулы, нужно еще и умение вести бой. Так и в единоборстве изобретателя с технической задачей. Знания, опыт, способности — это «мускулы» изобретателя. А методика учит не размахивать попусту кулаками.

Разумеется, изучение методики не гарантирует, что изобретатель превзойдет Попова или Эдисона. Но ведь и изучение университетского курса физики не гарантирует, что студент со временем превзойдет Ньютона или Эйнштейна.

Для создания великих изобретений нужно не только большое творческое мастерство. Нужны еще и определенные исторические условия, нужно стечение многих обстоятельств. Методика рассчитана, в основном, на решение обычных изобретательских задач — таких, с которыми чаще всего приходится сталкиваться изобретателю.

В 1960 году в Комитет по делам открытий и изобретений поступило 53 000 заявок на изобретения. Цель методики — способствовать существенному увеличению массовости изобретательства, сделать так, чтобы количество заявок на изобретения измерялось не десятками тысяч, а сотнями тысяч, миллионами.

Сейчас лишь одна заявка из пяти признается изобретением. Изобретатели крайне нерасчетливо выбирают задачи, зачастую допускают явные ошибки в ходе решения. Бывает и так, что изобретатель упорно бьется о непреодолимую стену, хотя надо просто обойти ее. Однако изобретатель не знает, когда и как это следует сделать. И в Комитет идут многочисленные заявки, не решающие поставленной задачи или решающие ее плохо. Цель методики — сделать большинство заявок действенными, предохранить изобретателей от распространенных ошибок.

Темпы развития техники, темпы семилетки настоятельно требуют, чтобы советские изобретатели были вооружены научным знанием. Такое знание и дает методика изобретательства.

В конце 1957 года в Министерстве строительства Азербайджана был проведен семинар по методике изобретательства. Участники семинара — 22 инженера и техника — учились изобретать. Сейчас семь из них имеют авторские свидетельства на изобретения. Почти у всех — внедренные рационализаторские предложения.

Это был первый опыт обучения изобретательству. О нем рассказала «Комсомольская правда». Затем принципы методики изобретательства были изложены в журнале «Изобретатель и рационализатор». Подводя итоги дискуссии по методике, редакция выразила уверенность, что методика изобретательства станет «могучим оружием в руках тысяч новаторов техники и производства».

12 мая 1960 года вопрос о методике рассматривался на специальном заседании Экспертного совета Комитета по делам открытий и изобретений при Совете Министров СССР. В решении Экспертного совета отмечается, что появление методики изобретательства отвечает назревшей необходимости. Нужна, говорится в решении, «неотложная разработка методики с широким опубликованием результатов».

Перед читателем — книга, впервые систематически излагающая основы методики изобретательства.Это не учебник по изобретательству. В частности, объем книги не позволил включить необходимое количество учебных задач. Тем не менее, читатель получит достаточно ясное представление о методике изобретательства.

Быть может, читатель и не согласится со всеми положениями методики. Однако он, бесспорно, задумается над стилем и техникой своей творческой работы, и уже одно это даст заметное увеличение к.п.д. при решении новых изобретательских задач. В нашей стране — огромная армия изобретателей и рационализаторов. Повысить продуктивность творческого труда новаторов хотя бы на один процент — это значит дать тысячи и тысячи новых изобретений. Во имя этого и создавалась методика. Во имя этого и написана книга.

Об изобретательстве трудно говорить языком сухим, сугубо деловым. За словом «изобретение» — высокая романтика поиска и героизм великих изобретателей. За словом «изобретение» — безмерные трагедии изобретателей прошлого и вечно волнующие тайны еще не сделанных изобретений будущего. И поэтому, обдумывая форму изложения, я выбрал непосредственный разговор с читателем.

В старину многие книги начинались так: «Дай мне руку, читатель, и я поведу тебя...» Что ж, дай мне руку, дорогой читатель, и мы отправимся в путь.

Впрочем, не так просто попасть в страну изобретений. На подступах к ней — маленькие привиденьица.

© Альтшуллер Г.С., 1975 ПРОЦЕСС РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКОЙ ЗАДАЧИ: ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ И МЕХАНИЗМЫ На занятиях по методике изобретательства, особенно при проведении занятий по короткой программе (30-60 часов), основное внимание бывает сосредоточено на непосредственной технике решения задачи (анализ, применение приемов). Полезно однако рассмотреть и некоторые общие вопросы, например: сколько ИКР может быть у одной задачи? Почему вепольный анализ не связан с выявлением физического противоречия? и т.п. 1. ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКАЯ СИТУАЦИЯ Процесс изобретательского творчества начинается с уяснения изобретательской ситуации. Изобретательская ситуация - это любая технологическая ситуация, в которой отчетливо выделена какая-то плохая особенность. Слова "технологическая" и "плохая" имеют при этом очень широкий смысл. Технологическая: производственная, исследовательская, бытовая, спортивная, военная и т.д. Рассмотрим, например, такую ситуацию: Имеются парники. Крыша каждого парника представляет собой плоскую застекленную (или обтянутую пленкой) металлическую раму. При повышении внешней температуры (допустим, выше 25 градусов) надо для проветривания приподнимать одну сторону рамы (на 30 градусов). Если температура ниже 15 градусов, парники обязательно должны быть закрыты. В течение дня температура может несколько раз повышаться и понижаться. Приходится следить за колебаниями температуры и вручную поднимать и опускать многочисленные рамы. Такова ситуация. В ней может быть много разных "плохих" особенностей: парники занимают слишком большую площадь, парники дают слишком мало овощей, уход за посадками требует больших затрат труда и т.д. Но мы выделили только одну особенность: хлопотная операция по открыванию-закрыванию рам приводит к очень большим трудозатратам. Другим примером изобретательской ситуации является изложение условий задачи N 5 (задача о ледоколе) в книге "Алгоритм изобретения" на стр. 179-181 до введения ограничений. У ледокольного судоходства имеется масса особенностей (в том числе и плохих). Но мы, описывая ситуацию, выделяем одну плохую особенность: низкую скорость движения во льдах. Может возникнуть вопрос: а если одинаково плохи две (или более) особенности? В ситуации достаточно выделить одну плохую особенность. Особенности (характеристики) системы связаны между собой. Улучшив одну особенность, мы улучшаем качество всей системы. Итак, ситуация - это жизненная картина с одной подчеркнутой (выделенной) плохой особенностью. Ситуация не имеет ограничений - это только "протокол", "снимок", "факт". 2. ОТ СИТУАЦИИ К ЗАДАЧЕ Одна и та же ситуация может породить множество различных изобретательских задач. Так, ситуацию о парниках можно перевести в задачу о механизации (электрификации) открывания-закрывания рам. Такая задача легко решается установкой электропривода с температурным датчиком. Можно перевести эту же ситуацию в другую задачу: как регулировать вентиляцию, не поднимая рам? Или: нельзя ли вывести растения, которые не нуждаются в парниках? Или: а зачем вообще растения, если удастся синтезировать пищу? Или: а зачем пища, если удастся как-то без нее обеспечить энергией и "стройматериалами" организм человека?.. Чтобы применить АРИЗ, надо перевести ситуацию в конкретную задачу. Изобретатели, работающие методом проб и ошибок, зачастую не переводят ситуацию в задачу. В результате им приходится работать с комплексом задач. Поисковое поле расширяется. Простая задача растворяется в толпе других задач, трудности решения увеличиваются. Часто так бывает, например, при решении простенькой задачи: "На поверхность большого постоянного магнита попал тонкий ферромагнитный порошок. Как быть?" Вместо задачи дана ситуация, и слушатели начинают стихийно переводить ситуацию в задачу, получается несколько разных задач, начинается перебор вариантов по каждой задаче. Путаница особенно увеличивается при оценке решений: один слушатель оценивает решение другого слушателя с позиций своей задачи, хотя тот решал иную задачу. Как известно, в синектике различают "проблему как она дана" (ПКД) и "проблему как она понята" (ПКП). В какой-то мере это отражает разницу между ситуацией и задачей. Но синектики не знают механизмов перехода от ПКД к ПКП. Проблема обсуждается, что-то проясняется (или, наоборот, запутывается: как знать, если нет критериев, правил и т.д.), руководитель объявляет: "Итак, вот это будем считать ПКП..." Между тем есть механизмы перехода от ситуации к задаче. Любая ситуация может быть переведена в задачу путем введения (или наоборот - снятия) ограничивающих условий. Так, в ситуации с парниками можно, например, ввести такие ограничения: "Электропривод не годится - он слишком сложен в данных условиях. Тепловое расширение нельзя использовать из-за малого перепада температур (10-20 градусов). Тем не менее надо автоматизировать поднимание-опускание рам". Теперь мы имеем конкретную задачу: "Как автоматизировать - без электропривода и применения теплового расширения - поднимание и опускание рам?" Есть общий прием перехода от ситуации к задаче: пусть все останется, как было, но исчезнет (если она отрицательная) или появится (если она положительная) указанная в ситуации особенность. В результате мы переводим ситуацию в мини-задачу и в дальнейшем выходим на наиболее легковнедряемое решение. Можно, наоборот, опять - побольше ограничений: тогда мы получим макси-задачу, очень труднорешаемую (возможно, вообще нерешаемую на данном этапе развития наших научных знаний), но зато имеющую наибольшее (общечеловечное) значение. Один путь ведет к изобретениям (какого уровня - пока неизвестно), другой - к поиску новых открытий. Нельзя сказать, какой путь лучше. Выбор должен осуществлять сам изобретатель в зависимости от своего мировоззрения. Вероятно, неплохой тактикой является перевод ситуаций в мини-задачи и решение мини-задач, если одновременно на каждой ситуации просматривается макси-задача с целью выбора той единственной макси-задачи, за которую когда-то надо взяться. Макси-задача - по меньшей мере, задача пятого уровня, а чаще задача на открытие плюс изобретение пятого уровня. Макси-задача требует всей жизни (а иногда и нескольких жизней). Выбор здесь надо делать осторожно. Итак, ситуация - по сравнению с задачей - содержит много лишнего, и мы отсекаем это лишнее, вводя ограничительные требования. С другой стороны, в условиях задачи иногда бывают пробелы. Например, в задаче о парниках нет точных данных о температурном перепаде, о размере рамы и о том, как быть, если температура высока, но идет сильный дождь, град. Такого рода проблемы иногда создают сильный психологический барьер: человек начинает собирать дополнительные сведения о ситуации, а это можно продолжать до бесконечности, поэтому это нельзя заранее знать, какие дополнительные сведения важны, а какие - нет. Тут надо подчеркнуть, что АРИЗ не предназначен для того, чтобы давать обязательно самое наилучшее решение задачи. Назначение АРИЗ - дать одно из лучших решений. Именно это лежит в основе тех операций, которые используются в АРИЗ. Переходя от ситуации к задаче, надо - при необходимости - самому вводить недостающие сведения, беря такие данные, которые утяжеляют задачу. Такой подход вообще типичен для АРИЗ. Например, определяя ИКР, мы в очень значительной степени утяжеляем задачу. Теоретически при этом есть опасность изменить задачу и получить решение другой задачи (получить ключ, но от другой двери). Ничего страшного в этом нет. При необходимости можно снова (на этот раз с большей информацией) вернуться к ситуации и снова выделить из нее задачу. 3. ОТ ЗАДАЧИ К ИДЕАЛЬНОМУ РЕШЕНИЮ В АРИЗ - на современном этапе развития - есть три основных механизма решения: формулировка ИКР, выделение противоречия и применение специально отобранной информации (приемы, физэффекты, опыт решения аналогичных - по противоречиям - задач). Эти три механизма основаны на объективных закономерностях. ИКР отражает сам факт развития техники ("Каждая следующая машина совершеннее предыдущей"). Возникновение противоречий есть фундаментальная особенность любого развития, в том числе - развития технических объектов. Наконец, использование организованной информации есть использование научного знания - основного инструмента познания и преобразования мира. Любая программа решения задач в любой области должна быть в принципе отвергнута, если в ней нет этих трех основных механизмов. Хотя тут же надо подчеркнуть, что могут и должны быть и другие механизмы. В чем суть применения ИКР?ИКР позволяет отделить решения низших уровней от решений высших уровней. А поскольку первых намного больше, чем вторых, ИКР резко сокращает площадь поискового поля. "Рама сама поднимается при повышении температуры и сама опускается при ее понижении" - эта формулировка сразу отсекает огромное число решений низшего уровня: электропривод, гидравлический привод, пневматический привод и т.д., каждый из которых может иметь множество конкретных воплощений. Раз "рама сама", значит энергия может быть взята только тепловая: меняется температура, возникает тепловой поток, на который реагирует рама. 4. ОТ ИДЕАЛЬНОГО РЕШЕНИЯ К РЕШЕНИЮ ФИЗИЧЕСКОМУ Ситуация содержит в себе множество задач и, следовательно, много возможных ИКР. Задача может иметь только один ИКР. С помощью ИКР мы отбрасываем решения низших уровней. Складывается очень интересное положение: число решений (вариантов) резко уменьшается, но оставшиеся решения оказываются более неизвестными, более "спрятанными". Отброшенный вариант: "Поставим электропривод" был очевиден. А теперь какой-то физический эффект или даже сочетание физических эффектов. Вдруг это редкий эффект? Или хитроумная композиция из нескольких эффектов и приемов? ИКР позволяет не сказать глупость. Но в изобретательстве молчание - только серебро. Золото - это когда говорится нечто умное... Допустим, для примера, что вначале было 1000 возможных вариантов. Мы отбросили 950. Теперь осталось 50 - это тоже немало! - и самое главное: они не лежат открыто, они спрятаны. Вот здесь вступают в действие два других основных инструмента: выявление противоречия и применение организованной информации. Сформулировав противоречие, мы переходим от 50 вариантов к 10, причем варианты эти становятся виднее, а использование организованной информации позволяет выделить 2-3 варианта, из которых нетрудно выбрать один (даже если надо перебрать 2-3 варианта). Например, "поднимающаяся часть рамы должна терять вес при повышении температуры, чтобы самой идти вверх, и должна приобретать вес при понижении температуры, чтобы самой идти вниз". Очевидно, что это противоречие можно разделить во времени: поднимающаяся часть рамы должна быть то легкой, то тяжелой. Должна уменьшаться-увеличиваться масса рамы: вещество рамы должно то уходить куда-то (например, к оси вращения), то возвращаться, причем происходить это должно под действием теплового поля. Двигаться вещество может в твердом, жидком, газообразном состоянии. Нам осталось рассмотреть эти три варианта. Примечание для преподавателей. Контрольный ответ по задаче - а.с. 463423: "1. Рама для теплиц и парников, включающая каркас и светопроницаемое покрытие, отличающаясятем, что с целью автоматического проветривания и поддержания заданной температуры в теплице или парнике, каркас рамы выполнен из труб, установлен на ось вращения и имеет противовес с ограничителем поворота рамы, причем внутренняя полость труб каркаса находится под вакуумом и частично заполнена легко испаряющейся жидкостью, например, эфиром. 2. Рама по п. 1,отличающаясятем, что противовес выполнен регулируемым. 3. Рама по п. 1,отличающаясятем, что с целью автоматического ее закрывания в случае дождя или града, рама снабжена водосборным желобом. 4. Рама по п. 1,отличающаясятем, что с целью предотвращения подъема рамы от порывов ветра, рама имеет защелку, например магнитную". Анализ задачи приводит к физическому решению. Это - решение в самом общем виде: принцип решения, идея решения. "Надо чтобы при нагревании жидкость испарялась и пары куда-то уходили. А при охлаждении пусть пары конденсируются и возвращаются назад". Какая эта жидкость, куда она уходит и т.д. - это вне физического решения. 5. ОТ ФИЗИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ К ТЕХНИЧЕСКОМУ (СХЕМНОМУ) И ДАЛЕЕ - К РАСЧЕТНОМУ За физическим решением должно идти техническое: разработка схемы примерно на уровне требований к заявочному описанию. А затем решение расчетное: вычисление основных характеристик системы. Надо отчетливо представлять себе эту цепь: ситуация - задача - идеальное решение - физическое решение - техническое решение - расчетное решение. Только после формулировки идеального решения можно сказать: "Я буду решать эту задачу на высоком уровне". Только после физического решения можно сказать: "Найдена новая идея". Только после технического решения можно сказать: "Есть принцип изобретения". Только после расчетного решения можно сказать: "Сажусь писать заявку на изобретение". 6. ДРУГИЕ МЕХАНИЗМЫ РЕШЕНИЯ В АРИЗ-71 есть операторы, играющие вспомогательную роль. Их назначение - облегчить применение основных операторов. Так, шаги 2.3, 2.4 и 2.5 позволяют точнее сформулировать ИКР. А шаги 3.2, 3.3 - точнее сформулировать физическое противоречие. В последние годы ведется разработка новых основных операторов. Общая база этих операторов - системный подход к техническим объектам. Системность тоже фундаментальная особенность развития техники. Системный подход может дать очень сильные операторы - не менее сильные, чем ИКР и противоречия. Но пока системный подход реализован в АРИЗ в виде вспомогательных операций (например, переход от системы к объекту и далее к части объекта). "Общая схема развития технических систем" еще не вошла в АРИЗ в виде рабочего инструмента. Системный подход наиболее сильно развит в рамках вепольного анализа. Синтез вепольного анализа с АРИЗ только намечается. Между тем сила вепольного анализа может проявиться только в синтезе с АРИЗ, когда - через этот синтез - в вепольный анализ войдут ИКР, физпротиворечия, отобранная информация. Рассмотрим это на примере. Возьмем задачу Ю. Поповой: как бороться с прилипанием угля мокрого к стенкам трубы? В вепольном анализе есть простое правило: ненужный веполь легко разрушить введением третьего вещества. Хорошо, облицуем трубу фторопластом (как сделали американцы). Задача решена, но - на первом уровне. И это закономерно: мы не использовали ИКР и не выявили противоречия. Нет "сама" - и появилась дорогая и быстро изнашивающаяся облицовка. Введем теперь оператор, создающий противоречие: ко всякому "надо" будем добавлять "не надо". Итак, надо ввести третье вещество, чтобы разрушить ненужный веполь, не надо вводить третьего вещества, чтобы было "само". Выход из этого противоречия состоит в том, что в качестве третьего вещества берется одно из имеющихся двух веществ, но в измененном виде. Его нет и оно есть, т.к. оно чем-то отличается от имеющихся двух веществ. Введем сухой уголь, который облепит мокрый, - и не надо другого третьего вещества. Введем чистую кальку в задаче Б-1 - и не надо другого третьего вещества. Такой подход позволяет от вепольного анализа переходить к физпротиворечию, причем такому, в котором отражена и требуемая по ИКР идеальность ("не надо вводить третьего вещества" = "само"). По-видимому, можно синтезировать с АРИЗ и другие - пока оторванные от него - подходы, приемы, операторы. 7. ВЫВОДЫ Выводы для преподавателей и слушателей: 1. Надо видеть цепь от ситуации до расчетного решения. 2. Надо управлять переходом от ситуации к задаче. 3. Надо переводить рекомендации, полученные вепольным анализом, в форму противоречия. Выводы для исследователей и разработчиков: 1. Уточнены некоторые "белые пятна" - проблемы, над которыми можно работать. Это: как правильно описывать ситуацию? Как алгоритмизировать переход от ситуации к задачам? Как алгоритмизировать получение технического и расчетного решений? Как "замкнуть" на основную линию АРИЗ различные системные подходы, приемы и операторы? 2. Любая работа по программированию процесса решения задач может быть успешной лишь при условии синтеза с основной линией АРИЗ (ИКР, противоречия, организованная информация). В частности, работа Т. Кенгерли по переносу оказалась незавершенной именно потому, что Т. Кенгерли, стремясь к "новизне", сознательно игнорировал ИКР и противоречия. 6.04.75

© Альтшуллер Г.С., Шапиро Р.Б., 1956 О ПСИХОЛОГИИ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКОГО ТВОРЧЕСТВА //Вопросы психологии, № 6, 1956. - с. 37-49

Исследование психики человека, совершенствующего средства труда, имеет большое значение для изучения и понимания закономерностей технического творчества - основы технического прогресса. К сожалению, между огромным значением технического творчества и тем вниманием, которое до сих пор уделялось ему в психологической науке, имеется очевидный разрыв. Достаточно сказать, что единственная монография по этому вопросу в советской психологической литературе - книга П.М. Якобсона "Процесс творческой работы изобретателя" - была опубликована еще в 1934 г. [7]. В связи с отсутствием других исследований книга П.М. Якобсона, несмотря на неверные исходные положения автора, оказала и продолжает оказывать серьёзное влияние на изложение вопросов психологии технического творчества в курсах общей психологии, в монографиях, посвященных организации труда научных работников, и, наконец, в научно-популярной литературе. В основу этой работы положена выдвинутая ещё Д. Росманом [8] формально-хронологическая система классификации стадий творческого процесса. Вместо того, чтобы исследовать внутренние закономерности творческой работы изобретателя, Д.Росман и П.М.Якобсон ставят знак равенства между такими различными по своей психологической природе процессами, как стадия поисков решения и стадия технического оформления изобретения. Вызвано это тем, что ни Д. Росман, ни П.М. Якобсон не вскрыли особенностей технического творчества вообще и изобретательского творчества в частности. Остались нерешенными основные принципиальные вопросы психологии изобретательского творчества, вместо исследования которых авторы оперировали такими лишенными конкретного научного содержания наименованиями, как "озарение", "просветление", "догадка", "зарождение", "вынашивание" и т.д. С тех же неверных позиций написаны соответствующие разделы монографии К.Г. Воблого "Организация труда научного работника". "На предварительной стадии творческого процесса, - пишет К.Г. Воблый, - можно различать такие этапы - подготовку, вынашивание, созревание и озарение. В ежедневном потоке мыслей эти этапы часто перекрываются" [2; 123-124]. Небезынтересно отметить, что этот "анализ" отнюдь не является шагом вперед по сравнению со сделанным ещё свыше 50 лет назад высказыванием Т. Рибо: "Когда эта скрытая работа в достаточной степени выполнена, идея решения является внезапно, вследствие умышленного умственного напряжения или при каком-нибудь умственном замечании, как бы поднимающим завесу, за которой скрывался образ предполагавшегося решения" [5; 228]. В основе этих взглядов лежит выдвинутая ещё А. Бэном теория "конструктивного интеллекта", сводящая все многообразие процессов технического творчества к "мысленному эксперименту", ведущемуся по "правилу проб и ошибок". Влияние этой теории проявилось даже в таком капитальном труде, как "Основы общей психологии" С.Л. Рубинштейна: "Когда точка, требующая рационализации, изменения, введения чего-то нового, найдена, замечена, осознана и как бы засела в сознании изобретателя, начинается своеобразный процесс стягивания к этой точке и вбирания в неё самых различных наблюдений и всевозможных знаний, которые приходят ему на ум: все эти наблюдения и факты как бы примеряются к центральной точке и соотносятся с задачей, владеющей мыслью изобретателя, и в голове его возникает множество иногда самых неожиданных сопоставлений"[6;576]. В то же время С. Л. Рубинштейн впервые правильно указал на характерные особенности изобретательского творчества: "Специфика изобретения, отличающая его от других форм творческой интеллектуальной деятельности, заключается в том, что оно должно создать вещь, реальный предмет, механизм или прием, который разрешает определенную проблему. Этим определяется своеобразие творческой работы изобретателя: изобретатель должен ввести что-то новое в контекст действительности, в реальное протекание какой-то деятельности. Это нечто существенно иное, чем разрешить теоретическую проблему, в которой нужно учесть ограниченное количество абстрактно выделенных условий. При этом действительность исторически опосредствована деятельностью человека, техникой: в ней воплощено историческое развитие научной мысли. Поэтому в процессе изобретения нужно исходить из контекста действительности, в который требуется ввести нечто новое, и учесть соответствующий научный контекст. Этим определяется общее направление и специфический характер различных звеньев в процессе изобретения" [6; 575]. Это определение, однако, не вполне точно. Ибо, например, и архитектору приходится создавать "реальный предмет", вносить нечто новое "в контекст действительности" и учитывать при этом "соответствующий научный контекст". В силу этой неточности очень плодотворная и ценная мысль фактически прошла незамеченной: в широко распространённых школьных учебниках и поныне говорится только о творчестве "вообще". Психология творчества является одним из наиболее слабо разработанных разделов психологической науки. Творчество- сложный процесс, закономерности которого многообразны и трудноуловимы. Но специфика изобретательского творчества в известной степени упрощает задачу исследователя. Результаты творчества в искусстве зависят не только от объективной реальности, которую отражает произведение искусства, но и от мировоззрения автора, от его эстетических идеалов и от многих, даже случайных, причин. Изобретательское же творчество связано с изменением техники, развивающейся по определенным законам. Создание новых средств труда должно, независимо от субъективного к этому отношения, подчиняться объективным закономерностям. Отображение в искусстве, вообще говоря, может во многом отрываться от действительности (например, в сказках, легендах, мифах). Всякая же техническая задача не может быть решена иначе, как в соответствии с законами науки и в зависимости от закономерностей развития техники. Исследование психологии изобретательского творчества не может вестись в отрыве от изучения основных закономерностей развития техники. Деятельность изобретателя направлена на создание новых технических объектов, изобретатель - участник технического прогресса. Поэтому психология изобретательского творчества становится понятной только при глубоком знании законов развития техники. Сказанное, конечно, не означает, что исследователь должен заниматься только изучением механизма технического прогресса. Своеобразие психологии изобретательского творчества как научной дисциплины заключается в необходимости одновременно учитывать объективные закономерности технического развития и субъективные, психологические факторы. Психология изобретательского творчества прежде всего - отдел психологической науки. Поэтому в центре ее внимания - психическая деятельность изобретающего человека, человека совершенствующего и дополняющего технику. Психология изобретательского творчества служит мостом между субъективным миром психики человека и объективным миром техники и поэтому должна в изучении изобретательского творчества учитывать закономерности развития техники. Процесс создания изобретения имеет две стороны: материально-предметную и психическую. Для выявления материально-предметной стороны изобретательства необходимо знание истории развития техники, понимание основных закономерностей технического прогресса. Изучение материалов по истории техники, анализ конкретных изобретений являются одним из важнейших источников психологии технического творчества. Для выявления психологических закономерностей изобретательства необходимо систематическое наблюдение за процессом творческой работы изобретателей, обобщение опыта новаторов, экспериментальное исследование процесса изобретательского творчества путем постановки опытов в условиях, максимально приближенных к действительным. Работа в этом направлении велась нами с 1948 г. Были изучены многочисленные материалы по истории техники, обширная мемуарная литература, относящаяся к работе крупных изобретателей. Систематически изучались описания изобретений, входящих в Свод изобретений Советского Союза, а также патентная литература зарубежных стран. Особое внимание было уделено обобщению опыта новаторов передовых предприятий советской промышленности. Нами были использованы также результаты собственных наблюдений за творческой работой изобретателей и рационализаторов нефтяной промышленности Азербайджана. Полученные выводы подвергались практической проверке на двух машиностроительных заводах, на крекинг-заводе имени Вано Стуруа и на промысле N8 Нефтепромыслового управления "Лениннефть". Для правильного уяснения полученных выводов необходимо ознакомление с основными закономерностями развития техники. Эти закономерности сложны и многообразны. Так как их изложение не входит в задачу нашей статьи, ограничимся лишь сведениями, необходимыми для понимания сущности творческого процесса. К. Маркс в "Капитале" дал структурно-функциональную характеристику машин: "Всякая развитая совокупность машин (entwickelte Maschinerie) состоит из трех существенно различных частей: машины-двигателя, передаточного механизма, наконец, машины-орудия, или рабочей машины. Машина-двигатель действует как движущая сила всего механизма. Она или сама порождает движущую силу, как паровая машина, калорическая машина, электромагнитная машина и т. д., или получает импульс извне, от какой-либо готовой силы природы, как водяное колесо от падающей воды, крыло ветряной мельницы от ветра и т. д. Передаточный механизм регулирует движение, изменяет, если это необходимо, его форму, например превращает из перпендикулярного в круговое, распределяет его и переносит на рабочие машины. Обе эти части механизма существуют только затем, чтобы привести в движение рабочую машину, благодаря чему последняя захватывает предмет труда и целесообразно изменяет его" [1; 378-379]. Между главными составными частями машины - рабочим органом, передаточным механизмом (трансмиссией) и двигателем имеется определенное соотношение, ибо все эти части находятся в тесной взаимосвязи и взаимообусловленности. Биологам давно известен закон, который Дарвин назвал законом соотношения роста: изменение отдельных частей органического существа всегда связано с изменением других его частей. Этот закон есть частный случай известного положения марксистской диалектики о всеобщей взаимосвязи явлений. Взаимообусловленность отдельных составных частей машины в процессе ее развития - другой частный случай всеобщего закона диалектики. Наличие взаимосвязи между главными составными частями машины приводит к тому, что развитие той или иной части оказывается возможным только до определенного предела - пока не возникнут противоречия между измененной частью машины и оставшимися без изменений другими ее частями. Так, например, даже простое "увеличение размеров рабочей машины и количества ее одновременно действующих орудий требует более крупного двигательного механизма... Уже в XVII веке была сделана попытка приводить в движение два бегуна и два же постава посредством одного водяного колеса. Но увеличение размеров передаточного механизма вступило в конфликт с недостаточной силой воды..." [1; 382-383]. Противоречия, возникшие между отдельными частями машины, являются тормозом общего развития, ибо дальнейшее усовершенствование машины невозможно без внесения изменений в соответствующие ее части, без коренного улучшения их свойств. Приведем основные факты из истории велосипеда. В 1813 г. австрийский лесничий Дрез построил "беговую машину" - прообраз современного велосипеда. В Западной Европе не были известны сконструированные замечательными русскими механиками Л. Шамшуренковым и И.Н. Кулибиным самодвижущиеся экипажи, и у первых велосипедов Дреза отсутствовало то, что имели экипажи русских изобретателей, - трансмиссия: при езде необходимо было отталкиваться ногами от земли. Без трансмиссии дальнейшее усовершенствование рабочих органов (колес) и органов управления не имело смысла и, таким образом, получилась забавная игрушка, а не средство передвижения. Только введение педалей, насаженных на ось переднего колеса, открыло возможности для усовершенствования велосипеда. Педали позволили увеличить скорость движения, но с увеличением скорости возросла и опасность езды, обусловленная несовершенством органов управления. Изобретение тормозов (1845 г.) устранило препятствие: оказалось возможным дальше развивать рабочий орган, увеличивая диаметр ведущего колеса и тем самым увеличивая расстояние, проходимое велосипедом за один оборот педалей. Диаметр переднего колеса из года в год увеличивается: появляются велосипеды-"пауки" с огромным передним колесом. Наконец, количественный путь развития исчерпал свои возможности: дальнейшее увеличение диаметра ведущего колеса резко увеличивало опасность езды на велосипеде. Возникшее противоречие было устранено изменением трансмиссии - применением цепной передачи, позволившей получить высокую скорость не за счет большого диаметра колеса, а путем увеличения числа оборотов. Усовершенствование трансмиссии вновь открыло простор для развития рабочих органов: в 1890 г. были введены пневматики. Вызванное этим увеличение скорости движения обусловило необходимость нового изменения трансмиссии - применения механизма свободного хода. Так был создан современный велосипед.

Даже беглый очерк его развития позволяет сделать следующие выводы:

1. Отдельные элементы машины, механизма, процесса всегда находятся в тесной взаимосвязи. 2. Развитие происходит неравномерно: одни элементы обгоняют в своем развитии другие, отстающие. 3. Планомерное развитие системы (машины, механизма, процесса) оказывается возможным до тех пор, пока не возникнут и не обострятся противоречия между более совершенным элементом и отстающими ее частями. 4. Это противоречие является тормозом общего развития всей системы. Устранение возникшего противоречия и есть изобретение. 5. Коренное изменение одной части системы вызывает необходимость ряда функционально обусловленных изменений в других ее частях. Следовательно, каждое творческое решение новой технической задачи - независимо от того, к какой области техники оно относится, - включает три основных момента: 1. Постановка задачи и определение противоречия, которое мешает решению задачи обычными, уже известными технике путями. 2. Устранение причины противоречия с целью достижения нового - более высокого - технического эффекта. 3. Приведение других элементов усовершенствуемой системы в соответствие с измененным элементом (системе придается новая форма, соответствующая новой сущности). Сообразно с этим процесс творческого решения новой технической задачи обычно включает три - отличные по цели и методу - стадии, которые мы условно назовем аналитической, оперативной и синтетической. Аналитическая стадия имеет целью анализ развития данной машины, механизма, процесса (или, в более широком случае, отрасли техники) для выявления основного на данном этапе противоречия и определения непосредственной (физической, химической и т. п.) причины этого противоречия. Оперативная стадия заключается в систематическом и целесообразном направленном исследовании возможных способов устранения обнаруженной причины противоречия. Синтетическая стадия направлена на внесение в остальные элементы системы дополнительных изменений, вытекающих из найденного способа устранения данного технического противоречия. Творческая работа изобретателя начинается уже на первом этапе аналитической стадии - при выборе задачи. Совершенно ошибочно мнение С.Л. Рубинштейна о том, что изобретатель должен выработать тенденцию присматриваться к тому, что "можно изменить, переделать, улучшить". Изменить и улучшить можно все без исключения орудия и средства техники - ничего неизменяемого нет. Задача изобретателя заключается не в механическом выборе темы, на которую случайно упал взгляд, а в творческом исследовании динамики развития определенной системы и в выявлении решающей на этом этапе проблемы, являющейся тормозом общего развития. Особенно типично это для советского изобретательства, которое связано с плановым производством. Современное производство, в особенности специализированное, состоит из ряда последовательных и взаимосвязанных процессов. Общая производственная мощность предприятия обычно ограничивается одним из этих процессов - "узким местом" всего производства. Когда изобретатели бессистемно занимаются всем, что "можно изменить, переделать, улучшить", на отдельных участках производства образуется излишний запас производственной мощности, который остается неиспользованным из-за "узкого места", тормозящего общее развитие. Значительный интерес представляет опыт работы изобретателей и рационализаторов Бакинского завода металлической нефтетары. Производственный процесс на этом заводе требует согласованной работы всех цехов. Первоначально рационализация производства велась здесь каждым новатором на своем производственном участке. При этом, несмотря на большое количество внедренных новшеств, общая производственная мощность завода почти не возрастала. Так, например, рационализаторы сварочного цеха внесли существенные улучшения в конструкцию автоматических сварочных станков. Это позволило ускорить процесс сварки. Когда станок работал, в единицу времени выпускалось большее количество продукции. Но одновременно возросли и простои станка, обусловленные тем, что производительность заготовительного отделения осталась прежней. В связи с этим в начале 1948 г. было проведено систематическое обследование завода для выявления "узких мест", задерживающих развитие всего производства. Это позволило выявить и сформулировать наиболее актуальные задачи, на планомерное и последовательное решение которых были в дальнейшем направлены усилия всего коллектива изобретателей и рационализаторов. В результате за период с 1948 по 1955 г. производительность труда на заводе увеличилась в 8 раз. Второй этап аналитической стадии - выявление основного звена задачи. При решении каждой конкретной технической задачи необходимо из всех характеристик машины, механизма, процесса выбрать ту характеристику (звено), изменение которой необходимо и достаточно для достижения требуемого технического эффекта. Классическим примером правильного выявления основного звена задачи может служить работа известного английского изобретателя Джеймса Уатта над созданием усовершенствованной паровой машины. Поставив задачу создать такую машину, Уатт детально проанализировал все характеристики существовавших в тот период паровых двигателей. Эти двигатели имели ряд существенных недостатков: громоздкость и взрывоопасность котельной установки, огромные потери тепла в цилиндре двигателя, несовершенство трансмиссии. Уатт правильно выделил главное звено задачи - уменьшение тепловых потерь в цилиндре двигателя и, следовательно, повышение общего коэффициента полезного действия всей машины. Достигнутое Уаттом улучшение этой характеристики позволило создать паровую машину достаточно высокой мощности. В дальнейшем Уатт поставил новую задачу - сделать паровую машину универсальным двигателем. Мощность усовершенствованной паровой машины вполне отвечала требованиям практики. И поэтому основным звеном стало теперь усовершенствование трансмиссии, которая была приспособлена только к передаче редко используемого на практике возвратно-поступательного движения. Изменением этого основного звена задачи, созданием трансмиссии, способной передавать круговое движение, Уатт достиг требуемой универсальности двигателя. Выбор задачи и определение ее основного звена - лишь первая половина аналитической стадии творческого процесса. При попытке решения задачи уже известными техническими средствами возникают противоречия, препятствующие достижению требуемого технического эффекта. Выявление решающего противоречия - третий этап аналитической стадии. Так, например, попытка увеличить коэффициент полезного действия котельной установки введением дополнительных экранов и экономайзеров приводит к утяжелению агрегата и увеличению расхода металла на его строительство. Пытаясь обычными приемами улучшить один из показателей, мы одновременно ухудшаем другие показатели: "В некоторой мере стремление к уменьшению этого веса (экономия металла) и стремление к увеличению к.п.д. (экономия топлива) противоречат друг другу. Разрешение этого противоречия является одним из важнейших факторов прогрессивного развития котельной техники..." [4; 146]. Выявленное противоречие, очевидно, является следствием определенных причин. Задача последнего - четвертого - этапа аналитической стадии творческого процесса - определение непосредственной (механической, химической и т. д.) причины противоречия. Приведем пример. Последняя стадия заводского изготовления циферблатных приборов - проверка их сравнением с выверенным эталонным образцом. Приборы ставятся рядом и контролер проверяет совпадение показаний в нескольких точках шкалы. Очевидно, что для увеличения точности контроля необходимо брать возможно большее число контрольных точек, а это приводит к снижению темпов проверки, к уменьшению производительности труда контролера. Желая выиграть в точности, мы проигрываем в скорости контроля. Непосредственной причиной противоречия является физическая невозможность совместить шкалы двух приборов: контролеру приходится переводить взгляд с одного прибора на другой, а нужно видеть одновременно оба. В данном случае противоречие устраняется введением бинокулярной системы, оптически совмещающей циферблаты приборов и позволяющей быстро и точно проверять совпадение показаний обоих приборов на протяжении всей шкалы. Аналитическая стадия - наиболее "логизированная" часть творческого процесса. У опытного изобретателя она представляет собой логическую последовательность суждений, исходной точкой которых являются исторические, статистические, технические, экономические и иные факты. И лишь в редких случаях, когда на каком-то этапе оказывается недостаточно фактического материала, приходится ставить немногочисленные и всегда целенаправленные эксперименты. Вместе с тем аналитическая стадия - чрезвычайно важная часть творческого процесса. Во многих случаях правильно проведенный анализ позволяет сразу же устранить причину технического противоречия или предельно облегчить следующую - оперативную - стадию процесса творчества. Что определяет успех творческой работы на ее аналитической стадии? Знание исследуемой области техники, понимание диалектических законов ее развития, наличие всех необходимых для анализа фактических сведений и умение вести логический анализ. Следовательно,для развития изобретательских способностей нужна постоянная тренировка аналитических навыков. Перед тем, как перейти к операциям на живых людях, хирург длительное время тренируется в анатомическом театре. Точно так же изобретатель должен систематически анализировать сделанные ранее изобретения. Очень важно и знание истории техники, умение представить каждую отрасль техники в изменении и развитии. Наконец, важен и самый объем технических знаний, объем наличного фактического материала. Вторая часть творческого процесса - оперативная стадия - во многом отлична от первой. В большинстве случаев оперативная стадия представляет собой сочетание логических операций с операциями нелогическими. Здесь изобретателю приходится искать, пробовать, или, пользуясь старым и не совсем точным термином, вести"мысленный эксперимент", который - это нужно подчеркнуть - преобладает только на оперативной стадии творчества. И главное, он ведется отнюдь не бессистемно. Если бы "мысленный эксперимент" представлял собой "процесс стягивания к этой точке и вбирания в нее самых различных сведений" (С. Л. Рубинштейн), то творческое решение каждой технической задачи требовало бы многих лет. Работа на оперативной стадии творческого процесса каждым более или менее опытным изобретателем ведется планомерно. У изобретателей в результате длительной практики постепенно складывается своя, часто не вполне осознанная, но объективно рациональная система поисков. Аналитическая стадия творческого процесса во многом упрощает эти поиски: изобретатель ищет не абстрактную "идею", а конкретные способы устранения конкретного технического противоречия. По нашему мнению, наиболее рациональна та система, при которой поиски способа устранение причины технического противоречия ведутся в следующей последовательности: 1. Исследование типичных приемов решения (прообразов):

а) использование природных прообразов, б) использование прообразов из других областей техники.

2. Поиски новых приемов решения путем изменений:

а) в пределах системы, б) во внешней среде, в) в сопредельных системах.

При такой последовательности поиски идут от простого к сложному, что позволяет получить правильные решения с минимальной затратой усилий и времени. Во многих случаях технические противоречия, с которыми приходится сталкиваться в процессе творческой работы, имеют прямые аналогии в природе и технике. Поэтому целесообразно, прежде всего, исследовать аналогичные противоречия и типичные способы их устранения. Часто это позволяет использовать природные или технические прообразы для устранения причины данного технического противоречия. Приведем примеры. В период первой мировой войны на кораблях начали применять гидрофоны - приборы для прослушивания шума винтов подводных лодок. Эти гидрофоны можно было использовать, только остановив корабль или сильно замедлив его ход: звуки, создаваемые потоком воды у приемного отверстия гидрофона, заглушали все остальное. Один из инженеров, работавших над усовершенствованием гидрофона, знал, что тюлени прекрасно слышат даже на самом быстром подводном ходу. По предложению этого инженера был построен гидрофон с приемным отверстием, аналогичным по форме ушной раковине тюленя. В результате слышимость значительно улучшилась, оказалось возможным использовать гидрофоны и при движении корабля. В 1933 г. в СССР было изобретено приспособление для беспарашютного сбрасывания грузов с самолета (авторское свидетельство N 41356). При решении задачи изобретатель использовал известное свойство семян клена, которые при падении выравниваются и медленно планируют, совершая вращательное движение. Построенное им приспособление, воспроизводящее форму кленового семени, при сбрасывании с самолета плавно опускалось, вращаясь вокруг своего центра тяжести. Типичным примером использования технических прообразов является работа конструктора Е.В. Костыченко (машиностроительный завод) над решением проблемы повышения износоустойчивости клапанов глубинных насосов. Глубинные насосы, которыми добывается нефть из скважин, быстро выходят из строя в связи с тем, что клапаны истираются песком, содержащимся в нефти. Попытки повысить срок службы клапанов применением твердых сплавов не дали положительных результатов: устойчивость клапанов повышалась, но одновременно резко возрастали трудности обработки и изготовления таких клапанов, повышалась их стоимость. Для устранения этого противоречия Е. В. Костыченко использовал прием, известный в другой отрасли машиностроения. Уже давно при обработке металлов применяют самозатачивающиеся резцы, в которых наружные слои выполнены из мягкого металла. При работе эти слои равномерно стачиваются, и общая форма режущей кромки сохраняется. Выполнив некоторые детали клапана из мягкого металла, изобретатель добился того, что истирание их происходит равномерно, в результате чего форма клапана сохраняется даже в тех случаях, когда детали уже сработаны на 9/10. В настоящее время на нефтяных промыслах работают свыше 100 тысяч насосов с клапанами Е.В. Костыченко. Использование природных или технических прообразов не может, конечно, ограничиваться простым копированием. Природные и технические прообразы представляют собой результат длительного и непрекращающегося развития. Заимствуя у природы и техники то или иное решение, изобретатель развивает его, доводя до логического завершения. В тех случаях, когда исследование природных и технических прообразов не дает положительного результата, изобретатель переходит к следующему этапу оперативной стадии - поискам новых приемов решения. При этом исследуются, прежде всего, возможные изменения в самой системе. Это - обычная группа наиболее простых изменений. В ряде случаев для устранения причины технического противоречия достаточно изменить лишь размеры, материалы, порядок взаимосвязи отдельных частей системы. Типичный пример - создание врубовой машины с удлиненным баром. Стандартный бар, которым врубовая производит вырубку угольного пласта, имеет длину 2 м. Отбойка угля при этом осуществляется при помощи взрывчатых веществ. При благоприятных горногеологических условиях оказывается возможным применять врубовые машины с баром длиной 3-5 м. Увеличение глубины вруба приводит к тому, что уголь обрушивается вслед за движением врубовой машины: оседая, уголь разбивается на крупные транспортабельные куски. Количественное изменение - увеличение длины бара - дает, таким образом, новый качественный эффект: устраняется необходимость в буро-взрывных работах. Значительную группу составляют изменения во внешней среде. При исследовании целесообразности внесения таких изменений изобретатель должен изучить внешнюю - для данной системы - среду с ее влиянием на систему. В частности, следует рассмотреть возможность изменения параметров среды (например, давления, температуры, скорости движения) или замены данной среды другой, обладающей более благоприятными характеристиками. Нередко простой переход от одной среды к другой или введение в среду дополнительных компонентов приводит к успешному решению задачи. Так, например, при изготовлении бетона в обычных бетономешалках, в бетонной массе, даже при длительном перемешивании, остается значительное количество мелких воздушных пузырьков, снижающих прочность бетона. В связи с этим был предложен так называемый вакуумный способ приготовления бетона. В вакуумных бетономешалках бетонная масса перемешивается в разреженной среде, создаваемой внутри барабана. Количественное изменение одного из параметров (давления) внешней среды дает новый качественный эффект: прочность бетона увеличивается вдвое. Техническое противоречие может быть устранено также путем внесения изменений в сопредельные системы, в смежные части машины, в другие стадии процесса. Иногда достаточно простого установления взаимосвязи между ранее независимыми процессами. Известно, например, что для освещения на современных киностудиях используется в основном постоянный ток. Вызвано это тем, что частота съемки (24 кадра в 2 сек.) не совпадает с частотой промышленного переменного тока (50 периодов в 1 сек.). При питании светильников переменным током открытие затвора объектива киносъемочного аппарата может совпасть с минимумом освещенности, в результате чего часть кадров получится затемненной. Выдержка при съемке каждого кадра составляет обычно 1/1000сек., поэтому только 2,4% световой энергии, падающей на объектив, используется полезно. Если питать безынерционные светильники токовыми импульсами, синхронными и синфазными вращению шторки объектива, то свет будет включаться только в те моменты, когда объектив открыт. Артисты же будут видеть значительно ослабленный непрерывный свет, поскольку уже при 10-16 импульсах в секунду человеческий глаз воспринимает световой поток как непрерывный. Установление взаимосвязи между работой киносъемочного аппарата и работой системы освещения дает новый технический эффект - резко сокращает расход электроэнергии и облегчает работу артистов. Аналитическая стадия творческого процесса дает почти всегда однозначный ответ, оперативная стадия такой однозначностью не отличается: одно и то же техническое противоречие может быть устранено различными путями. Поэтому на оперативной стадии эксперимент играет уже не второстепенную, а главную роль, являясь во многих случаях критерием для окончательного выбора того или иного способа, приема, схемы и т. д. Хорошее знание природы, наблюдательность, знакомство со смежными областями техники, владение техникой эксперимента - таковы качества, необходимые для успешного проведения оперативной стадии творческого процесса. Последняя - синтетическая - стадия творческого процесса включает четыре этапа: введение функционально обусловленных изменений в систему, введение функционально обусловленных изменений в методы применения системы, проверка применяемости полученного принципа к решению других технических задач и оценка изобретения. Подобно аналитической, синтетическая стадия представляет собой, по преимуществу, цепь логических суждений, проверяемых при необходимости экспериментально. Найденный способ устранения технического противоречия почти всегда обусловливает необходимость внесения в систему дополнительных изменений. Эти изменения имеют целью придать системе новую форму, соответствующую новому содержанию. Психологически переход к новой форме представляет для изобретателя значительные трудности. Это обусловлено тем, что каждая система (машина, механизм, процесс) связана в представлении человека с определенными старыми и привычными формами. Поэтому, даже изменив сущность системы, изобретатель зачастую сохраняет ее "традиционную" форму. Так, например, один из первых электродвигателей в точности воспроизводил по форме паровую машину: цилиндр был заменен электромагнитной катушкой, а поршень - металлическим стержнем, который при переключении тока совершал возвратно-поступательное движение. При помощи кривошипно-шатунного механизма это движение, как и в паровых двигателях, преобразовывалось затем во вращательное движение. Лишь впоследствии были созданы электродвигатели с вращающимся ротором, который исключал надобность в кривошипно-шатунном механизме. Следующий этап синтетической стадии творческого процесса - внесение изменений в методы применения системы. Создание всякой новой системы (или изменение старой системы) обусловливает необходимость отыскания новых методов ее практического использования. Приведем пример, ставший классическим. Раньше забойщики в угольных шахтах отбивали уголь вручную, обушком. Периодически они прекращали отбойку и производили крепление выработанного пространства. В начале 30-х годов на шахтах появились пневматические отбойные молотки - мощное средство отбойки угля. Однако методы работы остались старыми: забойщик по- прежнему периодически откладывал молоток и занимался креплением. В результате нерациональных методов работы общий прирост производительности был невелик. Тогда был предложен новый метод организации труда: одна группа забойщиков непрерывно работала отбойными молотками, другая - вела крепление. Новый метод позволил полностью использовать высокую производительность отбойных молотков и увеличить добычу угля в десятки раз. Несмотря на очевидную важность этого этапа творческой работы, изобретатели зачастую не уделяют ему должного внимания, предоставляя рационализаторам чисто эмпирически вырабатывать наиболее эффективные методы использования нового изобретения. Как и на предыдущем этапе творческого процесса, это вызвано воздействием на психику изобретателя старых, ставших традиционными методов труда. Третий этап синтетической стадии творческого процесса - проверка применимости найденного способа устранения технического противоречия к решению других технических задач. Иногда полученный принцип изобретения представляет собой даже большую ценность, чем само конкретное изобретение, и может быть успешно применен при решении других, более важных задач. На этом этапе особое значение имеет технический кругозор изобретателя, его знакомство с другими областями техники, знание актуальных проблем различных отраслей производства. Как известно, первый патент на железобетон был взят в 1867 г. французским садовником Монье. Не обладая достаточным техническим кругозором, Монье взял патент только на изготовление железобетонных... цветочных кадок. Последний этап творческой работы - оценка сделанного изобретения. Цель этого этапа - выявление соотношения между положительным техническим эффектом, даваемым изобретением, и затратами, необходимыми для его реализации. Ценность сделанного изобретения находится в прямой зависимости от величины этого отношения. В частности, при наличии нескольких вариантов решения, полученных на оперативной стадии, окончательный выбор наилучшего варианта производится в связи с оценкой изобретений. На этом же этапе изобретатели обычно анализируют проделанную работу, стремясь выявить допущенные ошибки и осмыслить новые творческие приемы, использованные при решении задачи. Общий ход творческого процесса иллюстрируется следующим примером. В 1949 г. Министерством угольной промышленности СССР был объявлен всесоюзный конкурс на создание холодильного костюма для горноспасателей, которые при тушении подземных пожаров работают в условиях высоких температур и отравленной атмосферы. В технических условиях конкурса было указано и основное звено задачи - необходимость обеспечить длительное холодильное действие при небольшом весе костюма (8-10 кг). Последнее было обусловлено тем, что горноспасатель при работе должен нести на себе прибор для защиты органов дыхания (12-14 кг) и инструменты, а общая допустимая нагрузка на человека не должна превышать 28-29 кг. Работа над созданием холодильного костюма была начата авторами настоящей статьи с выявления основного технического противоречия. Оно заключалось в следующем. Чтобы обеспечить достаточную продолжительность защитного действия костюма, необходимо стремиться к увеличению запаса холодильного вещества (льда, сухого льда, фреона и т. д.), а следовательно, повышать вес костюма. Стремление же к уменьшению веса костюма неизбежно вызывает сокращение длительности его действия. Таким образом, между двумя основными характеристиками (вес и продолжительность действия) существовало противоречие, которое нельзя было устранить приемами обычного конструирования. Анализ этого противоречия показал, что его причиной является низкий весовой предел, установленный условиями конкурса. Исследуя способы устранения подобных противоречий, мы установили, что в других отраслях техники это часто достигается так называемым "методом совмещения функций": на данную систему дополнительно переносятся функции другой системы, за счет устранения которой появляется возможность увеличить вес первой системы. В данном случае решение задачи достигалось передачей холодильному костюму функций аппарата для защиты органов дыхания. В результате этого общий допустимый вес такого комбинированного костюма мог быть повышен до 20-22 кг .Такая постановка вопроса предопределила выбор холодильного вещества: им мог быть только кислород, хранящийся в сжиженном состоянии. Охлаждение подкостюмного пространства достигалось испарением кислорода и его нагреванием, после чего кислород использовался для дыхания. На синтетической стадии в систему были внесены функционально обусловленные изменения: в связи с большим запасом кислорода вместо круговой (регенеративной) системы дыхания была применена открытая система (с выдохом в атмосферу), позволившая резко упростить конструкцию дыхательной части костюма. Были внесены изменения также и в методы использования костюма. В связи с тем, что вес костюма в процессе работы быстро снижается благодаря испарению кислорода, появилась возможность первоначально загружать костюм дополнительным количеством жидкого кислорода, тем самым увеличив продолжительность действия костюма. Проекты, основанные на найденных принципах, получили по решению жюри конкурса первую и вторую премии [3]. Исходя из всего сказанного, схему творческого процесса можно представить в следующем виде:

I. Аналитическая стадия

1. Выбор задачи. 2. Определение основного звена задачи. 3. Выявление решающего противоречия. 4. Определение непосредственной причины противоречия.

II. Оперативная стадия

1. Исследование типичных приемов решения (прообразов):

а) в природе, б) в технике.

2. Поиски новых приемов решения путем изменений:

а) в пределах системы, б) во внешней среде, в) в сопредельных системах.

III. Синтетическая стадия

1. Введение функционально обусловленных изменений в систему. 2. Введение функционально обусловленных изменений в методы использования системы. 3. Проверка применимости принципа к решению других технических задач. 4. Оценка сделанного изобретения.

Надо сказать, что намечаемая нами схема может быть отнесена только к творческой работе опытного и высоко квалифицированного изобретателя. В творчестве начинающего изобретателя, как правило, нет достаточной логической стройности суждений, большую роль играют случайности, удачные находки и т. д. И наоборот, великие изобретатели прошлого часто достигали высокого уровня творческого мастерства. Изобретения могут делаться и в процессе научно-исследовательской работы. Так, например, открытие рентгеновских лучей и установление их свойств почти автоматически обусловили ряд технических изобретений, основанных на применении этих лучей. В данном случае в руках изобретателя сначала оказалось средство устранения многих технических противоречий, и задача состояла в обратном: найти эти противоречия. Приведенная нами схема является типичной, но не всеобъемлющей. Более того, даже в пределах применимости она носит приближенный характер. Нужно еще во многом уточнять, углублять, а кое в чем и изменять эту схему. Для решения этой задачи необходимо дальнейшее исследование взаимосвязи между объективными законами технического прогресса и психическими процессами технического творчества. Необходимо также систематическое изучение опыта рационализаторов и изобретателей, выявление и обобщение общих методов творческой работы. Становление психологии изобретательского творчества как одного из разделов психологической науки невозможно без широкого применения экспериментального метода. Полученные выводы должны быть проверены не только на материале старых изобретений, но и экспериментально, ибо конечной целью психологии изобретательского творчества является практика: познанные закономерности должны быть использованы при разработке научной методики работы над изобретением.

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. К. Маркс, "Капитал", т.1 2. К.Г. Воблый, "Организация труда научного работника", 1948. 3. "Горноспасательные работы в шахтах при высоких температурах", Углетехиздат, 1951, стр. 32. 4. "Общая теплотехника", под ред. Карнецкого, 1952. 5. Т. Рибо, "Творческое воображение", 1901. 6. С.Л. Рубинштейн, "Основы обшей психологии", 1946. 7. П.М. Якобсон, "Процесс творческой работы изобретателя", 1939. 8. J. Rossman, Psychology of the inventor,1931.

© Альтшуллер Г.С., Фильковский Г.Л., 1975 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ

В течение последнего года бакинская группа ОЛМИ регулярно обсуждала проблемы теории решения изобретательских задач. При этом рассматривались различные стороны теории. Главную проблему, к которой постоянно возвращалось обсуждение, можно сформулировать так: "Теория решения изобретательских задач вступает в новую фазу развития: каковы особенности этой фазы? каковы пути и перспективы дальнейшего развития?"Постепенно наметились некоторые выводы, которые мы хотим изложить в этой статье. Мы пишем эту статью для преподавателей методики изобретательства, разработчиков, выпускников общественных школ и институтов изобретательского творчества. Поэтому мы не будем начинать с азов. О будущем трудно писать с полной определенностью. В этой статье наряду с бесспорными положениями, есть предположения, гипотезы, догадки. Мы будем благодарны за высказанные замечания и соображения.

1.

Теория решения изобретательских задач разрабатывается с 1946 года. За тридцать лет несколько раз менялись идейные установки теории - главные ориентиры, представления о целях и конечных результатах работы. Эти тридцать лет можно разбить на три основных этапа. Однако, прежде чем перейти к их описанию, посмотрим, какова была в ту пору позиция официальной науки. Показательны в этом отношении статьи, опубликованные в N2 журнала "Изобретатель" за 1929 г. (учитывая, что в период 1937-45 других работ по психологии изобретательского творчества не появлялось, можно считать, что взгляды, существовавшие в 1929 г., сохранили силу и к 1946 г.) "Есть "что-то" общее всем изобретателям, что отделяет их от не-изобретателей как в человеческом роде, так и среди крыс. Это "что-то" "скорее всего заключается в химическом составе крови, в изобретательском темпераменте"- писал проф. Н.К. Кольцов. Проф. В.А. Гиляровский отстаивал другую точку зрения: изобретательская деятельность - своего рода патологический сдвиг, "чокнутость"."Существует целый ряд болезней, при которых на фоне общего возбуждения наблюдается повышение интеллектуальной продуктивности и творческой фантазии, связанное с созданием произведений высокой ценности. Чаще всего это бывает при циркулярном психозе в состоянии маниакального возбуждения". И далее:"Поднятый покойным немецким ученым Оппенгеймером вопрос о возможности повышения ценности личности, благодаря патологическим сдвигам, можно считать решенным в положительном смысле".В специальной литературе по изобретательскому творчеству деятельность изобретателя рассматривалась в лучшем случае как труднопознаваемая:"Мы в настоящее время практически ничего не знаем о психологическом процессе, создающем изобретение. Мы не знаем ни условий, благоприятных для создания изобретений, ни особенностей и характерных черт изобретателя"(Росман). Чаще открыто провозглашалась непознаваемость изобретательского творчества: "Инженер имеет то общее с художником, что его лучшие работы основаны на вдохновении, которое переходит за край логических выводов" (проф. Ганфштенгель). В 1948 году издательство АН УССР выпустило третьим(!) изданием книгу акад. К. Воблого "Организация труда научного работника". Работа исследователя (и изобретателя) описывалась в ней так:"Исследователь начинает с упорного раздумья над интересующим его вопросом. Длительная мыслительная работа не дает результатов, тогда исследователь, измученный бесплодными усилиями сдвинуться с мертвой точки зрения, бросает работу, переходит к другим занятиям, к легкому чтению, к экскурсиям, прогулкам и т.д. И вот в один из таких моментов, далеких от занимающей его проблемы, неожиданно в поле зрения появляется идея, дающая ключ к разрешению всего вопроса". Откуда же появляется эта решающая идея? К. Воблый отвечает так: "В творческом процессе исключительно важную роль играет подсознательная деятельность. Физиологи, психологи и ученые разных специальностей приходят к единогласному выводу о важной роли в творчестве подсознательной деятельности". Позиция официальной науки и до сих пор принципиально не отличается от того, что утверждали Росман, Ганфштенгель и др. Изменились акценты: энергичнее подчеркивается роль знаний, труда, опыта. Но незыблемым остается основной догмат: главное в творческом мышлении - это сами процессы мышления, психология человека, эмоции. При этом в одних работах подчеркивается непознаваемость творческого процесса, в других непознаваемость притушевывается игрой буферных слов "интуиция", "способность", "личные качества" и др. Время от времени тот или иной ученый высказывал здравые мысли о необходимости хотя бы извлечь полезные советы из опыта изобретателей. В том же "Изобретателе" (N1-1929) акад. С. Ольденбург писал:"Приходится очень жалеть, что история изобретений мало еще разработана, и мы поэтому во многом еще не имеем отчетливого представления о психологии и механизме изобретений. Между тем эти знания могли бы очень пригодиться изобретателям, охраняя их от многих ошибок и неправильных подходов". К сожалению, такие высказывания не имели реальных последствий, а представления официальной науки, основанные на явном или неявном признании непознаваемости процессов творчества, через учебники, монографии, статьи и научно-популярную литературу формировали общественное сознание. Официальная наука оказалась бессильной дать изобретателям практически работоспособные рекомендации. Она не могла этого достичь даже в тех случаях, когда ставила такую цель. Так, например, в конце 60-х годов в Институте общей педагогической психологии АПН СССР была создана лаборатория эвристики под руководством доктора психологических наук В. Пушкина. В плане работы лаборатории было указано, что к концу пятилетнего срока будут получены практические рекомендации для изобретателей и рационализаторов. Срок прошел, рекомендаций нет. Неудивительно, что первых практических результатов добились "люди со стороны": Ф. Цвикки, А. Осборн, У. Гордон. Они не вышли за пределы основного догмата о непознаваемости творчества. Но они здраво рассудили, что непознаваемость - непознаваемостью, а в практической деятельности можно и нужно эмпирически применять найденные методы борьбы с психологической инерцией. Предлагая мозговой штурм, А. Осборн прямо опирался на основной догмат: корни творчества уходят в подсознание. Мозговой штурм и призван был "помочь" подсознанию - снять с него тормозящее воздействие сознания, расковать подсознание, создать условия свободной игры неуправляемых процессов. А на деле получилась попытка управления сознанием. Это особенно хорошо видно на синектике, являющейся дальнейшим развитием мозгового штурма: введена определенная последовательность решения задачи, используются - вполне сознательно! - определенные приемы, тщательно изучаются записи хода решения с целью выявления удачных подходов и приемов. Заслуги А. Осборна, У. Гордона, Ф. Цвикки велики и будут еще оценены по справедливости. Но мозговой штурм, синектика, морфологический анализ не стали сильными методами решения творческих задач: их авторы не смогли выйти за пределы "притяжения" основного догмата и не пришли к мысли о необходимости изучать объективные закономерности развития технических систем. Первый этап работы над теорией решения изобретательских задач тоже основывался на представлении о примате психологического фактора. Но с самого начала была принята иная программа действия."Надо изучить опыт изобретательского творчества и выявить характерные черты хороших решений, отличающие их от плохих. Отсюда можно будет определить отличие хорошего мышления от плохого".Таким образом, в центре исследования с первых же шагов оказалась логика развития технических систем. Вместо исследования играющего "исключительно важную роль" подсознания началось изучение изобретательских задач и их решений. Основным материалом для исследования на этом этапе были литература по истории техники и заявки на изобретения, проходящие через Инспекцию по изобретательству Каспийской военной флотилии. Почти сразу удалось обнаружить, что решения изобретательских задач хороши (сильны), если эти решения преодолевают техническое противоречие, содержащееся в поставленной задаче, и, наоборот, плохи (слабы), когда техническое противоречие не выявлено или оно не преодолено. Далее было обнаружено нечто более неожиданное: оказалось, что даже самые сильные изобретатели не понимают, не видят, что правильная тактика решения изобретательских задач должна состоять в том, чтобы шаг за шагом выявлять техническое противоречие, исследовать его причины и устранять их, тем самым устраняя и техническое противоречие. Даже столкнувшись с открытым, кричащим о себе техническим противоречием, и увидев, что задачу удалось решить благодаря устранению этого противоречия, изобретатели не делали никаких выводов на будущее, не меняли тактику и, взявшись за следующую задачу, могли потратить годы на перебор вариантов, даже не пытаясь сформулировать содержащееся в задаче противоречие... Рухнула надежда извлечь из опыта "больших" (великих, крупных, опытных, талантливых) изобретателей нечто полезное для начинающих: "большие" изобретатели работали тем же примитивным методом проб и ошибок. Оказалось, что объективное отличие хорошего решения от плохого не означает субъективного отличия мышления изобретателя. Таким образом, последовательное осуществление поставленной программы привело к необходимости изменения самой исходной позиции. Здесь началсявторой этап (1949 - 1964 г.г.) развития теории. Идейную установкув начале этого этапа можно сформулировать так:"Надо составить программу планомерного решения изобретательских задач, годную для всех изобретателей. Эта программа должна быть основана на пошаговом анализе задачи с целью выявления, изучения и преодоления технического противоречия. Программа не заменит знаний и способностей, но она будет предохранять от многих ошибок и даст изобретателю хорошую тактику решения изобретательских задач". Если на предыдущем этапе главным в изобретении считалось то, чтоизобретение - это деятельность человека, то теперь главным является то, чтоизобретение - это решение изобретательской задачи. Идейные основы начала этого этапа стыкуются с подходом Пойа:"решение задач является специфической особенностью интеллекта, а интеллект - это особый дар человека"; но можно дать программу анализа задач, с помощью которой человек, максимально используя содержание задачи, направлял бы свои мысленные операции на ее решение (Д. Пойа "Математическое открытие" - "Из предисловия автора"). Однако в отличие от Пойа и др. в теории решения изобретательских задач к этому моменту имелся такой важный для построения программ механизм, как выявление и устранение технических противоречий. Программы решения изобретательских задач поначалу были далеки от алгоритмов, но с каждой новой модификацией они становились четче и надежнее, постепенно приобретая характер программы (предписаний) алгоритмического типа. Было введено фундаментальное понятие ИКР, составлены первые таблицы применения приемов устранения технических противоречий. Теперь главным материалом для исследования стала патентная информация, описания изобретений. Начали проводиться учебные семинары, постепенно накапливался опыт обучения АРИЗу. И снова обнаружилось нечто неожиданное. Оказалось, что при решении задач высших уровней:

- нужны знания, обязательно выходящие за пределы специальности, которую имеет изобретатель; - производственный опыт навязывает бесплодные пробы в привычном направлении; - единственной "способностью", ощутимо влияющей на ход решения, является "способность" придерживаться АРИЗ.

Отсюда неизбежен был вывод: ни знания, ни опыт, ни способность ("природный дар") не могут служить надежной основой для эффективной организации творческой деятельности. Нет людей, которые могли бы регулярно, одну за другой, решать задачи высших уровней благодаря своим знаниям, опыту и способностям. Если цена задачи 100 000 проб, никто не сможет решить ее в одиночку. Если задача решается каким-то физическим эффектом в сочетании с несколькими комбинированными приемами, никакие способности не помогут человеку, не знающему этого физического эффекта и образуемых им сочетаний.  Большие изобретения (т.е. изобретения четвертого и пятого уровней) делаются эстафетным способом: участок в 100 000 проб перекапывается сотнями и тысячами "землекопов", а потом изобретение приписывается последнему "землекопу", хотя он ковырял землю ничуть не талантливее своих предшественников. Есть и другой способ, который можно назвать "задача сама ищет своего решателя". Трудная задача трудна потому, что она относится к одной области, а для ее решения нужны знания совсем из другой области. Когда в 1898 году Крукс поставил задачу связывания атмосферного азота, эта задача - благодаря научному авторитету Крукса - стала известна очень многим ученым. И норвежский специалист по полярным сияниям Виркеланд предложил использовать процессы, подобные происходящим в верхней атмосфере. Задача "отыскала" человека, чьи специальные знания были необходимы для ее решения. Способ, при котором "задача сама ищет своего решателя", опять-таки основан на пробах и ошибках, только пробы эти ведутся почти одновременно. Способ громоздкий и не гарантирующий решения задач, для которых нужно сочетание физэффектов или сочетание физэффектов и приемов. Приступая к решению изобретательской задачи высшего уровня, человек должен располагать знаниями о всей технике, о всей физике, о всей химии. Между тем объем знаний у человека в миллион раз меньше. Решая задачу, человек должен уметь правильно перерабатывать имеющуюся информацию (допустим, она имеется в полном объеме). "Правильно перерабатывать" - значит осуществлять цепь последовательных действий, управляя этими действиями так, чтобы они вели к решению задачи. Вместо этого человек использует примитивный перебор вариантов, руководствуясь старыми представлениями и личным (и потому случайным) опытом. Человек не умеет решать изобретательские задачи высших уровней.Поэтому ошибочны все теории, которые прямо или косвенно исходят из того, что, исследуя творческий процесс, можно выявить эффективные приемы, методы эвристики и т.д. Ошибочны все методики и методы, основанные на стремлении активизировать творческое мышление, поскольку это - попыткахорошо организовать плохое мышление. Таким образом, второй этап, начавшийся с мысли о том, что изобретателям надо дать полезный вспомогательный инструмент, завершился выводом о необходимости коренной перестройки изобретательского творчества, изменения самого мышления изобретателя. Программа теперь стала рассматриваться как самостоятельная, независимая от человека, методика решения изобретательских задач. Мышление должно следовать этой методике, управляться ею, и тогда оно будет талантливым. Возникла необходимость поставить операции, производимые в алгоритме решения изобретательских задач, на объективную основу, обосновать их объективными законами развития технических систем. Формулатретьего этапа (1965-1975 г.г.) была такой:"Изобретения низших уровней - вообще не творчество. Изобретения высших уровней, делаемые методом проб и ошибок, - это плохое творчество. Нужна теория решения изобретательских задач, позволяющая планомерно решать задачи высших уровней. Эта теория должна основываться на знании объективных законов развития технических систем". Начало третьего этапа совпало по времени с периодом интенсивного проведения семинаров, а затем стала складываться система школ и институтов изобретательского творчества. Совершенствование АРИЗ и разработка теории постепенно превращались в коллективную работу. Появился АРИЗ-71. Значительно усилилось информационное обеспечение АРИЗ, в частности был составлен "Указатель применения физических эффектов". Затруднения, возникающие при анализе и обусловленные нечеткой природой технических противоречий, удалось преодолеть введением понятия о физических противоречиях. Было положено начало вепольному анализу, связавшему процесс решения задачи с некоторыми фундаментальными законами развития технических систем и позволившему наметить пути к планомерному отысканию физических эффектов, необходимых для решения задачи. Выяснилось, что для преодоления физических противоречий нужны не отдельные приемы, а комплексы: пары "прием - антиприем", сочетания вепольного типа (физэффекты и приемы). Была составлена общая схема развития технических систем и началось исследование конкретных механизмов смены одних технических систем другими. Как и на втором этапе, основным материалом для работы была патентная информация. Но ее изучение велось теперь не столько для составления и пополнения таблиц устранения технических противоречий, сколько для исследования общих закономерностей развития технических систем. Знание этих закономерностей позволяло вносить коррективы в АРИЗ и вепольный анализ, а система школ и институтов изобретательского творчества давала возможность быстро и надежно проверять на практике новые выводы, предложения и гипотезы. Со второго этапа еще оставались типичные механизмы "как решать задачу", в том числе и психологические, например "метод моделирования маленькими человечками". Но они все в большей степени заменялисьобъективнымизаконами развития технических систем. Становилось ясно, что главное в изобретении не то, чтоизобретение - это решение задачи, а то, чтоизобретение - это развитие технической системы. Задача - это только одна из форм, в которой потребности развития технической системы обнаруживаются человеком. С помощью теории можно развивать технические системы планомерно, не дожидаясь, пока возникнет задача. Один из основных законов развития технических систем состоит в том, что, достигнув естественного предела в своем развитии, система не заменяется другой, а сначала включается в качестве подсистемы в новую систему. Так на смену весельным кораблям пришли парусно-весельные. В процессе их развития паруса постепенно вытесняли весла, пока не появились "чистые" парусники. Когда из "парусного принципа" было извлечено максимум возможного, появились парусные корабли, снабженные паровым двигателем. В процессе дальнейшего развития паровой двигатель вытеснил паруса, и появились пароходы. Главные ориентиры теории изобретательства развивались в соответствии с этим законом. На первом этапе развития теории главным ориентиром при исследованиях и предполагаемым конечным результатом работы был человек, его творчество, сильное изобретательское мышление. Второй этап начался с установления в качестве ориентира мышления, направляемого указаниями по анализу и решению задачи (или коротко: ориентира "человек-задача"). К концу этапа он сменился самостоятельным ориентиром "задача". В начале третьего этапа главным ориентиром было решение задачи, основанное на объективных законах развития технических систем. А сейчас, к концу третьего этапа, он сменяется ориентиром "теория развития технических систем", т.е. последовательным, планомерным развитием технических систем в соответствии с объективными законами их развития. Третий этап продолжается и ныне, в 1975 году. Но уже обнаружилось нечто новое, ведущее к дальнейшему изменению идейных установок теории и вступлению теории в четвертый этап развития. В последующих разделах мы охарактеризуем этот новый этап, но сначала подробнее остановимся на сегодняшнем состояниитеории решения изобретательских задач.

2.

Понятие "изобретательская задача" в современной теории решения изобретательских задач включает те задачи, для решения которых необходимо устранить техническое противоречие. Большинство патентуемых технических решений не соответствует такому понятию изобретения: это небольшие конструктивные или технологические новшества, для создания которых не нужно никакого творчества. Вот, например, "изобретение" по а.с. 427 423: "Способ определения давления газа в электрических лампах накаливания, отличающийся тем, что, с целью ускорения и упрощения процесса измерения и обеспечения возможности его использования для ламп с давлением как ниже, так и выше атмосферного, лампу помещают в герметично закрываемый цилиндр, разбивают ее бойком, установленным на крышке цилиндра, и численное значение давления газа в лампе определяют по предварительно градуированной шкале манометра, соединенного с внутренним объемом цилиндра". Задача состояла в том, чтобы определить давление газа внутри лампы, причемдопустимо было разбить для этого лампу. Разбитая лампа высвобождает газ и, следовательно, суть задачи в том, чтобы провести прямое измерение давления высвобожденного газа. Со времен Торричелли, Бойля и Мариотта известно, что для этого нужно использовать манометр. Чтобы эта задача стала изобретательской, надо изменить ее условия: давление газа должно быть определено без разрушения лампы, причем вес самой лампы (без газа) точно неизвестен. Такое требование переводит задачу первого уровня, легко решаемую каждым школьником с одной-двух попыток, в задачу третьего уровня (по крайней мере), для решения которой методом проб и ошибок нужно перебрать сотни или тысячи вариантов. Другой пример - "изобретение" по а.с. 423 894 (пять авторов):"Способ герметизации внутренней полости труб при химической и электрохимической обработке при помощи пробок из пластмассы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности герметизации труб малого диаметра различного сечения, конец трубы обжимают до вдавливания металла в пластмассу". Здесь исходная задача также не содержит технического противоречия. Чтобы его выявить, надо изменить условия задачи, указав, например, что ни трубу, ни пробку нельзя деформировать, а других веществ (кроме трубы и пробки) применять для герметизации нельзя. Еще один пример - "изобретение" по а.с. 452 412 (двадцать авторов):"Вкладыш к поддону для изложницы, устанавливаемый в ее гильзе перед разливкой, отличающийся тем, что, с целью надежной приварки его к слитку, он выполнен из пористого материала". Каждый человек знает: чтобы сцепление было лучше, надо гладкую поверхность сделать негладкой, например, пористой (микропористая подошва ботинок) или рубчатой (автошины). Изобретательская задача могла бы возникнуть, если бы требовалось сохранить гладкую поверхность вкладыша, а сцепление требовалось бы увеличить. И еще один пример - "изобретение" по а.с. 266 422 (двадцать шесть авторов):"Блок вертикально-шпиндельных хлопкоуборочных аппаратов, включающий несущую раму и поворотные рамки-секции с рабочими барабанами и съемщиками, отличающийся тем, что, с целью обеспечения удобства обслуживания съемщиков внутренних секций, оси поворота смежных рамок расположены на их противоположных концах". Рамки, которые раньше открывались в одну сторону, предложено открывать в разные стороны - как дверцы в шкафах. В исходной задаче нет ни малейшего намека на техническое противоречие. Важнейшим разделом современного патентоведения считается методикавыявления изобретений. Изобретения настолько измельчали, что их приходитсявыявлять. Словно это вши, прячущиеся в складках одежды. Паровую машину, электромотор, радио, синтетический каучук и многие тысячи другихдействительных изобретений не надо было выявлять, они кричали о себе, их нельзя было не заметить. Ныне специально обученные люди в порядке выполнения служебных обязанностей выискивают словесные обороты, исхитряясь запатентовать тривиальные технические решения. Вчитайтесь в формулу "изобретения" по а.с. 427 423. Казалось бы, все проще простого: хочешь узнать состояние газа внутри лампы - разбей лампу и измеряй. Но в такой формулировке было бы видно, что в "изобретении" нет ни малейших признаков новизны. И вот начинается казуистика. Указывается, что это - способ определения давления газа не где-нибудь, а именно в лампах накаливания, хотя точно так же можно определять давление газа в консервных банках, ампулах и т.д. Затем идет дотошное описание целей "изобретения" и еще более дотошное описание процедуры разбиения лампы. Разбивают лампу не как-нибудь, а бойком. Как будто что-то изменится, если лампа будет разбита иначе, например раздавлена крышкой цилиндра. Далее указано, что давление измеряют не как-нибудь, а с помощью манометра. И манометр этот имеет проградуированную шкалу. И подсоединен этот манометр не к радиоприемнику и не к вентилятору, а к "внутреннему объему цилиндра" - вот как!.. Кому и зачем это нужно? Для информации? Но поток подобных "изобретений" создает лишь информационный шум: человеку, знающему физику хотя бы в объеме неполной средней школы, нет необходимости знакомиться с "изобретением" по а.с. 427 423 и из него узнавать, что манометром можно, оказывается, измерять давление газа. Вероятно, рациональное зерно системы выявления и патентования подобных микроизобретений (псевдоизобретений) заключается в том, что среди мелочи вдруг могут оказаться и крупные изобретения. Однако нельзя не удивляться ничтожному к.п.д. такой организации изобретательского творчества. Изобретательская задача обязательно должна содержатьтехническое противоречие (ТП). Иногда ТП отчетливо изложено прямо в условиях задачи, иногда оно обнаруживается при попытках решить задачу известными способами. Рассмотрим конкретные примеры.

ЗАДАЧА 1

Вагон загружают ломом. Чтобы обеспечить требуемую точность загрузки (1-2 т), приходится неоднократно прерывать погрузку и отвозить вагон на железнодорожные весы. Как быть?

ЗАДАЧА 2

Надо измерять с самолета глубину реки через каждые 200 метров на протяжении 10 км. Скорость течения реки неизвестна. Как быть? В условиях задачи 1 прямо указано на ТП: точность конфликтует с производительностью. Условия задачи 2 ничего не говорят о ТП. Чтобы сформулировать ТП, надо включить в условия задачи 2 указания на известный способ и присущий ему недостаток. Известен, например, способ измерения глубин с помощью радиобуев: с самолета сбрасывают буй, снабженный эхолотом и радиоустановкой, передающей на борт самолета результаты измерений. Способ этот точен, но - в условиях задачи 2 - неприемлем из-за сложности и требуемого оборудования: ради каждого промера приходится расходовать дорогое электронное устройство типа радиобуя. Обе задачи - сравнительно несложные. Но решение их с помощью метода проб и ошибок требует длительного перебора вариантов. Обычно берут прототипом те плохие способы, которые указаны в условиях задачи, и пытаются их улучшить. Выдвигают, например, идеи о встраивании весов в вагон, о размещении весов под рельсами и т.д. Мысль о том, что взвешивать надо без весов, либо вообще не появляется, либо появляется и тут же отбрасывается: человек не знает правил, которые подсказали бы, что надо ухватиться именно за эту мысль. Если в условиях задачи нет данных о прототипе, отыскивают плохой прототип (в задаче 2 - сбрасывание телеизмерительной аппаратуры) и рассматривают множество заведомо безнадежных вариантов, связанных с этим прототипом. Иначе идет процесс решения по АРИЗ: планомерно - шаг за шагом - проводится анализ условий задачи. Каждый шаг выполняется по точным предписаниям, благодаря чему анализ общедоступен; ошибки возникают не из-за отсутствия способностей или специальных знаний (для анализа достаточны и школьные знания), а из-за стремления преждевременно, не закончив анализа, "прыгнуть" к ответу. Современный АРИЗ - это, прежде всего, система, а не механическая сумма шагов. Но все-таки можно выделить четыре основных механизма анализа. Каждый из этих механизмов реализуется группой шагов, причем некоторые шаги одновременно выполняют несколько функций. 1. Определениеидеального конечного результата (ИКР) резко уменьшает число возможных вариантов, отсекая все решения низких уровней. "Объект сам сообщает о своем весе", следовательно, сообщает без весов. 2. Определениефизического противоречия (ФП) продолжает процесс сужения поля поисков, оставляя - при правильной формулировке ФП -одно решение (хотя и не всегда в явном виде). Так, в задаче 1 ФП состоит в том, что объект должен двигаться и не должен двигаться. Такое ФП может быть преодолено разделением противоречивых требований в пространстве (часть объекта движется, часть неподвижна), или во времени (объект то движется, то не движется). Первое отпадает по условиям задачи: нам надо знать вес всего объекта. Остается второе. Мы выделили единственно верное решение, хотя еще не знаем, как его осуществить технически. 3.Системный анализ позволяет определить объем изменений - надо ли менять надсистему, систему, объект, часть объекта. В условиях задачи указаны система и входящие в нее объекты. Проверка возможности изменения надсистемы и части объекта является поэтому проверкой обходных путей решения. Кроме того, обязательное выделение части объекта (подсистемы) позволяет локализовать ФП, привязать его к конкретной технической субстанции. 4.Вепольный анализпомогает устранить выявленное ФП, показывая, что для этого надо сделать: ввести вещество, ввести поле, ввести преобразование полей и т.д. При решении задач, условия которых не содержат указаний на прототип, вепольный анализ позволяет ввести недостающие объекты и построить из них искомую систему. Так, в условиях задачи 2 упомянуто только одно вещество (вода). Исходя из основных аксиом вепольного анализа, можно сразу сказать, что должно быть введено второе вещество В₂и поле. Поскольку требуется даровое измерительное устройство, придется использовать природное вещество (воду, камни и т.п.) и природное поле, например, световое. Чтобы отражать свет, вещество В₂должно находиться на поверхности, т.е. должно быть поплавком. Введя теперь ФП (В2 поплавок и не-поплавок), можно еще приблизиться к ответу: В₂должно либо периодически менять плавучесть (это сложно), либо состоять из двух частей - поплавка и не-поплавка (груза).

рис. 1

Здесь вепольный анализ и ФП перестают работать: мы выполнили требования вепольного анализа (введя В₂, способное отражать свет) и выполнили операцию преодоления ФП (разделив В₂на две части). Если нет ФП - нет и изобретательской задачи,она уже решена. Действительно, если взять поплавок А и камень В, соединенные, например, леской, то глубину реки АС можно определить из прямоугольного треугольника АВС:

, где х = АС, у = ВС

Поскольку у нас одно уравнение с двумя неизвестными, необходимо ввести второе уравнение. Здесь возможны только три варианта:

рис. 2	рис. 3	рис. 4

Первый вариант ничего не дает, третий дает обратное решение (определение высоты реки для наблюдателя на дне). Остается второй вариант, который и представляет собой единственно верное решение: зная длины АВ и А’В и определив по снимку АА’, нетрудно вычислить АС. Расходуемое "оборудование" практически ничего не стоит, а на одном снимке можно уместить участок с десятками сброшенных поплавков (а.с. 180 815). В этом примере хорошо видно, где именно срабатывает вепольный анализ, где продвижение идет за счет выявления ФП, а где начинают работать знания. Но при реальном решении задач по АРИЗ одновременно действуют все его аналитические "механизмы":

- идет пошаговый системный анализ, позволяющий выделить ту часть объекта, которая подлежит изменению; - от ИКР к формулировке физического противоречия переходит установка на осуществление требуемого действия "без ничего", без сложных и дорогих устройств; - вепольный анализ корректирует почти каждый шаг, а затем помогает перейти к физике - к полям и веществам, реализующим требуемые действия.

В ходе анализа постоянно вклиниваются фактические знания (надо знать, что камень тонет, а поплавок плавает; надо учесть, что их стоимость пренебрежимо мала, как и стоимость соединяющей их лески; надо знать о существовании аэрофотосъемки и т.д.). Но сверх этого ход анализа (особенно после выявления ФП) во многом определяется информационным обеспечением АРИЗ. Это тоже знания, однако знания специальные, относящиеся, прежде всего, к эффективным приемам устранения ФП. С каждой модификацией в АРИЗ существенно усиливается информационное обеспечение. Здесь надо подчеркнуть, что полезна отнюдь не всякая информация. Изобретателя можно снабдить техническими и физическими энциклопедиями, справочниками и т.п. - это лишь затруднит поиски новой сильной идеи. Нужна информация, извлеченная из необъятной научной, технической и патентной литературы, сжатая в тысячи раз и представленная в форме, хорошо "стыкующейся" с той формой, в которой определяется ФП. В современном АРИЗ имеются три главных информационных механизма: 1.Система приемов. Путем анализа большого массива патентной информации удалось выявить основные (элементарные) приемы. Исходный массив был очень велик: многократно просматривалисьвсе советские бюллетени изобретений с довоенных лет и многие бюллетени зарубежные (особенно с середины 60-х годов). Из этого огромного массива патентной информации было отобрано около 40 тысяч изобретений. Отбор производился так, чтобы отсеять все изобретения первого уровня и основную массу изобретений второго уровня, т.е. рядовые технические решения, не содержащие ощутимой новизны, оригинальности. Дальнейший анализ (он велся преимущественно по описаниям изобретений, реже - по рефератам и формулам) позволил выделить 40 основных (элементарных) приемов и составить таблицу их примененияв зависимости от типа технического противоречия в рассматриваемой задаче. Работа с приемами продолжалась четверть века, но появление АРИЗ-71 фактически обесценило список и таблицу применения основных приемов: в АРИЗ-71 анализ ведется глубоко - до выявления ФП; задача чаще всего решается на этом этапе, а если и не решается, выгоднее повторить и углубить анализ, а не возвращаться "ближе к поверхности" - к техническим противоречиям. За последние годы система приемов АРИЗ была существенно перестроена. Выяснилось, прежде всего, от каких факторов зависит эффективность того или иного приема. В частности, оказалось, что очень сильные решения задач всегда достигаются не одним приемом, а комплексом, определенным сочетанием приемов. Были разработаныпарные приемы ("прием - антиприем"), появился вепольный анализ, основанный на идеевеполей, являющихся комплексом приемов. Наконец, из многих комплексов были выделеныстандарты - сочетания приемов и физэффектов, всегда дающие сильные решения определенного класса задач. Химия умерла бы, если бы она ограничилась только изучением химических элементов. Основные приемы - тоже "элементы". Их надо знать. Но работать чаще приходится с "молекулами" - парными приемами, веполями, стандартами. Теперь, когда построена система "элементарные приемы - пары - веполи - стандарты", эта информационная часть АРИЗ стала непосредственно и эффективно участвовать в решении задач. Многие задачи теперь могут быть автоматически решены по стандартам. Во многих случаях система приемов подсказывает верное решение после определения ФП, а иногда и сразу после определения ИКР. Открытие "молекул" (комплексов приемов) позволило оживить десятилетиями накапливающуюся информацию по элементарным приемам, позволило увидеть ее заново. Можно только удивляться, что система приемов не была закончена - как система - раньше, десять-пятнадцать лет назад. С другой стороны, сейчас, после трех лет интенсивной разработки системы приемов, становится очевидным громадный разрыв между этой частью АРИЗ и тем поистине жалким перечнем 10-15 случайных приемов, продолжающим кочевать из книги в книгу (см., например, второе издание книги В.И. Ковалева "В поиске нового", Лениздат, 1975). Переворот в этой части АРИЗ еще далеко не завершен. Одно из перспективных направлений - исследование макро- и микро-уровней приемов. По-видимому, каждый прием имеет два "лица": на микроуровне и на макроуровне. Так, принцип дробления не может не иметь качественных отличий, если речь идет в одном случае о дроблении угольной глыбы, а в другом - о дроблении угольной пыли. Некоторые физические эффекты можно рассматривать как приемы на микроуровне. Например, принцип динамизации обычно относится к макроуровню: разрезать, скажем, трактор на две части и соединить эти части на шарнирах. Неподвижное становится подвижным. Но что такое тепловое расширение, как не та же динамизация, осуществляемая растягиванием кристаллической решетки?.. 2.Система физэффектов. Некоторые физэффекты вошли в число основных приемов. Но еще несколько лет назад АРИЗ не имел специального информационного аппарата по физэффектам. Теперь есть основа для такого аппарата: разработан первый "Указатель применения физэффектов", составлены первые таблицы применения физэффектов. Эти материалы не только дают конкретную информацию при решении конкретных задач, но и перестраивают имеющиеся у изобретателя знания, давая возможность увидеть подчас весьма своеобразные изобретательские возможности физических эффектов и явлений. Специалист обычно хорошо знает и чувствует "свои" физэффекты и очень туманно представляет, какие возможности таятся в "чужих" физэффектах. Суметь активизировать физические знания, дополнить их данными о редких и новейших физэффектах - значит во много раз поднять творческий потенциал изобретателя. Для изобретательского освоения физики очень важное значение имеет обнаруженная недавно возможность описывать различные физические эффекты и явления в вепольной форме. Поскольку мы уже сейчас можем более или менее уверенно записывать условия задач в вепольной форме, создаются предпосылки для того, чтобы использовать вепольный анализ в качестве языка-посредника между изобретательством и физикой. 3.Система учебных задач. В течение годичного курса в общественной школе изобретательского творчества слушатели знакомятся - по литературе и на занятиях - с 50-80 учебными задачами, большинство из которых имеет очень сильные решения. Поэтому совокупность учебных задач дает слушателю опыт, имеющий не узкоспециальный, а общетехнический характер. Многие новые задачи можно решать, опираясь только на этот опыт. Возьмем, например, задачу об измерении глубины реки. Для любого изобретателя эта задача не имеет хороших аналогов; специальный опыт подсказывает лишь слабые решения (сбрасывание телеизмерительной аппаратуры). Учебные задачи дают иные аналоги. Есть учебные задачи об обнаружении места прихвата буровых труб и об измерении диаметра шлифовального круга в процессе работы, когда круг "спрятан" внутри обрабатываемого цилиндра. Внешне эти задачи непохожи на задачу об измерении глубины реки. Но слушатель, решивший эти задачи, знает, что все они имеют одну суть: надо определить глубину (длину), не видя "дна" (точки начала отсчета). И решения у этих задач подобны: "измерялка" должна быть линией (а лучше - треугольником) с прерывистыми метками. Поплавки на леске и представляют собой такую линию. Чтобы от этой идеи перейти к окончательному ответу, достаточно рассмотреть всего два варианта: "измерялка" в виде треугольника расположена вершиной вниз или вершиной вверх. Здесь еще нет четкого правила, нет стандарта на решение. Но есть сильный аналог, и это облегчает решение.

3.

Мы сознательно не останавливаемся на многочисленных вспомогательных механизмах АРИЗа, хотя они оригинальны (например, оператор РВС) и сильны (например, предписание убирать специальную терминологию). Для характеристики современного АРИЗа важнее другое: за всеми механизмами - аналитическими и информационными - за последние годы отчетливо просматриваются общие закономерности развития технических систем. Решая раньше задачу об измерении веса загруженного вагона можно было выявить техническое противоречие и прийти к выводу о необходимости применения приема N18 (использование механических колебаний) и измерение веса через измерение собственной частоты колебания загружаемого вагона. Но неизвестно было, почему именно этот прием дает хорошее решение задачи: можно было только ссылаться на таблицу, отражающую статистику. Теперь мы знаем, что существуетзакон согласования ритмики частей системы: системы с согласованной ритмикой (частоты колебаний частей системы приведены во взаимное соответствие) обеспечивают наилучшее прохождение сквозь систему потоков энергии и информации. В данном случае есть возможность подсоединить к загружаемому вагону прибор с собственной частотой колебаний, соответствующей частоте колебаний массы "вагон + груз", то есть можно построить систему с согласованной ритмикой. По а.с. 174 586 для облегчения выемки угля пласт разрыхляют: для этого пробуривают скважины, заполняют их водой и передают через нее импульсы давления. Частота импульсов при этом определяется характеристиками используемого оборудования. В силу действия закона согласования ритмики эта система с необходимостью должна была смениться системой, в которой частота импульсов будет согласована с частотой, в которой "живет" пласт. И вот появляется а.с. 317 797:"Способ предварительного ослабления угольного пласта путем воздействия на породы массива искусственно создаваемыми импульсами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности ослабления, на массив, предварительно приведенный в возбужденное состояние, воздействуют направленными импульсами с частотой, равной частоте собственных колебаний массива". То, что между этими изобретениями прошло семь лет, есть плата за незнание объективных законов развития ТС. Другой пример. Киносъемочный комплекс - это техническая система, состоящая из киносъемочного аппарата, осветительных приборов, звукозаписывающей аппаратуры и т.д. Аппарат ведет съемку с частотой 24 к/сек, причем при съемке каждого кадра затвор открыт очень небольшой промежуток времени. А светильники освещают съемочную площадку все время. Таким образом, полезно используется очень малая часть (иногда 1-2%) энергии; остальная энергия расходуется, в сущности, на вредную работу: утомляет артистов, греет воздух. Ясно, что по закону согласования ритмики эта система должна смениться системой, в которой безинерционные светильники работали бы синхронно и синфазно вращению шторки объектива. На объективных закономерностях развития технических систем основаны и центральные механизмы АРИЗа - определение ИКР и выявление физического противоречия. Один из основных законов развития технических систем состоит, образно говоря, в том, что "системы развиваются системно". Пусть имеется система А, осуществляющая функцию Ф. И пусть наряду с функцией Ф надо осуществлять функцию Т. "Простейший" путь, который обычно сразу приходит в голову при постановке подобной задачи, - присоединить к системе А систему В, осуществляющую функцию Т:

рис. 5

Такое механическое сложение двух систем не соответствует объективному закону развития. Объективный путь развития технических систем состоит в том, что система А преобразуется в А", а затем входит в качестве подсистемы в новую систему А"+Х, которая и осуществляет функции Ф и Т:

рис. 6

При этом преобразованные элементы системы А участвуют в осуществлении действия Т. Машина тем ближе к идеальной, чем меньше добавка Х, то есть чем в большей степени действие Т осуществляется самими элементами системы А. В идеале должно быть:

рис. 7

Объективный закон развития технических систем и состоит в том, что Х стремится к нулю, новое действие все в большей степени осуществляется элементами (преобразованной) системы А. К чему это приводит, видно из истории (точнее - предыстории) создания газотеплозащитного скафандра. В течение ряда лет задача ставилась так: "Нужен холодильный костюм для горноспасателей, работающих при температуре около 1000C. Костюм должен быть рассчитан на два часа работы при весе не более 8-10 кг". Задачей безуспешно занимались многие изобретатели и конструкторы, дважды проводились всесоюзные конкурсы. Казалось, задача принципиально нерешима: даже если все 8-10 кг отданы холодильному веществу (лед, фреон и т.п.), "запаса холода" могло не хватить. А ведь сам костюм тоже должен иметь вес. Откуда же взялись эти цифры - 8-10 кг? На горноспасателя нельзя "нагрузить" более 28 кг, иначе он не сможет работать. 7 кг - вес необходимых инструментов. 12 кг - вес кислородного дыхательного аппарата. Холодильный костюм заранее мыслился как нечто дополнительное, отделенное от инструментов и дыхательного аппарата. Это и обусловило весовой предел в 8-10 кг. Задачу следовало ставить иначе. Например:"Нужен такой дыхательный прибор, который одновременно будет осуществлять и противотепловую защиту". Или:"Нужен такой холодильный костюм, который одновременно обеспечит защиту дыхания". Иначе говоря, новую функцию следовало получить не за счет введения нового устройства, а "даром" - за счет побочного действия имеющегося устройства, которое должно работать "за двоих". Именно это реализовано в газотеплозащитном скафандре на жидком кислороде (а.с. 111 144): испаряясь и нагреваясь кислород поглощает тепло, а затем используется для дыхания. Когда при решении задачи по АРИЗ мы формулируем ИКР ("Такой-то объект системы должен САМ сделать то-то"), мы фактически формулируем знания о новой, нужной нам технической системе, в которой реализован приведенный выше закон развития технических систем. В ходе дальнейшего анализа выясняется, насколько следует отступить от идеала при современном уровне развития техники и науки. Но закон уже сработал: он указал нам объективное направление развития технической системы, подсказал правильный путь поиска решения задачи. Действие описанного закона приводит к тому, что один и тот же объект включается в две системы - А и Х. В каждой из этих систем он выполняет свою функцию, каждая из них накладывает на него свои требования. Для того, чтобы работать в системе А, он должен иметь определенные свойства, чтобы работать в системе Х, он должен иметь другие свойства. В изобретательских задачах высоких уровней эти свойства оказываются несовместимыми. Так возникает физическое противоречие. Например, в газотеплозащитном скафандре рабочее вещество должно быть как можно холоднее, чтобы охлаждать, и должно иметь комнатную температуру, чтобы быть пригодным для дыхания. В решении противоречивые требования разделяются во времени: сначала вещество холодное, потом теплое; сначала оно работает в холодильной системе, потом - в дыхательной. Выявление и преодоление физического противоречия является не просто методом решения задач. Это - объективно необходимый шаг в развитии технических систем. В отличие от технического, физическое противоречие органически связано с оператором его преодоления, т.е. оператором преобразования технической системы. Благодаря этому, с переходом к физическим противоречиям происходит переход оттаблицы разрозненных приемов устранения технических противоречий ктеории преодоления физических противоречий. С этой точки зрения и сами приемы модифицируются, вместосписка приемов появляетсясистема операторов. Первым шагом в этом направлении было введение "квазиобратных операторов", основанных на парах "прием - антиприем". Прием обычно позволяет осуществить одно требование физического противоречия. Например, пусть объект должен быть большим и маленьким: раздробим его - и каждая часть объекта стала маленькой. Теперь применяем антиприем: объединяем части и получаем большой агломерат. Однако второе наше действие не было просто обратным первому, так как в результате мы получили агломерат, отличающийся от исходного объекта: в целом он большой, но состоит из отдельных малых частей. Наши действия являются "квазиобратными". Математический анализ этого понятия, проведенный Е. Карасиком, привел к очень интересному выводу: имеющие большое значение и широко распространенные в современной математике "сопряженные операторы" являются вырожденным случаем квазиобратных. Квазиобратные операторы описывают объективный процесс преобразования исходного элемента технической системы, в результате которого получается новый элемент, совмещающий в себе несовместимые в исходном требования. Тем самым они описывают один из этапов объективного процесса развития технических систем, отражением которого является преодоление физического противоречия при решении изобретательской задачи по АРИЗ. Объективные закономерности развития технических систем видны и за отдельными приемами, используемыми в АРИЗ. Для примера рассмотрим один из основных приемов устранения технических противоречий -"использование гибких оболочек и тонких пленок". Почему этот прием используется так часто и довольно эффективно? Почему оболочки гибкие, а не твердые, пленки тонкие, а не толстые? Этот прием работает обычно, когда в технической системе возникает физическое противоречие типа:"объект должен быть и объекта быть не должно" или "объект должен быть большим и маленьким", "вещества должно быть много и мало". Для того, чтобы объект был и объекта не было, сделаем объект в виде гибкой оболочки. Тогда он есть, он, например, изолирует какую-то часть технической системы. Но при этомсквозьнего можно осуществлять какие-то действия, перемещения внутри "изолированной" части, т.е. объекта нет. Второе противоречие преодолевается использованием объекта из тонкой пленки: такой объект одновременно большой и маленький. Тонкая пленка покрывает большую поверхность, занимает много места - она большая. Но при этом она имеет малый вес, содержит мало вещества - она маленькая. Таким образом, тонкая пленка объективно совмещает в себе оба несовместимые требования. Как видим, прием "использование гибких оболочек и тонких пленок" описывает закономерное развитие технических систем, в которых появляется физическое противоречие указанного типа. А это - довольно частое противоречие. Отсюда распространенность этого приема, его эффективность, закономерность его применения в разных задачах независимо от отраслей техники, гениальности изобретателя и проч.

4.

В 1975 г. в АРИЗ впервые были введены стандарты на решение изобретательских задач. Стандарты основаны на объективных законах развития технических систем и представляют собой четкие правила решения изобретательских задач. Каждый стандарт действует в пределах своего (достаточно широкого) класса задач, причем в пределах этого классастандарт гарантирует решение высокого уровня. Стандарт есть стандарт: его применение не требует никакого творчества, как не требует творчества, скажем, отыскание корней кубического уравнения, если известна формула Кардано. На протяжении многих лет для защиты от нападок приходилось подчеркивать, что АРИЗ - не рецепт, что АРИЗ не умаляет роли индивидуальных особенностей и т.д. АРИЗ действительно не был рецептом, но не потому, что это плохо или невозможно: просто в АРИЗе еще не было той степени точности, при которой можно игнорировать индивидуальные особенности человека, психологические факторы и т.д. Ныне, с уточнением ряда шагов АРИЗа и - главное - с введением стандартов, АРИЗ становится более чем рецептом,АРИЗ постепенно становится сводом формул, основанных на объективных законах развития техники. Возьмем, например, стандарт на "ликвидацию вредных явлений, возникающих при соприкосновении подвижного и неподвижного объектов": если два подвижных относительно друг друга объекта должны соприкасаться и при этом возникает вредное явление, то задача решается введением третьего вещества, являющегося видоизменением одного из веществ, данных по условиям задачи. Этот стандарт основан на использовании одного из главных правил вепольного анализа: наиболее простой и эффективный метод разрушения веполей состоит во введениитретьего вещества. Обычно условия задачи налагают запрет на использование третьих веществ (прослоек, прокладок и т.п.). Возникает физическое противоречие: третье вещество должно быть и его не должно быть. В стандарте указан путь преодоления этого противоречия: третье вещество должно быть видоизменением одного из соприкасающихся веществ. Тогда третьего вещества не будет, поскольку оно является одним из уже имеющихся веществ, и оно будет, ибо оно все-таки отличается от имеющихся веществ. В тексте стандарта указаны признаки соответствующего класса задач, описана техника применения стандарта, приведены многочисленные примеры. Пользоваться таким стандартом может и школьник. Это проверено, например, на наиболее слабой группе слушателей ОИТТпрофтеха: чрезвычайно трудные для этой группы задачи типа задачи Ю. Поповой - после ознакомления со стандартами - решались за считанные секунды. Введение в АРИЗ стандартов "весомо, грубо, зримо" показало: процесс решения задачи заменяется использованием "формул",творчество исчезает. Здесь следует еще раз сказать: стандарты дают решения высоких уровней, т.е. то, что принято считать сильными изобретениями. Творчества нет, а продукт творчества есть - и самый высококачественный продукт! Парадокс этот объясняется тем, что характеристикупроцессарешения задачи мы привыкли распространять и на продукт решения. Неупорядоченный перебор вариантов - это творчество, новая техническая система - тоже творчество. Отсюда ошибочный вывод: не будет перебора вариантов (творчества), не будет и новых технических систем. Одна техническая система закономерно сменяется другой: за парусным кораблем должен был появиться корабль парусно-паровой, а затем - пароход. Никакой самый гениальный изобретатель ни при каких "осенениях" и "вдохновениях" не мог бы изменить эту закономерную последовательность. "Осенения" и "вдохновения" - это лишь моменты, когда усилия изобретателя совпадают с закономерным направлением развития совершенствуемой технической системы. Перебор вариантов, бесчисленные, неупорядоченные наскоки на задачу - не самоцель, они лишь средство (притом плохое средство) перехода от одной технической системы к другой. И если этот переход мы можем осуществить "по формулам", тем лучше для технического прогресса. Давно идут споры о том, можно ли алгоритмизировать изобретательское творчество. Приведено множество доказательств против и не меньше за такую возможность - с самых различных позиций. Истина же в том, что это сделать и можно, и нельзя. Нельзя алгоритмизировать творческое мышление человека с его наскоками, отступлениями, непредсказуемыми поворотами, зависящими от тысяч совершенно неожиданных внешних и внутренних причин. Но это и не надо делать. Можно и надо алгоритмизировать объективный, закономерный процесс развития технических систем, являющийся единственным ощутимым и имеющим объективное значение результатом творческого мышления. Мы знаем пока лишь некоторые из основных законов развития технических систем. Еще не за всеми механизмами АРИЗа видны эти законы. Но мы вышли на правильное направление: надо выявлять и использовать систему объективных законов развития технических систем. И если бы сегодня в этом направлении работала не Общественная лаборатория методики изобретательства, а штатная лаборатория или институт, то в ближайшие годы мы знали бы многие законы развития технических систем. Продвижение в этом направлении не встречает принципиальных трудностей. Работа состоит в сборе и анализе соответствующей информации, причем направление анализа уже известно и есть хорошие примеры такого анализа.Создание исчерпывающей теории развития технических систем - лишь вопрос времени. За несколько лет усиленной работы здесь можно докопаться до самой глубины процессов развития технических систем. Работа по созданию теории развития технических систем ведется на общественных началах и идет поэтому медленнее, чем хотелось бы. Но для нас совершенно очевидно, что организация технического прогресса, основанная на допотопном "творчестве" (т.е. на неупорядоченном переборе вариантов), неизбежно сменитсянаукой о развитии технических систем: принципиально новые технические системы будут создаваться путем точных расчетов, как ныне создаются новые мосты, здания и т.п. Межзвездные перелеты сегодняобъективно невозможны: нет необходимых источников энергии и материалов. Для создания науки о развитии технических систем сегоднянет объективных препятствий, кроме огромной психологической инерции. Метод проб и ошибок с древнейших времен был единственным методом обеспечения технического прогресса: страшно оторваться от привычного и единственно известного метода... Если бы пятьсот лет назад кто-то сказал:"Чтобы увеличить скорость движения кареты, надо прежде всего убрать лошадей"- на него посмотрели бы, как на сумасшедшего. Сегодня такое утверждение очевидно: да, надо убрать лошадей, заменив их мотором... Ниже приведено письмо, датированное октябрем 1975 г. Автор письма - изобретатель З. - имеет десятка полтора авторских свидетельств и интересные идеи в области сейсморазведки. О методике изобретательства З. ничего не знает: не читал книг и статей, не слышал о системе обучения и т.д. Случайно узнав, что в Баку есть "клуб изобретателей", он обратился в ОИТТ с просьбой отрецензировать его проект. Мы объяснили З., что "клуба" у нас нет, а есть общественный институт, занимающийся развитием теории изобретательства и подготовкой кадров. В ответ прибыло цитируемое письмо. З. начинает это письмо с того, что книгу "Алгоритм изобретения" он видел, но не читал. Психологи справедливо отмечают: там, где не хватает информации, включаются эмоции..."В принципе я с вами не согласен, т.е. я думаю, что вы делаете полезное дело, но явно "перебарщиваете", когда допускаете непочтительное отношение к "озарению", "осенению" и все это хотите "закрыть" под благородным предлогом "формализации", "алгоритмизации", "математизации", "теоретизации" и всяких прочих... заций изобретательского творчества. Вольно или невольно вы обижаете изобретателей, приписывая им качество малограмотных людей, похожих на слепых котят, познающих жизнь методом "проб и ошибок". Говоря по существу, я удивляюсь тому, как вы безапелляционно сбрасываете со счета талант и вдохновение. Разве вы не знаете, что существует консерватория и даже композиторский факультет, что существует наука о электромагнитных волнах светового диапазона частот, химия и наука о красках... В основах акустики, оптики есть все, что надо, чтобы стать Чайковским или Бетховеном, Айвазовским или Шишкиным. А литературные факультеты университетов? Разве не обязаны они выпускать, ну хотя бы маяковских в серийном исполнении? Алгоритмизировать изобретательство! Назовите это как-нибудь иначе, и тогда я с вами соглашусь. Я не думаю, что в развитии наук о музыке и сочетании красок уже все сделано. Там, видимо, тоже есть над чем поработать физикам и математикам, но ведь там и в мыслях нет ни у кого "ликвидировать" творчество. У человека может быть огромный запас слов и глубочайшее знание грамматических и прочих правил речи, но он, этот феноменальный специалист, языкознавец, никогда не сможет стать хорошим писателем, если у него нет таланта. Талант? Что это такое? На этот вопрос я не берусь отвечать. Не знаю. Но он существует. Я считаю, что любой человек может стать большим изобретателем... любой - независимо от того, какое образование он получил - низшее или университетское. Даже человек, живущий с детства до старости в глухой тайге, в тундре, в пустыне, способен сделать великое изобретение или открытие. С другой стороны, я не менее убежден, что никакие университеты не могут любого человека "сделать" изобретателем. Изобретатель - это не ремесленник, а гений, хотя степень гениальности у разных изобретателей разная - у одного, как у Сальери, а у другого, как у Моцарта. "Сделать" Моцарта из Сальери не способна никакая наука. Вот убить Моцарта - это можно. Изобретательство - это не работа; это хобби, это даже развлечение. Человек изобретает везде: на прогулке и в поезде, у станка и в постели. Он работает с таким же самозабвением и вдохновением, как композитор или поэт, но вы ведь знаете, что композиторы и поэты бывают настоящие и ненастоящие. Первые живут в веках, а вторые умирают раньше, чем их отнесут на настоящее кладбище. Поймите меня правильно - я не против обобщения и изучения физических, физиологических, экономических и прочих объективно существующих элементов, из которых состоит изобретательское творчество. Но ликвидировать само творчество и "закрыть" изобретательство - это уж, вы меня извините, неприемлемо". Нет необходимости разбирать эти эмоции. З. не знает, что такое теория изобретательства, ему кажется, что это обычное изучение техники, физики, физиологии, экономики, и он ссылается на консерватории и университеты, о сущности работы которых он тоже плохо осведомлен (все крупнейшие современные композиторы вышли из консерваторий). Интересно другое. Интересен тот слепой фанатизм, та слепая вера, с которой - еще до знакомства с материалами по теории изобретательства - отрицается возможность алгоритмизации процесса создания новых технических систем. Не знаю, говорит З., что такое талант, но он существует. Не знаю, что такое алгоритмизация изобретательства, не читал, но она невозможна, неприемлема... Если сказать З., что это - идеализм, мистика, он обидится. Он уже обижен: как так изобретателей считают малограмотными людьми, которые подобно слепым котятам действуют методом проб и ошибок... З. невдомек, что это давно признано самими изобретателями и давно исследовано и описано психологами. З. и в самом деле малограмотен в области теории, истории и психологии творчества. Сочли бы мы грамотным современного артиста, если он ничего не знает о системе Станиславского? Безусловно, нет! Так почему надо считать грамотным современного изобретателя, который за полтора десятка лет работы не удосужился полистать книги об изобретательском творчестве и понятия не имеет не только об АРИЗ, но и мозговом штурме и морфологическом анализе? Малограмотность у З. особая, воинствующая: для великих изобретений нужентолько талант, наука способнатолько убить Моцарта... Тысячи, десятки тысяч раз история показывала: непознаваемое становится познаваемым, неуправляемое - управляемым. Но воистину: единственный урок истории состоит в том, что люди не усваивают уроки истории.

5.

Решение задач высших уровней типично не только для изобретательства. Их приходится решать и в математике, и в естественных науках, и в педагогике, и в политике, и в организационной деятельности и проч., и проч. Новые теории в науке создаются тем же методом проб и ошибок со всеми его модификациями ("эстафетный способ"; способ, когда "задача ищет своего решателя", и др.). При этом ретроспективно видно, что наука развивается логично, закономерно. В науке возникают те же трудности, что и в области изобретательской деятельности: для создания нового нужна информация из разных отраслей (а она разрознена, не систематизирована), нужно знание типовых приемов, нужно умение избегать типичных ошибок. Однако если в реорганизации изобретательской деятельности мы продвинулись далеко, то в других областях сейчас господствуют те же воззрения, что и в изобретательстве в 1929 году. "Открыватель", ученый, творец рассматривается как особый человек, с особым мышлением, какими-то необычными способностями и, может быть, даже необычным составом крови (по-современному - с особым строением нервных цепей). Вот одно из типичных высказываний. А.И. Ракитов в книжке "Принципы научного мышления" (Москва, 1975) пишет о построении физических законов: "Здесь нужна особая сила абстракции. Способность к такой абстракции предполагает личный талант, особую творческую одаренность, умение придумать, сформулировать нечто такое, что само, будучи ненаблюдаемым, могло бы объяснить реально наблюдаемое, зримое, осязаемое явление"(стр. 57). Между тем ничто не мешает упорядочить производство таких открытий - подобно тому, как АРИЗ упорядочил процесс производства изобретений. Уже сегодня можно, например, сделать первый шаг к созданию теории открытий, составив список типичных ошибок, допускаемых при "неупорядоченном творчестве". Рассмотрим, например, как решалась весьма актуальная начиная с XVI века проблема: откуда в море лед? На этот счет были две основные гипотезы. По одной - лед образуется при замерзании морской воды, и, следовательно, огромные ледовые поля покрывают все северные моря и весь океан вокруг Северного полюса. По другой - лед приносится в море из рек, и, следовательно, если достаточно далеко отойти на север от берега, то по свободной воде можно попасть из Европы в Японию и т.п. Для решения проблемыЛомоносовпроделал лабораторные опыты. Он писал:"Многократно повторяя опыты, я нашел, что вода, в которой растворено столько же соли, сколько ее содержится в равном количестве морской воды, даже при самом сильном холоде не замерзает до твердого и чистого льда, но лишь застывает как некое сало, прозрачное и сохраняющее соленость воды. То же происходит с настоящей морской водой..." И далее - вывод: "Отсюда следует, что крепкий, прозрачный и пресный лед, из коего состоят ледяные поля, не может образоваться в самом море. Ибо если морская вода не образует прозрачного и чистого льда в малом сосуде, где холод равномерно действует на стоячую воду, то сколь менее это возможно в глубоком море, которое всегда находится в движении, где воздух и холод воздействуют только с поверхности... Взвесив все это, вряд ли кто сочтет правдоподобным, чтобы большие ледяные поля и горы брали свое начало в самом море". Но, как мы знаем, Ломоносов ошибся. Его ошибка вызвана тем, что результаты, полученные в пробирке, он перенес на открытый океан. В пробирке с морской водой, действительно, нельзя получить лед. Это происходит потому, что точка замерзания зависит от концентрации растворенного вещества: при увеличении концентрации точка замерзания падает. В начале замораживания образуется кристаллик льда, а соль из него уходит в жидкую воду и повышает в ней концентрацию соли, понижая точку замерзания. Продолжаем охлаждать - появляется еще один кристаллик и еще более повышается концентрация соли в жидкой воде, еще ниже становится точка ее замерзания. Получаются отдельные кристаллики, между которыми находится незамерзшая и очень соленая вода, т.е. то самое сало, которое наблюдал Ломоносов. Другое дело - в море. Там при замерзании воды выделяющаяся соль растворяется в остальной воде, а ее так много, что добавочная соль фактически не увеличивает концентрацию соли в ней и не понижает точку замерзания. Процесс замерзания и выделения соли продолжается и образуется лед. (Более подробно см. В.Л. Лебедев "Откуда в море лед?", "Химия и жизнь", N2, 1975.) Составив список таких ошибок и применив к нему инверсию, нетрудно прийти к списку "как надо делать". Развивая и уточняя его, можно получить программу решения "открывательских" задач в науке и других областях деятельности. Это облегчается тем, чтово всех видах деятельности мы встречаемся с преодолением противоречий, подобных физическим. Поэтому к решению задач можно применить аппараты теории изобретательства, аналоги изобретательских приемов.Е. Карасик приводит интересные примеры из математики. Задача: требуется описать окружность вокруг треугольника АВС, т.е. построить центр этой окружности - точку Х. Условие, определяющее точку Х как центр описанной окружности, имеет вид: ХА=ХВ=ХС [1]. Но мы не можем найти точку, удовлетворяющую условию /1/. Мы можем строить точки, удовлетворяющие соотношению: ХМ=ХР. Противоречие: соотношение [1] должно содержать одно равенство, чтобы можно было строить, и должно содержать два равенства, чтобы описывалась нужная точка. Преодолевается оно тем, что условие [1]разделяют на два условия,объединенных в систему:

ХА = ХВ ХВ = ХС

Каждое из этих условий содержит одно равенство, система же содержит два равенства. Теперь независимо строятся геометрические места ХА=ХВ и ХВ=ХС. Пересечение их (система) дает искомую точку Х. Еще один пример из математики. В вариационном исчислении множество допустимых вариаций должно быть открытым, чтобы можно было применить основную лемму. Но часто на множество допустимых вариаций накладывается ограничение вида |u|1. Таким образом, оно становится замкнутым. Противоречие: область допустимых вариаций должна быть открытой и должна быть неоткрытой. Преодолевается оно путем подстановки:u  = sin v. Теперь область измененияv открыта, аu - замкнута. Основную лемму можно применять по вариацииv. В окончательном же результате будет стоять только переменная u. Но без введения переменной v невозможно было бы получить необходимый результат. Здесь применен аналог приема "косвенного действия" или "посредника". Противоречие в науке. Для объяснения "Тунгусского явления" последовательно выдвигались гипотезы гигантского метеорита, нескольких метеоритных глыб, метеоритного дождя, облака космической пыли, снежной кометы. Гипотезообразование шло по пути умельчения частиц, составляющих Тунгусское тело. Но затем оно остановилось, не сумев преодолеть противоречия: для того, чтобы объяснить отсутствие всяких остатков и воронок, Тунгусское тело надо предполагать очень маленьким или состоящим из отдельных мельчайших частиц, а для того, чтобы объяснить размеры и характер причиненных им разрушений, его надо предполагать большим, массивным, плотным. Приведем пример более фундаментального противоречия. Свет является в определенном смысле частицей, в определенном - волной. И эти два представления неразрывно связаны между собой соотношением между энергией и частотой, выведеннымЭйнштейном на основе его теории фотонов. А это соотношение ясно показывает, что дуализм света неразрывно связан с существованием квантов. Но квантование обнаружено и у электронов, и других материальных частиц. Следовательно, и они должны иметь волновую природу. Последовательное развитие этой идеи привело к тому, что стационарное состояние системы частиц, например, атома должно соответствовать стационарному колебанию некоторой величины. Но рассмотрим колеблющуюся струну с закрепленными концами. В такой струне может возбуждаться бесконечное число стоячих волн. Случай, когда струна несет только одно стационарное колебание, колеблется строго по синусоиде - исключительный. Обычно струна после нескольких начальных колебаний начинает двигаться по очень сложному закону. При этом ее движение представляет собой сумму (суперпозицию) некоторого числа (конечного или бесконечного) стационарных колебаний. Поэтому применение общей волновой идеи к квантовым атомным системам приводит к противоречию."По первоначальным представлениям Бора, атом всегда находится в том или ином стационарном состоянии. При этом предполагается дискретность, как раз и означающая квантование. Такой взгляд ни в чем не противоречит классической картине состояния атома. Однако если предположить, что стационарное состояние соответствует стационарным колебаниям, то общая теория... приводит к такому выводу: состояние атома в данный момент времени может свестись к единственному стационарному состоянию только в исключительном случае. В общем же случае оно представляет собой наложение определенного числа стационарных состояний. Можно сказать, что с точки зрения классических представлений такое утверждение лишено всякого смысла, ибо невозможно себе представить, что атом может в один и тот же момент времени находиться в нескольких состояниях"(Л. де Бройль, "Революция в физике", М., 1963, стр. 143). Это противоречие преодолевается вероятностной интерпретацией новой механики. Наконец, приведем пример из области политической деятельности, когда для успешного решения задачи требуется преодолеть противоречие, подобное физическому противоречию в изобретательстве. На вопрос, надо ли свергать Временное правительство и когда, В.И. Ленин отвечал: "... 1) его надо свергнуть, - ибо оно олигархическое, буржуазное, а не общенародное, оно не может дать ни мира, ни хлеба, ни полной свободы; 2) его нельзя сейчас свергнуть, ибо оно держится прямым и косвенным, формальным и фактическим соглашением с Советами рабочих депутатов и главным Советом, Питерским, прежде всего; 3) его вообще нельзя "свергнуть" обычным способом, ибо оно опирается на "поддержку" буржуазии вторым правительством, Советом рабочих депутатов, а это правительство есть единственно возможное революционное правительство, прямо выражающее сознание и волю большинства рабочих и крестьян"(В.И. Ленин, Полн. собр. соч., т. 31, стр. 147). Ничто не мешает повторить путь, пройденный при построении теории изобретательства, и построить теорию решения научных задач, теорию открывательства. При этом нет необходимости копировать в развернутом виде весь путь. Опираясь на накопленный опыт, можно сжать начальные этапы построения теории и быстрее подойти к выявлению закономерностей развития тех систем, с которыми имеет дело наука. При этом нужно искать в науке инварианты тех объективных закономерностей, которые действуют в технике, в изобретательстве. Обратимся к истории математики.Коши рассматривал непрерывные функции и для определения площади под кривыми, описываемыми этими функциями, ввел новую операцию - интегрирование. На этом как будто надо остановиться - задача решена. НоРиман сделал следующий шаг: он рассмотрел весь класс функций, к которым применима эта операция, с новой точки зрения посмотрел на старые объекты. И обнаружил совершенно новый, интересный класс, гораздо более широкий, чем начальный класс непрерывных функций, с гораздо более богатой структурой. Дальнейшее бурное развитие теории интегрирования было связано именно с изучением этого класса (подкласс непрерывных функций с точки зрения интегрирования был быстро исчерпан), развивалось само понятие интеграла для расширения этого класса, придания ему различных "хороших" свойств. Так же происходит и с теорией изобретательства. При изучении развития чисто технических систем был выработан ряд понятий и операций. А теперь с точки зрения этих понятий и операций можно рассматривать все прочие системы и на этой основе строить совершенно новые структуры. Начальный же подкласс чисто технических систем должен исчерпываться - в основном, за счет создания системы стандартов. В собственно теории изобретательства рассматриваются технические системы, осуществляющие функции над материальными объектами: амперметр измеряет силутока, костюм снабжает кислородом и охлаждаетгорноспасателяи т.д. Поэтому и сами эти системы были материальными. Но основные законы, открытые теорией развития технических систем, формулируются в более общем виде - для технических систем, осуществляющих какие-то функции. Это и дает возможность использовать их как основу для создания теории развития "других" технических систем. Рассмотрим, например, естественно-научные теории. Любая естественно-научная теория являетсятехнической системой(машиной), осуществляющей такую функцию: она переводит одни знания о каких-то реальных объектах в другие. Так, классическая механика - это техническая система, которая из знаний о состоянии системы определенным образом взаимодействующих тел в данный момент времени получает знания о состоянии этой системы в любой другой момент времени. Химия - это техническая система, которая из знаний о веществах до реакции получает знание о веществах после реакции. И т.д. Элементами технической системы "теория" являются понятия. Законы - системы связанных понятий - соответствуют примерно устройствам, механизмам. Вспомним, как работает один из основных законов развития технических систем, определяющий механизм ИКР, и проследим его работу в развитии технической системы "теория". Кризисная ситуация в науке возникает, когда в теории выявляется плохая особенность: теория А выполняет функцию Ф, но это мешает ей выполнять функцию Т. Например, классическая механика исправно выполняла свою функцию. Но в ней обнаружилась плохая особенность: из нее вытекало, что законы электродинамики будут различными в двух движущихся прямолинейно и равномерно относительно друг друга системах; из этого следует, что в таких системах будет различной скорость света, а это противоречит результатам экспериментов. "Простейший" путь выхода из кризиса - механически добавить к имеющейся технической системе (теории) какие-то механизмы, законы, представления, которые осуществляли бы нужную функцию. Так, делались попытки добавить к законам механики еще новые законы, описывающие свойства эфирного ветра. В результате всегда получаются плохие теории. Объективный закон состоит в "системном" развитии теорий: добавки должны быть как можно меньше, а элементы исходной системы должны быть преобразованы так, чтобы в максимальной степени участвовать в осуществлении новой функции, самим ликвидировать плохую особенность. Элементами теории являются понятия. Поэтому суть работы ИКР в развитии теории состоит в том, что ставка делается на преобразовании понятий, исключая всевозможные добавления, достроения к имеющейся теории. На этом пути появляются сильные теории. Так, сильный выход из кризиса классической механики дала теория относительности, изменив сами элементы исходной теории - понятия пространства и времени. Сами эти понятия сделаны такими, что законы электродинамики инвариантны относительно инерциальных систем отсчета, а значит, и скорость света в таких системах одинакова. При таком анализе совершенно неважно, как шел Эйнштейн или кто-нибудь другой к своим открытиям, подобно тому, как не важно, как тот или иной изобретатель сделал свое изобретение. Важно лишь, вследствие каких объективных закономерностей предыдущая теория сменяется последующей. Рассмотрим теории другого типа, так называемые теории-модели. К ним относится, например, теория строения звезд. Элементами этих теорий являются "квазиреальные" объекты, т.е. объекты, которые ведут себя соответственноизвестным намфизическим законам. Эти теории есть технические системы, "машины", построенные из квазиреальных объектов и призванные вести себя так же, как ведет себя наблюдаемый реальный объект. Основные законы развития технических систем действуют и в развитии этих теорий. Так, к середине XIX века Солнце и другие звезды представлялись в виде массивных и очень горячих тел. После открытия закона сохранения энергии потребовалось найти источник их тепла. Первая гипотеза, изложенная в 1848 г. одним из открывателей закона сохранения энергииР. Майером, состояла в почти механическом присоединении к звезде источника тепла. По Майеру, звезда греется от того, что на нее падают метеорные тела. Это была очень слабая гипотеза. По ней требовалась чрезвычайно большая масса метеоров и пришлось бы вводить дополнительные гипотезы о распределении метеоров в пространстве и т.п. Поэтому следующим шагом, значительным продвижением вперед и приближением к "идеалу" было перенесение источника теплавнутрь звезды. Первой гипотезой в этом направлении была гипотеза гравитационного сжатияГельмгольца. Но она давала слишком малое время существования Солнца (по сравнению с данными геологии), и поэтому приходилось добавлять разные внешние энергетические факторы, как, например, в гипотезеКроллао том, что Солнце в прошлом столкнулось с другой звездой. Следующим проявлением объективного закона приближения к "идеальности" был переход к представлению о том, что вещество звездысамо себя греет. Это были гипотезы радиоактивности вещества звезды, аннигиляции и, наконец, ядерных превращений. Таким образом, теория строения звезд становилась все лучше и лучше, развиваясь в соответствии с объективными законами развития технических систем. Научные теории развиваются закономерно. Человечество не знает законов развития теорий и действует методом проб и ошибок. Направление и характер проб зависят от личного опыта, воспитания, философии ученого, количества людей или поколений, решавших стоящую задачу, а иногда и просто от случая. Однако в любом случае успех или неудача того или иного поворота мысли определяется, в конечном счете, тем, насколько он соответствует объективным законам развития.Надо изучить эти законы и управлять мыслью соответственно им. Официальная наука знает только один путь перехода от одной теории к другой - "творчество". Поэтому мысль о том, что научный прогресс может осуществляться без творчества, еще никогда не высказывалась в науке. Пока в науке господствует убеждение, что все дело в "таланте". Но постепенно появляются отдельные признаки понимания того, что и в научном прогрессе (как в прогрессе техническом) действуют объективные законы. Например, в книге "Возникновение квантовой электроники" (изд. "Наука", 1974)И.М. Дунская, рассмотрев предысторию квантовой электроники, приходит к выводу:"Итак, в радиофизике (и радиотехнике) 50-х годов существовала следующая ситуация: с одной стороны, настоятельная необходимость освоения более коротких длин волн, с другой - невозможность создания на основе ранее используемых физических принципов высокостабильных, малошумящих и достаточно мощных приборов в этих диапазонах длин волн. Иными словами, в радиофизике 50-х годов возникла ситуация, которая на языке материалистической диалектики может быть охарактеризована как обострение назревшего противоречия, суть которого изложена выше" (стр.144). И далее: "Общий закон развития науки может быть записан в следующем виде: развитие науки идет через разрешение назревших противоречий; революционные открытия в любой области науки являются результатом разрешения обострившегося в данный исторический период противоречия, в результате чего появляются качественно новая гипотеза, принцип, теория, новая область науки" (стр.145). Конечно, противоречие, сформулированное И.М. Дунской, весьма далеко от какого-либо рабочего вида, подобного физическому противоречию в теории изобретательства. От понимания "силы" противоречий до построения эвристических программ открытий (типа АРИЗ) - дистанция огромного размера (как от понимания "силы" пара до действующей паровой машины), но важно, что первые проблески есть (разумеется, не только в книге И.М. Дунской). Сказав "а", рано или поздно придется сказать "б": если открытие - как и изобретение - есть преодоление противоречия, значит можно построить алгоритм открытий, а потом, совершенствуя его, придтик теории развития научных (по аналогии с техническими)систем. Суть современной научно-технической революции не в том, что вводятся ЭВМ и используется атомная энергия. И даже не в том, что человек вышел в космос. Истинная революция - этореволюция в методе производства новых знаний. Сегодня очевидно, что переход от одной технической системы к другой методом "творчества" обречен на вымирание: технические системы могут и должны развиваться на основе знания объективных законов технического прогресса. Завтра столь же очевидным станет неизбежность отказа от архаичного научного "творчества": научные теории могут и должны развиваться на основе объективных законов научного прогресса.

6.

В любом виде человеческой деятельности переход к новому, осуществляемый сейчас "творчеством", неизбежно должен смениться соответствующей теорией развития. Возьмем, например, творчество учителя. Ныне учителями ребенка стихийно или по должности являются родители, телевидение, внешняя среда, школьные педагоги и т.д. Действуют они методом проб и ошибок, на основе личных субъективных убеждений или вообще "как само пойдет". Между тем интеллект ребенка развивается закономерно, проходит одни и те же этапы, подвергается одним и тем же стадийным преобразованиям. Это хорошо показано в исследованиях Пиаже и его сотрудников. От учителя зависит время задержки на каждом этапе, легкость или трудность перехода к следующему этапу, а также как далеко будет развиваться интеллект, где его развитие остановится. Короче, от учителя зависит эффективность развития ребенка, так же как от изобретателя зависит эффективность развития техники, хотя и не зависит объективный ход ее развития. Ясно, что учитель может и должен действовать не случайным образом, а в соответствии собъективными законами развития интеллекта. Научная организация учительского творчества должна начинаться не в школе и не в детском саде, а с первых дней жизни ребенка. Надо планомерно развивать интеллект ребенка в соответствии с объективными законами его развития. При создании этой теории развития, по крайней мере, при создании ее основ, большую роль может сыграть теория развития технических систем. Так,Пиажеобнаружил "логичность" развития понятий и выявил основные преобразования, которые с ними происходят. Но подобные процессы имеются и в теории изобретательства. Современная теория преодоления противоречий основана на принципе разделения противоречивых требований по "двойственным сторонам" объекта. Вот простейший пример. Предположим, идет продажа какого-то порошка. Дозы этого порошка должны бытьмалыми, т.к. он используется в малых количествах. Но дозы порошка должны бытьбольшими, чтобы его легко было продавать (по ИКР - надо обойтись без точных весов и других механизмов). Противоречие. Решение состоит в том, что порошок рассыпают с малой поверхностной плотностью по листу бумаги и укрепляют на нем. Теперь легко отмерить, скажем, 2 мг порошка - надо просто отрезать 2 кв.см этой бумаги (если порошок рассыпан с плотностью 1 мг/кв.см). Как видим, решение достигнуто благодаря применению тонких пленок: доза порошка сделанамалойпо количеству вещества и, одновременно,большойпо размеру. Тем самым сохранены оба противоречивых требования. Но теперь эти требования уже не противоречат друг другу, а легко "уживаются" в одном объекте. Это произошло потому, что изменилось само исходное понятие: "доза" дифференцировалась на два более четких понятия - "количество вещества" и "размер".В процессе преодоления физического противоречия происходит изменение, развитие понятий.В этом своем аспекте теория изобретательства интересным образом стыкуется с результатами опытов Пиаже и его сотрудников и в определенном направлении углубляет и конкретизирует выводы генетической эпистемологии. Пиаже искал закономерности в развитии самих понятий и не смог пойти дальше, чем экспериментальное установление закономерностей развитиякаждогопонятия (закономерности развития понятия "класс", закономерности развития понятия "серия" и др.), хотя улавливается какая-то общность, аналогия между этими закономерностями. Мы же знаем, что существуют общие законы развитиясистем, а развитие их элементов (в данном случае - понятий) индуцируется этими законами вкаждойконкретной системе и укаждогоконкретного элемента по-своему. Кроме того, мы знаем конкретные объективные механизмы, приводящие к необходимости именно таких, а не других преобразований элементов. Переход от "творчества" к сознательному использованию законов развития, по-видимому, наиболее сложным и трудным окажется в искусстве. Здесь тоже существуют закономерности развития (в том числе, возникновение противоречий при развитии систем), но на ход развития искусства оказывают сильное влияние сторонние процессы, прежде всего, социальные. В искусстве особенно сильна слепая вера в непостижимость "творчества". Надо сказать, что на протяжении веков эта вера играла положительную роль и отнюдь не была проявлением глупости или кретинизма. Пока процесс создания нового основывается на "творчестве", творцу нужна убежденность, что он обладает какими-то особыми качествами. Эта убежденность - рабочий инструмент, позволяющий с титаническим упорством осуществлять пробу за пробой и идти в "диком" направлении, противоречащем общепринятому мнению (т.е. преодолевать психологическую инерцию). В технике в аналогичных случаях изобретатель может опираться на расчеты, наблюдения, опыт. В искусстве опорой служит вера: "Я могу это сделать. Другие не могут, а я могу и сделаю". Правда, сейчас и в развитии искусства все отчетливее выступают закономерности. Уже сегодня можно, например, проследить логику изобретения джаза: здесь та же железная закономерность, как и в изобретении парохода или электрической лампы. Есть и сознательные попытки "алгоритмизации" (система Станиславского, например). И все-таки фанатичная вера в непостижимость творчества очень сильна в искусстве. Может быть, именно потому и сильна, что сейчас ее подтачивают еретические сомнения... Вот, что пишет (в 1975 году!) драматургВ. Розов: "Как известно, акт творчества непроизволен. Он не покорен даже очень мощному волевому усилию или категорическому повелению. Человеческая воля может быть направлена только на улучшение обстоятельств, в которых может возникнуть творческий акт. Но и это не всегда помогает. Как известно, в прекрасных райских домах творчества далеко не всегда возникают великие творения. А Горький написал свою замечательную пьесу "Дети солнца" в тюрьме Петропавловской крепости"("Вопросы философии", N3, 1975, стр. 151). Потрясающее доказательство! Дома творчества - это просто пансионаты с улучшенными условиями (каждому дают отдельную комнату, разрешают стучать на машинке). Дома творчества возникли в эпоху, когда большинство литераторов жило в коммунальных квартирах: удобнее работать в пансионате, чем в коммунальной квартире. В силу случайных причин эти пансионаты называются "домами творчества", и вот логика: творчество неуправляемо, ибо в домах творчества не творят ничего стоящего... Знаменательно, что с отрицанием познаваемости творчества выступает В. Розов - драматург, чьи пьесы предельно управляемы: в них каждая строчка учитывает конъюнктуру. Может быть, отсюда та историческая категоричность, с которой Розов повторяет свой тезис... Так или иначе, интересно проследить рассуждения Розова. К сожалению, именно на таком уровне будет возражать нам большинство оппонентов."Как ни парадоксально, - пишет далее В. Розов, - но художник в момент творческого акта как бы не мыслит, мысль убьет творчество. В лучшем случае мысль играет роль той воды, в которой растворяется акварельная краска. Повторяю: творческий акт непроизволен. Разумеется, огромная работа, которая может предшествовать творческому акту, никем не сбрасывается со счета. Как мне кажется, художник мыслит до момента творчества и после него, во время же самого акта творчества рефлексии быть не должно. Сложнее, конечно, дело обстоит с научным творчеством. Но и оно - сестра художественному, возможно, даже родная. Несколько лет тому назад в одной статье я прочел замечание о том, что первоисточником величайших достижений и открытий во всех сферах культуры, науки, техники и искусства является внезапное и без видимой причины возникающее озарение. Это и есть творчество". Изумительный довод: в какой-то газетной заметке было сказано... Схему творчества по В. Розову можно графически показать так:

В деятельности человека непроизвольно возникают пики, их вершины - "озарения" - и есть творчество. Схема, в сущности, глубоко антигуманная. Она утверждает, что никогда нельзя поднять деятельность людей на уровень вершин: лишь изредка у отдельных творцов будут "озарения". Изобретателю З., письмо которого мы привели выше, и драматургу В. Розову кажется оскорбительной сама мысль об "отмене озарений". На самом деле, мы отнюдь не против "озарений": мы хотим, чтобы всядеятельность была на уровне, который раньше достигали только вершины пиков. Мы против прыжков в высоту - мы хотим заменить их непрерывным полетом. И если прыжки в высоту зависят от индивидуальных качеств человека, то для полета нужна машина - крылья и мотор. О неизбежности появления крыльев и мотора мы и говорим. Теорию изобретательства оказалось возможным создать раньше теорий развития в других видах деятельности, в основном, по двум причинам: 1) закономерности развитиятехническихсистем проявляются с особенной непосредственностью и четкостью и 2) в технике (в отличие от науки, искусства и т.д.) имелся готовыйпатентный фонд, опираясь на который, можно было вести исследование. С создания аналогов патентного фонда надо начинать реорганизацию механизмов прогресса в любом виде деятельности. К этой работе можно приступать немедленно (в сущности, ее следовало начинать давно). Патентные фонды позволят выявить специфические виды противоречий, преодоление которых обеспечивает прогресс в том или ином виде деятельности. От исследования противоречий можно переходить к изучению объективных закономерностей развития систем (научных, социальных и т.д.). Это - работа не на одно десятилетие. Но начинать ее надо сегодня, сейчас.

7.

Теория решения изобретательских задач развивалась в борьбе с попытками изучать творчество "вообще". В сущности, призыв к изучению творчества "вообще" прикрывал неумение исследовать конкретные виды творчества. Несоизмеримо легче "изучать" творчество на "игре в пять" (или на "игре в пятнадцать"), что и по сей день делает В. Пушкин, или "изучать" творчество на головоломках, как это делает Я. Пономарев, чем собирать патентный фонд открытий, выявлять противоречия, возникающие в процессе развития теорий, и искать объективные законы, порождающие эти противоречия. Все, что за 30 лет сделано в теории решения изобретательских задач, удалось сделать только потому, что исследование велось конкретно. Изучалось не творчество "вообще", а изобретательское творчество. И даже не изобретательское творчество "вообще", а современное изобретательское творчество при решении задач высших уровней. И вот теперь наступает новый этап в развитии теории решения изобретательских задач, когда, опираясь на накопленный опыт, мы можем перейти к изучению решения задач (в дальнейшем - к теории прогресса) "вообще", т.е. во всех видах деятельности. Теория решения изобретательских задач дает нам плацдарм для наступления на стихийное творчество в науке, искусстве, общественной деятельности и т.д. Разумеется, и на новом этапе будет продолжаться разработка собственно теории решения изобретательских задач. Эта теория должна окончательно превратиться втеорию развития технических систем. Тут еще предстоит многообразная работа по изучению законов развития технических систем, по построению обширной библиотеки стандартов, по дальнейшему совершенствованию АРИЗ и расширению системы обучения. Это очень большая работа, и в ближайшие годы именно она будет требовать 90% всех усилий. Однако уже сейчас можно и нужно начинать продвижение за пределы техники, прежде всего - в области развития научных систем (теорий), где еще господствует убеждение в непознаваемой сущности "творчества", где поиск нового ведется методом проб и ошибок, и каждый шаг вперед связан с колоссальной растратой усилий, средств, времени. По-видимому, эта "вылазка" должна начинаться с накопленияпатентного фонда открытийи извлечений из этого фонда информации отипичных противоречияхпри развитии научных теорий итипичных приемахих устранения. Вслед за этим можно будет приступить к построению первых алгоритмов решения научных задач. Наступит день, когда с помощью такого алгоритма впервые удастся сделать новое открытие... Нужна "вылазка" и в области искусства. Здесь особенно перспективным представляется исследование истории живописи - "изобретения" новых направлений, новых подходов, новой техники. Художнику приходится преодолевать противоречия (полотно должно быть небольшим по фактическим размерам и большим по объему изображаемого объекта, например океана; изображение должно быть неподвижным и подвижным и т.д.); исследование этих противоречий обогатит и теорию развития технических систем. За всеми частными теориями прогресса все четче и четче будет просматриваться общая теория, которую мы - в рабочем порядке - назвали Общей Теорией Хорошего Мышления. Люди плохо, неумело мыслят - это неоспоримый факт. Редкие случаи Хорошего Мышления проявляются сейчас как мгновения неуправляемого "озарения". Из миллиона человек "озарения" возникают у одного человека, да и у того они составляют суммарно лишь несколько минут в течение жизни.Мы против этого. Мы считаем, что человек должен научиться мыслить соответственно решаемым им задачам. Когда человек встречает любую трудную задачу, ситуация ничем не отличается от того, что есть в изобретательстве: та же страшная нехватка информации, то же убийственное действие психологической инерции, то же потрясающее отсутствие системы мыслительных операций - и как следствие - примитивный перебор вариантов. И если в изобретательстве нам удалось создать Систему Хорошего Мышления, то почему нельзя этого сделать в других областях?.. Человек долженхорошо мыслить- сильнее всяких "озарений" и "осенений". Сегодня это может показаться невероятным, как показалась бы невероятной пещерному человеку идея о том, что редкие костры, затерянные в первобытной ночи, неизбежно должны смениться сплошным морем электрического света над современными городами. Человек сможет Хорошо Мыслить, если будет создана Общая Теория Хорошего Мышления. В этом - конечная цель нашей работы.

© Альтшуллер Г.С., Фильковский Г.Л., 1975 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ В течение последнего года бакинская группа ОЛМИ регулярно обсуждала проблемы теории решения изобретательских задач. При этом рассматривались различные стороны теории. Главную проблему, к которой постоянно возвращалось обсуждение, можно сформулировать так: "Теория решения изобретательских задач вступает в новую фазу развития: каковы особенности этой фазы? каковы пути и перспективы дальнейшего развития?"Постепенно наметились некоторые выводы, которые мы хотим изложить в этой статье. Мы пишем эту статью для преподавателей методики изобретательства, разработчиков, выпускников общественных школ и институтов изобретательского творчества. Поэтому мы не будем начинать с азов. О будущем трудно писать с полной определенностью. В этой статье наряду с бесспорными положениями, есть предположения, гипотезы, догадки. Мы будем благодарны за высказанные замечания и соображения. 1. Теория решения изобретательских задач разрабатывается с 1946 года. За тридцать лет несколько раз менялись идейные установки теории - главные ориентиры, представления о целях и конечных результатах работы. Эти тридцать лет можно разбить на три основных этапа. Однако, прежде чем перейти к их описанию, посмотрим, какова была в ту пору позиция официальной науки. Показательны в этом отношении статьи, опубликованные в N2 журнала "Изобретатель" за 1929 г. (учитывая, что в период 1937-45 других работ по психологии изобретательского творчества не появлялось, можно считать, что взгляды, существовавшие в 1929 г., сохранили силу и к 1946 г.) "Есть "что-то" общее всем изобретателям, что отделяет их от не-изобретателей как в человеческом роде, так и среди крыс. Это "что-то" "скорее всего заключается в химическом составе крови, в изобретательском темпераменте"- писал проф. Н.К. Кольцов. Проф. В.А. Гиляровский отстаивал другую точку зрения: изобретательская деятельность - своего рода патологический сдвиг, "чокнутость"."Существует целый ряд болезней, при которых на фоне общего возбуждения наблюдается повышение интеллектуальной продуктивности и творческой фантазии, связанное с созданием произведений высокой ценности. Чаще всего это бывает при циркулярном психозе в состоянии маниакального возбуждения". И далее:"Поднятый покойным немецким ученым Оппенгеймером вопрос о возможности повышения ценности личности, благодаря патологическим сдвигам, можно считать решенным в положительном смысле".В специальной литературе по изобретательскому творчеству деятельность изобретателя рассматривалась в лучшем случае как труднопознаваемая:"Мы в настоящее время практически ничего не знаем о психологическом процессе, создающем изобретение. Мы не знаем ни условий, благоприятных для создания изобретений, ни особенностей и характерных черт изобретателя"(Росман). Чаще открыто провозглашалась непознаваемость изобретательского творчества: "Инженер имеет то общее с художником, что его лучшие работы основаны на вдохновении, которое переходит за край логических выводов" (проф. Ганфштенгель). В 1948 году издательство АН УССР выпустило третьим(!) изданием книгу акад. К. Воблого "Организация труда научного работника". Работа исследователя (и изобретателя) описывалась в ней так:"Исследователь начинает с упорного раздумья над интересующим его вопросом. Длительная мыслительная работа не дает результатов, тогда исследователь, измученный бесплодными усилиями сдвинуться с мертвой точки зрения, бросает работу, переходит к другим занятиям, к легкому чтению, к экскурсиям, прогулкам и т.д. И вот в один из таких моментов, далеких от занимающей его проблемы, неожиданно в поле зрения появляется идея, дающая ключ к разрешению всего вопроса". Откуда же появляется эта решающая идея? К. Воблый отвечает так: "В творческом процессе исключительно важную роль играет подсознательная деятельность. Физиологи, психологи и ученые разных специальностей приходят к единогласному выводу о важной роли в творчестве подсознательной деятельности". Позиция официальной науки и до сих пор принципиально не отличается от того, что утверждали Росман, Ганфштенгель и др. Изменились акценты: энергичнее подчеркивается роль знаний, труда, опыта. Но незыблемым остается основной догмат: главное в творческом мышлении - это сами процессы мышления, психология человека, эмоции. При этом в одних работах подчеркивается непознаваемость творческого процесса, в других непознаваемость притушевывается игрой буферных слов "интуиция", "способность", "личные качества" и др. Время от времени тот или иной ученый высказывал здравые мысли о необходимости хотя бы извлечь полезные советы из опыта изобретателей. В том же "Изобретателе" (N1-1929) акад. С. Ольденбург писал:"Приходится очень жалеть, что история изобретений мало еще разработана, и мы поэтому во многом еще не имеем отчетливого представления о психологии и механизме изобретений. Между тем эти знания могли бы очень пригодиться изобретателям, охраняя их от многих ошибок и неправильных подходов". К сожалению, такие высказывания не имели реальных последствий, а представления официальной науки, основанные на явном или неявном признании непознаваемости процессов творчества, через учебники, монографии, статьи и научно-популярную литературу формировали общественное сознание. Официальная наука оказалась бессильной дать изобретателям практически работоспособные рекомендации. Она не могла этого достичь даже в тех случаях, когда ставила такую цель. Так, например, в конце 60-х годов в Институте общей педагогической психологии АПН СССР была создана лаборатория эвристики под руководством доктора психологических наук В. Пушкина. В плане работы лаборатории было указано, что к концу пятилетнего срока будут получены практические рекомендации для изобретателей и рационализаторов. Срок прошел, рекомендаций нет. Неудивительно, что первых практических результатов добились "люди со стороны": Ф. Цвикки, А. Осборн, У. Гордон. Они не вышли за пределы основного догмата о непознаваемости творчества. Но они здраво рассудили, что непознаваемость - непознаваемостью, а в практической деятельности можно и нужно эмпирически применять найденные методы борьбы с психологической инерцией. Предлагая мозговой штурм, А. Осборн прямо опирался на основной догмат: корни творчества уходят в подсознание. Мозговой штурм и призван был "помочь" подсознанию - снять с него тормозящее воздействие сознания, расковать подсознание, создать условия свободной игры неуправляемых процессов. А на деле получилась попытка управления сознанием. Это особенно хорошо видно на синектике, являющейся дальнейшим развитием мозгового штурма: введена определенная последовательность решения задачи, используются - вполне сознательно! - определенные приемы, тщательно изучаются записи хода решения с целью выявления удачных подходов и приемов. Заслуги А. Осборна, У. Гордона, Ф. Цвикки велики и будут еще оценены по справедливости. Но мозговой штурм, синектика, морфологический анализ не стали сильными методами решения творческих задач: их авторы не смогли выйти за пределы "притяжения" основного догмата и не пришли к мысли о необходимости изучать объективные закономерности развития технических систем. Первый этап работы над теорией решения изобретательских задач тоже основывался на представлении о примате психологического фактора. Но с самого начала была принята иная программа действия."Надо изучить опыт изобретательского творчества и выявить характерные черты хороших решений, отличающие их от плохих. Отсюда можно будет определить отличие хорошего мышления от плохого".Таким образом, в центре исследования с первых же шагов оказалась логика развития технических систем. Вместо исследования играющего "исключительно важную роль" подсознания началось изучение изобретательских задач и их решений. Основным материалом для исследования на этом этапе были литература по истории техники и заявки на изобретения, проходящие через Инспекцию по изобретательству Каспийской военной флотилии. Почти сразу удалось обнаружить, что решения изобретательских задач хороши (сильны), если эти решения преодолевают техническое противоречие, содержащееся в поставленной задаче, и, наоборот, плохи (слабы), когда техническое противоречие не выявлено или оно не преодолено. Далее было обнаружено нечто более неожиданное: оказалось, что даже самые сильные изобретатели не понимают, не видят, что правильная тактика решения изобретательских задач должна состоять в том, чтобы шаг за шагом выявлять техническое противоречие, исследовать его причины и устранять их, тем самым устраняя и техническое противоречие. Даже столкнувшись с открытым, кричащим о себе техническим противоречием, и увидев, что задачу удалось решить благодаря устранению этого противоречия, изобретатели не делали никаких выводов на будущее, не меняли тактику и, взявшись за следующую задачу, могли потратить годы на перебор вариантов, даже не пытаясь сформулировать содержащееся в задаче противоречие... Рухнула надежда извлечь из опыта "больших" (великих, крупных, опытных, талантливых) изобретателей нечто полезное для начинающих: "большие" изобретатели работали тем же примитивным методом проб и ошибок. Оказалось, что объективное отличие хорошего решения от плохого не означает субъективного отличия мышления изобретателя. Таким образом, последовательное осуществление поставленной программы привело к необходимости изменения самой исходной позиции. Здесь началсявторой этап (1949 - 1964 г.г.) развития теории. Идейную установкув начале этого этапа можно сформулировать так:"Надо составить программу планомерного решения изобретательских задач, годную для всех изобретателей. Эта программа должна быть основана на пошаговом анализе задачи с целью выявления, изучения и преодоления технического противоречия. Программа не заменит знаний и способностей, но она будет предохранять от многих ошибок и даст изобретателю хорошую тактику решения изобретательских задач". Если на предыдущем этапе главным в изобретении считалось то, чтоизобретение - это деятельность человека, то теперь главным является то, чтоизобретение - это решение изобретательской задачи. Идейные основы начала этого этапа стыкуются с подходом Пойа:"решение задач является специфической особенностью интеллекта, а интеллект - это особый дар человека"; но можно дать программу анализа задач, с помощью которой человек, максимально используя содержание задачи, направлял бы свои мысленные операции на ее решение (Д. Пойа "Математическое открытие" - "Из предисловия автора"). Однако в отличие от Пойа и др. в теории решения изобретательских задач к этому моменту имелся такой важный для построения программ механизм, как выявление и устранение технических противоречий. Программы решения изобретательских задач поначалу были далеки от алгоритмов, но с каждой новой модификацией они становились четче и надежнее, постепенно приобретая характер программы (предписаний) алгоритмического типа. Было введено фундаментальное понятие ИКР, составлены первые таблицы применения приемов устранения технических противоречий. Теперь главным материалом для исследования стала патентная информация, описания изобретений. Начали проводиться учебные семинары, постепенно накапливался опыт обучения АРИЗу. И снова обнаружилось нечто неожиданное. Оказалось, что при решении задач высших уровней: - нужны знания, обязательно выходящие за пределы специальности, которую имеет изобретатель; - производственный опыт навязывает бесплодные пробы в привычном направлении; - единственной "способностью", ощутимо влияющей на ход решения, является "способность" придерживаться АРИЗ. Отсюда неизбежен был вывод: ни знания, ни опыт, ни способность ("природный дар") не могут служить надежной основой для эффективной организации творческой деятельности. Нет людей, которые могли бы регулярно, одну за другой, решать задачи высших уровней благодаря своим знаниям, опыту и способностям. Если цена задачи 100 000 проб, никто не сможет решить ее в одиночку. Если задача решается каким-то физическим эффектом в сочетании с несколькими комбинированными приемами, никакие способности не помогут человеку, не знающему этого физического эффекта и образуемых им сочетаний.  Большие изобретения (т.е. изобретения четвертого и пятого уровней) делаются эстафетным способом: участок в 100 000 проб перекапывается сотнями и тысячами "землекопов", а потом изобретение приписывается последнему "землекопу", хотя он ковырял землю ничуть не талантливее своих предшественников. Есть и другой способ, который можно назвать "задача сама ищет своего решателя". Трудная задача трудна потому, что она относится к одной области, а для ее решения нужны знания совсем из другой области. Когда в 1898 году Крукс поставил задачу связывания атмосферного азота, эта задача - благодаря научному авторитету Крукса - стала известна очень многим ученым. И норвежский специалист по полярным сияниям Виркеланд предложил использовать процессы, подобные происходящим в верхней атмосфере. Задача "отыскала" человека, чьи специальные знания были необходимы для ее решения. Способ, при котором "задача сама ищет своего решателя", опять-таки основан на пробах и ошибках, только пробы эти ведутся почти одновременно. Способ громоздкий и не гарантирующий решения задач, для которых нужно сочетание физэффектов или сочетание физэффектов и приемов. Приступая к решению изобретательской задачи высшего уровня, человек должен располагать знаниями о всей технике, о всей физике, о всей химии. Между тем объем знаний у человека в миллион раз меньше. Решая задачу, человек должен уметь правильно перерабатывать имеющуюся информацию (допустим, она имеется в полном объеме). "Правильно перерабатывать" - значит осуществлять цепь последовательных действий, управляя этими действиями так, чтобы они вели к решению задачи. Вместо этого человек использует примитивный перебор вариантов, руководствуясь старыми представлениями и личным (и потому случайным) опытом. Человек не умеет решать изобретательские задачи высших уровней.Поэтому ошибочны все теории, которые прямо или косвенно исходят из того, что, исследуя творческий процесс, можно выявить эффективные приемы, методы эвристики и т.д. Ошибочны все методики и методы, основанные на стремлении активизировать творческое мышление, поскольку это - попыткахорошо организовать плохое мышление. Таким образом, второй этап, начавшийся с мысли о том, что изобретателям надо дать полезный вспомогательный инструмент, завершился выводом о необходимости коренной перестройки изобретательского творчества, изменения самого мышления изобретателя. Программа теперь стала рассматриваться как самостоятельная, независимая от человека, методика решения изобретательских задач. Мышление должно следовать этой методике, управляться ею, и тогда оно будет талантливым. Возникла необходимость поставить операции, производимые в алгоритме решения изобретательских задач, на объективную основу, обосновать их объективными законами развития технических систем. Формулатретьего этапа (1965-1975 г.г.) была такой:"Изобретения низших уровней - вообще не творчество. Изобретения высших уровней, делаемые методом проб и ошибок, - это плохое творчество. Нужна теория решения изобретательских задач, позволяющая планомерно решать задачи высших уровней. Эта теория должна основываться на знании объективных законов развития технических систем". Начало третьего этапа совпало по времени с периодом интенсивного проведения семинаров, а затем стала складываться система школ и институтов изобретательского творчества. Совершенствование АРИЗ и разработка теории постепенно превращались в коллективную работу. Появился АРИЗ-71. Значительно усилилось информационное обеспечение АРИЗ, в частности был составлен "Указатель применения физических эффектов". Затруднения, возникающие при анализе и обусловленные нечеткой природой технических противоречий, удалось преодолеть введением понятия о физических противоречиях. Было положено начало вепольному анализу, связавшему процесс решения задачи с некоторыми фундаментальными законами развития технических систем и позволившему наметить пути к планомерному отысканию физических эффектов, необходимых для решения задачи. Выяснилось, что для преодоления физических противоречий нужны не отдельные приемы, а комплексы: пары "прием - антиприем", сочетания вепольного типа (физэффекты и приемы). Была составлена общая схема развития технических систем и началось исследование конкретных механизмов смены одних технических систем другими. Как и на втором этапе, основным материалом для работы была патентная информация. Но ее изучение велось теперь не столько для составления и пополнения таблиц устранения технических противоречий, сколько для исследования общих закономерностей развития технических систем. Знание этих закономерностей позволяло вносить коррективы в АРИЗ и вепольный анализ, а система школ и институтов изобретательского творчества давала возможность быстро и надежно проверять на практике новые выводы, предложения и гипотезы. Со второго этапа еще оставались типичные механизмы "как решать задачу", в том числе и психологические, например "метод моделирования маленькими человечками". Но они все в большей степени заменялисьобъективнымизаконами развития технических систем. Становилось ясно, что главное в изобретении не то, чтоизобретение - это решение задачи, а то, чтоизобретение - это развитие технической системы. Задача - это только одна из форм, в которой потребности развития технической системы обнаруживаются человеком. С помощью теории можно развивать технические системы планомерно, не дожидаясь, пока возникнет задача. Один из основных законов развития технических систем состоит в том, что, достигнув естественного предела в своем развитии, система не заменяется другой, а сначала включается в качестве подсистемы в новую систему. Так на смену весельным кораблям пришли парусно-весельные. В процессе их развития паруса постепенно вытесняли весла, пока не появились "чистые" парусники. Когда из "парусного принципа" было извлечено максимум возможного, появились парусные корабли, снабженные паровым двигателем. В процессе дальнейшего развития паровой двигатель вытеснил паруса, и появились пароходы. Главные ориентиры теории изобретательства развивались в соответствии с этим законом. На первом этапе развития теории главным ориентиром при исследованиях и предполагаемым конечным результатом работы был человек, его творчество, сильное изобретательское мышление. Второй этап начался с установления в качестве ориентира мышления, направляемого указаниями по анализу и решению задачи (или коротко: ориентира "человек-задача"). К концу этапа он сменился самостоятельным ориентиром "задача". В начале третьего этапа главным ориентиром было решение задачи, основанное на объективных законах развития технических систем. А сейчас, к концу третьего этапа, он сменяется ориентиром "теория развития технических систем", т.е. последовательным, планомерным развитием технических систем в соответствии с объективными законами их развития. Третий этап продолжается и ныне, в 1975 году. Но уже обнаружилось нечто новое, ведущее к дальнейшему изменению идейных установок теории и вступлению теории в четвертый этап развития. В последующих разделах мы охарактеризуем этот новый этап, но сначала подробнее остановимся на сегодняшнем состояниитеории решения изобретательских задач. 2. Понятие "изобретательская задача" в современной теории решения изобретательских задач включает те задачи, для решения которых необходимо устранить техническое противоречие. Большинство патентуемых технических решений не соответствует такому понятию изобретения: это небольшие конструктивные или технологические новшества, для создания которых не нужно никакого творчества. Вот, например, "изобретение" по а.с. 427 423: "Способ определения давления газа в электрических лампах накаливания, отличающийся тем, что, с целью ускорения и упрощения процесса измерения и обеспечения возможности его использования для ламп с давлением как ниже, так и выше атмосферного, лампу помещают в герметично закрываемый цилиндр, разбивают ее бойком, установленным на крышке цилиндра, и численное значение давления газа в лампе определяют по предварительно градуированной шкале манометра, соединенного с внутренним объемом цилиндра". Задача состояла в том, чтобы определить давление газа внутри лампы, причемдопустимо было разбить для этого лампу. Разбитая лампа высвобождает газ и, следовательно, суть задачи в том, чтобы провести прямое измерение давления высвобожденного газа. Со времен Торричелли, Бойля и Мариотта известно, что для этого нужно использовать манометр. Чтобы эта задача стала изобретательской, надо изменить ее условия: давление газа должно быть определено без разрушения лампы, причем вес самой лампы (без газа) точно неизвестен. Такое требование переводит задачу первого уровня, легко решаемую каждым школьником с одной-двух попыток, в задачу третьего уровня (по крайней мере), для решения которой методом проб и ошибок нужно перебрать сотни или тысячи вариантов. Другой пример - "изобретение" по а.с. 423 894 (пять авторов):"Способ герметизации внутренней полости труб при химической и электрохимической обработке при помощи пробок из пластмассы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности герметизации труб малого диаметра различного сечения, конец трубы обжимают до вдавливания металла в пластмассу". Здесь исходная задача также не содержит технического противоречия. Чтобы его выявить, надо изменить условия задачи, указав, например, что ни трубу, ни пробку нельзя деформировать, а других веществ (кроме трубы и пробки) применять для герметизации нельзя. Еще один пример - "изобретение" по а.с. 452 412 (двадцать авторов):"Вкладыш к поддону для изложницы, устанавливаемый в ее гильзе перед разливкой, отличающийся тем, что, с целью надежной приварки его к слитку, он выполнен из пористого материала". Каждый человек знает: чтобы сцепление было лучше, надо гладкую поверхность сделать негладкой, например, пористой (микропористая подошва ботинок) или рубчатой (автошины). Изобретательская задача могла бы возникнуть, если бы требовалось сохранить гладкую поверхность вкладыша, а сцепление требовалось бы увеличить. И еще один пример - "изобретение" по а.с. 266 422 (двадцать шесть авторов):"Блок вертикально-шпиндельных хлопкоуборочных аппаратов, включающий несущую раму и поворотные рамки-секции с рабочими барабанами и съемщиками, отличающийся тем, что, с целью обеспечения удобства обслуживания съемщиков внутренних секций, оси поворота смежных рамок расположены на их противоположных концах". Рамки, которые раньше открывались в одну сторону, предложено открывать в разные стороны - как дверцы в шкафах. В исходной задаче нет ни малейшего намека на техническое противоречие. Важнейшим разделом современного патентоведения считается методикавыявления изобретений. Изобретения настолько измельчали, что их приходитсявыявлять. Словно это вши, прячущиеся в складках одежды. Паровую машину, электромотор, радио, синтетический каучук и многие тысячи другихдействительных изобретений не надо было выявлять, они кричали о себе, их нельзя было не заметить. Ныне специально обученные люди в порядке выполнения служебных обязанностей выискивают словесные обороты, исхитряясь запатентовать тривиальные технические решения. Вчитайтесь в формулу "изобретения" по а.с. 427 423. Казалось бы, все проще простого: хочешь узнать состояние газа внутри лампы - разбей лампу и измеряй. Но в такой формулировке было бы видно, что в "изобретении" нет ни малейших признаков новизны. И вот начинается казуистика. Указывается, что это - способ определения давления газа не где-нибудь, а именно в лампах накаливания, хотя точно так же можно определять давление газа в консервных банках, ампулах и т.д. Затем идет дотошное описание целей "изобретения" и еще более дотошное описание процедуры разбиения лампы. Разбивают лампу не как-нибудь, а бойком. Как будто что-то изменится, если лампа будет разбита иначе, например раздавлена крышкой цилиндра. Далее указано, что давление измеряют не как-нибудь, а с помощью манометра. И манометр этот имеет проградуированную шкалу. И подсоединен этот манометр не к радиоприемнику и не к вентилятору, а к "внутреннему объему цилиндра" - вот как!.. Кому и зачем это нужно? Для информации? Но поток подобных "изобретений" создает лишь информационный шум: человеку, знающему физику хотя бы в объеме неполной средней школы, нет необходимости знакомиться с "изобретением" по а.с. 427 423 и из него узнавать, что манометром можно, оказывается, измерять давление газа. Вероятно, рациональное зерно системы выявления и патентования подобных микроизобретений (псевдоизобретений) заключается в том, что среди мелочи вдруг могут оказаться и крупные изобретения. Однако нельзя не удивляться ничтожному к.п.д. такой организации изобретательского творчества. Изобретательская задача обязательно должна содержатьтехническое противоречие (ТП). Иногда ТП отчетливо изложено прямо в условиях задачи, иногда оно обнаруживается при попытках решить задачу известными способами. Рассмотрим конкретные примеры. ЗАДАЧА 1 Вагон загружают ломом. Чтобы обеспечить требуемую точность загрузки (1-2 т), приходится неоднократно прерывать погрузку и отвозить вагон на железнодорожные весы. Как быть? ЗАДАЧА 2 Надо измерять с самолета глубину реки через каждые 200 метров на протяжении 10 км. Скорость течения реки неизвестна. Как быть? В условиях задачи 1 прямо указано на ТП: точность конфликтует с производительностью. Условия задачи 2 ничего не говорят о ТП. Чтобы сформулировать ТП, надо включить в условия задачи 2 указания на известный способ и присущий ему недостаток. Известен, например, способ измерения глубин с помощью радиобуев: с самолета сбрасывают буй, снабженный эхолотом и радиоустановкой, передающей на борт самолета результаты измерений. Способ этот точен, но - в условиях задачи 2 - неприемлем из-за сложности и требуемого оборудования: ради каждого промера приходится расходовать дорогое электронное устройство типа радиобуя. Обе задачи - сравнительно несложные. Но решение их с помощью метода проб и ошибок требует длительного перебора вариантов. Обычно берут прототипом те плохие способы, которые указаны в условиях задачи, и пытаются их улучшить. Выдвигают, например, идеи о встраивании весов в вагон, о размещении весов под рельсами и т.д. Мысль о том, что взвешивать надо без весов, либо вообще не появляется, либо появляется и тут же отбрасывается: человек не знает правил, которые подсказали бы, что надо ухватиться именно за эту мысль. Если в условиях задачи нет данных о прототипе, отыскивают плохой прототип (в задаче 2 - сбрасывание телеизмерительной аппаратуры) и рассматривают множество заведомо безнадежных вариантов, связанных с этим прототипом. Иначе идет процесс решения по АРИЗ: планомерно - шаг за шагом - проводится анализ условий задачи. Каждый шаг выполняется по точным предписаниям, благодаря чему анализ общедоступен; ошибки возникают не из-за отсутствия способностей или специальных знаний (для анализа достаточны и школьные знания), а из-за стремления преждевременно, не закончив анализа, "прыгнуть" к ответу. Современный АРИЗ - это, прежде всего, система, а не механическая сумма шагов. Но все-таки можно выделить четыре основных механизма анализа. Каждый из этих механизмов реализуется группой шагов, причем некоторые шаги одновременно выполняют несколько функций. 1. Определениеидеального конечного результата (ИКР) резко уменьшает число возможных вариантов, отсекая все решения низких уровней. "Объект сам сообщает о своем весе", следовательно, сообщает без весов. 2. Определениефизического противоречия (ФП) продолжает процесс сужения поля поисков, оставляя - при правильной формулировке ФП -одно решение (хотя и не всегда в явном виде). Так, в задаче 1 ФП состоит в том, что объект должен двигаться и не должен двигаться. Такое ФП может быть преодолено разделением противоречивых требований в пространстве (часть объекта движется, часть неподвижна), или во времени (объект то движется, то не движется). Первое отпадает по условиям задачи: нам надо знать вес всего объекта. Остается второе. Мы выделили единственно верное решение, хотя еще не знаем, как его осуществить технически. 3.Системный анализ позволяет определить объем изменений - надо ли менять надсистему, систему, объект, часть объекта. В условиях задачи указаны система и входящие в нее объекты. Проверка возможности изменения надсистемы и части объекта является поэтому проверкой обходных путей решения. Кроме того, обязательное выделение части объекта (подсистемы) позволяет локализовать ФП, привязать его к конкретной технической субстанции. 4.Вепольный анализпомогает устранить выявленное ФП, показывая, что для этого надо сделать: ввести вещество, ввести поле, ввести преобразование полей и т.д. При решении задач, условия которых не содержат указаний на прототип, вепольный анализ позволяет ввести недостающие объекты и построить из них искомую систему. Так, в условиях задачи 2 упомянуто только одно вещество (вода). Исходя из основных аксиом вепольного анализа, можно сразу сказать, что должно быть введено второе вещество В2и поле. Поскольку требуется даровое измерительное устройство, придется использовать природное вещество (воду, камни и т.п.) и природное поле, например, световое. Чтобы отражать свет, вещество В2должно находиться на поверхности, т.е. должно быть поплавком. Введя теперь ФП (В2 поплавок и не-поплавок), можно еще приблизиться к ответу: В2должно либо периодически менять плавучесть (это сложно), либо состоять из двух частей - поплавка и не-поплавка (груза). рис. 1 Здесь вепольный анализ и ФП перестают работать: мы выполнили требования вепольного анализа (введя В2, способное отражать свет) и выполнили операцию преодоления ФП (разделив В2на две части). Если нет ФП - нет и изобретательской задачи,она уже решена. Действительно, если взять поплавок А и камень В, соединенные, например, леской, то глубину реки АС можно определить из прямоугольного треугольника АВС: , где х = АС, у = ВС Поскольку у нас одно уравнение с двумя неизвестными, необходимо ввести второе уравнение. Здесь возможны только три варианта: рис. 2 рис. 3 рис. 4 Первый вариант ничего не дает, третий дает обратное решение (определение высоты реки для наблюдателя на дне). Остается второй вариант, который и представляет собой единственно верное решение: зная длины АВ и А’В и определив по снимку АА’, нетрудно вычислить АС. Расходуемое "оборудование" практически ничего не стоит, а на одном снимке можно уместить участок с десятками сброшенных поплавков (а.с. 180 815). В этом примере хорошо видно, где именно срабатывает вепольный анализ, где продвижение идет за счет выявления ФП, а где начинают работать знания. Но при реальном решении задач по АРИЗ одновременно действуют все его аналитические "механизмы": - идет пошаговый системный анализ, позволяющий выделить ту часть объекта, которая подлежит изменению; - от ИКР к формулировке физического противоречия переходит установка на осуществление требуемого действия "без ничего", без сложных и дорогих устройств; - вепольный анализ корректирует почти каждый шаг, а затем помогает перейти к физике - к полям и веществам, реализующим требуемые действия. В ходе анализа постоянно вклиниваются фактические знания (надо знать, что камень тонет, а поплавок плавает; надо учесть, что их стоимость пренебрежимо мала, как и стоимость соединяющей их лески; надо знать о существовании аэрофотосъемки и т.д.). Но сверх этого ход анализа (особенно после выявления ФП) во многом определяется информационным обеспечением АРИЗ. Это тоже знания, однако знания специальные, относящиеся, прежде всего, к эффективным приемам устранения ФП. С каждой модификацией в АРИЗ существенно усиливается информационное обеспечение. Здесь надо подчеркнуть, что полезна отнюдь не всякая информация. Изобретателя можно снабдить техническими и физическими энциклопедиями, справочниками и т.п. - это лишь затруднит поиски новой сильной идеи. Нужна информация, извлеченная из необъятной научной, технической и патентной литературы, сжатая в тысячи раз и представленная в форме, хорошо "стыкующейся" с той формой, в которой определяется ФП. В современном АРИЗ имеются три главных информационных механизма: 1.Система приемов. Путем анализа большого массива патентной информации удалось выявить основные (элементарные) приемы. Исходный массив был очень велик: многократно просматривалисьвсе советские бюллетени изобретений с довоенных лет и многие бюллетени зарубежные (особенно с середины 60-х годов). Из этого огромного массива патентной информации было отобрано около 40 тысяч изобретений. Отбор производился так, чтобы отсеять все изобретения первого уровня и основную массу изобретений второго уровня, т.е. рядовые технические решения, не содержащие ощутимой новизны, оригинальности. Дальнейший анализ (он велся преимущественно по описаниям изобретений, реже - по рефератам и формулам) позволил выделить 40 основных (элементарных) приемов и составить таблицу их примененияв зависимости от типа технического противоречия в рассматриваемой задаче. Работа с приемами продолжалась четверть века, но появление АРИЗ-71 фактически обесценило список и таблицу применения основных приемов: в АРИЗ-71 анализ ведется глубоко - до выявления ФП; задача чаще всего решается на этом этапе, а если и не решается, выгоднее повторить и углубить анализ, а не возвращаться "ближе к поверхности" - к техническим противоречиям. За последние годы система приемов АРИЗ была существенно перестроена. Выяснилось, прежде всего, от каких факторов зависит эффективность того или иного приема. В частности, оказалось, что очень сильные решения задач всегда достигаются не одним приемом, а комплексом, определенным сочетанием приемов. Были разработаныпарные приемы ("прием - антиприем"), появился вепольный анализ, основанный на идеевеполей, являющихся комплексом приемов. Наконец, из многих комплексов были выделеныстандарты - сочетания приемов и физэффектов, всегда дающие сильные решения определенного класса задач. Химия умерла бы, если бы она ограничилась только изучением химических элементов. Основные приемы - тоже "элементы". Их надо знать. Но работать чаще приходится с "молекулами" - парными приемами, веполями, стандартами. Теперь, когда построена система "элементарные приемы - пары - веполи - стандарты", эта информационная часть АРИЗ стала непосредственно и эффективно участвовать в решении задач. Многие задачи теперь могут быть автоматически решены по стандартам. Во многих случаях система приемов подсказывает верное решение после определения ФП, а иногда и сразу после определения ИКР. Открытие "молекул" (комплексов приемов) позволило оживить десятилетиями накапливающуюся информацию по элементарным приемам, позволило увидеть ее заново. Можно только удивляться, что система приемов не была закончена - как система - раньше, десять-пятнадцать лет назад. С другой стороны, сейчас, после трех лет интенсивной разработки системы приемов, становится очевидным громадный разрыв между этой частью АРИЗ и тем поистине жалким перечнем 10-15 случайных приемов, продолжающим кочевать из книги в книгу (см., например, второе издание книги В.И. Ковалева "В поиске нового", Лениздат, 1975). Переворот в этой части АРИЗ еще далеко не завершен. Одно из перспективных направлений - исследование макро- и микро-уровней приемов. По-видимому, каждый прием имеет два "лица": на микроуровне и на макроуровне. Так, принцип дробления не может не иметь качественных отличий, если речь идет в одном случае о дроблении угольной глыбы, а в другом - о дроблении угольной пыли. Некоторые физические эффекты можно рассматривать как приемы на микроуровне. Например, принцип динамизации обычно относится к макроуровню: разрезать, скажем, трактор на две части и соединить эти части на шарнирах. Неподвижное становится подвижным. Но что такое тепловое расширение, как не та же динамизация, осуществляемая растягиванием кристаллической решетки?.. 2.Система физэффектов. Некоторые физэффекты вошли в число основных приемов. Но еще несколько лет назад АРИЗ не имел специального информационного аппарата по физэффектам. Теперь есть основа для такого аппарата: разработан первый "Указатель применения физэффектов", составлены первые таблицы применения физэффектов. Эти материалы не только дают конкретную информацию при решении конкретных задач, но и перестраивают имеющиеся у изобретателя знания, давая возможность увидеть подчас весьма своеобразные изобретательские возможности физических эффектов и явлений. Специалист обычно хорошо знает и чувствует "свои" физэффекты и очень туманно представляет, какие возможности таятся в "чужих" физэффектах. Суметь активизировать физические знания, дополнить их данными о редких и новейших физэффектах - значит во много раз поднять творческий потенциал изобретателя. Для изобретательского освоения физики очень важное значение имеет обнаруженная недавно возможность описывать различные физические эффекты и явления в вепольной форме. Поскольку мы уже сейчас можем более или менее уверенно записывать условия задач в вепольной форме, создаются предпосылки для того, чтобы использовать вепольный анализ в качестве языка-посредника между изобретательством и физикой. 3.Система учебных задач. В течение годичного курса в общественной школе изобретательского творчества слушатели знакомятся - по литературе и на занятиях - с 50-80 учебными задачами, большинство из которых имеет очень сильные решения. Поэтому совокупность учебных задач дает слушателю опыт, имеющий не узкоспециальный, а общетехнический характер. Многие новые задачи можно решать, опираясь только на этот опыт. Возьмем, например, задачу об измерении глубины реки. Для любого изобретателя эта задача не имеет хороших аналогов; специальный опыт подсказывает лишь слабые решения (сбрасывание телеизмерительной аппаратуры). Учебные задачи дают иные аналоги. Есть учебные задачи об обнаружении места прихвата буровых труб и об измерении диаметра шлифовального круга в процессе работы, когда круг "спрятан" внутри обрабатываемого цилиндра. Внешне эти задачи непохожи на задачу об измерении глубины реки. Но слушатель, решивший эти задачи, знает, что все они имеют одну суть: надо определить глубину (длину), не видя "дна" (точки начала отсчета). И решения у этих задач подобны: "измерялка" должна быть линией (а лучше - треугольником) с прерывистыми метками. Поплавки на леске и представляют собой такую линию. Чтобы от этой идеи перейти к окончательному ответу, достаточно рассмотреть всего два варианта: "измерялка" в виде треугольника расположена вершиной вниз или вершиной вверх. Здесь еще нет четкого правила, нет стандарта на решение. Но есть сильный аналог, и это облегчает решение. 3. Мы сознательно не останавливаемся на многочисленных вспомогательных механизмах АРИЗа, хотя они оригинальны (например, оператор РВС) и сильны (например, предписание убирать специальную терминологию). Для характеристики современного АРИЗа важнее другое: за всеми механизмами - аналитическими и информационными - за последние годы отчетливо просматриваются общие закономерности развития технических систем. Решая раньше задачу об измерении веса загруженного вагона можно было выявить техническое противоречие и прийти к выводу о необходимости применения приема N18 (использование механических колебаний) и измерение веса через измерение собственной частоты колебания загружаемого вагона. Но неизвестно было, почему именно этот прием дает хорошее решение задачи: можно было только ссылаться на таблицу, отражающую статистику. Теперь мы знаем, что существуетзакон согласования ритмики частей системы: системы с согласованной ритмикой (частоты колебаний частей системы приведены во взаимное соответствие) обеспечивают наилучшее прохождение сквозь систему потоков энергии и информации. В данном случае есть возможность подсоединить к загружаемому вагону прибор с собственной частотой колебаний, соответствующей частоте колебаний массы "вагон + груз", то есть можно построить систему с согласованной ритмикой. По а.с. 174 586 для облегчения выемки угля пласт разрыхляют: для этого пробуривают скважины, заполняют их водой и передают через нее импульсы давления. Частота импульсов при этом определяется характеристиками используемого оборудования. В силу действия закона согласования ритмики эта система с необходимостью должна была смениться системой, в которой частота импульсов будет согласована с частотой, в которой "живет" пласт. И вот появляется а.с. 317 797:"Способ предварительного ослабления угольного пласта путем воздействия на породы массива искусственно создаваемыми импульсами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности ослабления, на массив, предварительно приведенный в возбужденное состояние, воздействуют направленными импульсами с частотой, равной частоте собственных колебаний массива". То, что между этими изобретениями прошло семь лет, есть плата за незнание объективных законов развития ТС. Другой пример. Киносъемочный комплекс - это техническая система, состоящая из киносъемочного аппарата, осветительных приборов, звукозаписывающей аппаратуры и т.д. Аппарат ведет съемку с частотой 24 к/сек, причем при съемке каждого кадра затвор открыт очень небольшой промежуток времени. А светильники освещают съемочную площадку все время. Таким образом, полезно используется очень малая часть (иногда 1-2%) энергии; остальная энергия расходуется, в сущности, на вредную работу: утомляет артистов, греет воздух. Ясно, что по закону согласования ритмики эта система должна смениться системой, в которой безинерционные светильники работали бы синхронно и синфазно вращению шторки объектива. На объективных закономерностях развития технических систем основаны и центральные механизмы АРИЗа - определение ИКР и выявление физического противоречия. Один из основных законов развития технических систем состоит, образно говоря, в том, что "системы развиваются системно". Пусть имеется система А, осуществляющая функцию Ф. И пусть наряду с функцией Ф надо осуществлять функцию Т. "Простейший" путь, который обычно сразу приходит в голову при постановке подобной задачи, - присоединить к системе А систему В, осуществляющую функцию Т: рис. 5 Такое механическое сложение двух систем не соответствует объективному закону развития. Объективный путь развития технических систем состоит в том, что система А преобразуется в А", а затем входит в качестве подсистемы в новую систему А"+Х, которая и осуществляет функции Ф и Т: рис. 6 При этом преобразованные элементы системы А участвуют в осуществлении действия Т. Машина тем ближе к идеальной, чем меньше добавка Х, то есть чем в большей степени действие Т осуществляется самими элементами системы А. В идеале должно быть: рис. 7 Объективный закон развития технических систем и состоит в том, что Х стремится к нулю, новое действие все в большей степени осуществляется элементами (преобразованной) системы А. К чему это приводит, видно из истории (точнее - предыстории) создания газотеплозащитного скафандра. В течение ряда лет задача ставилась так: "Нужен холодильный костюм для горноспасателей, работающих при температуре около 1000C. Костюм должен быть рассчитан на два часа работы при весе не более 8-10 кг". Задачей безуспешно занимались многие изобретатели и конструкторы, дважды проводились всесоюзные конкурсы. Казалось, задача принципиально нерешима: даже если все 8-10 кг отданы холодильному веществу (лед, фреон и т.п.), "запаса холода" могло не хватить. А ведь сам костюм тоже должен иметь вес. Откуда же взялись эти цифры - 8-10 кг? На горноспасателя нельзя "нагрузить" более 28 кг, иначе он не сможет работать. 7 кг - вес необходимых инструментов. 12 кг - вес кислородного дыхательного аппарата. Холодильный костюм заранее мыслился как нечто дополнительное, отделенное от инструментов и дыхательного аппарата. Это и обусловило весовой предел в 8-10 кг. Задачу следовало ставить иначе. Например:"Нужен такой дыхательный прибор, который одновременно будет осуществлять и противотепловую защиту". Или:"Нужен такой холодильный костюм, который одновременно обеспечит защиту дыхания". Иначе говоря, новую функцию следовало получить не за счет введения нового устройства, а "даром" - за счет побочного действия имеющегося устройства, которое должно работать "за двоих". Именно это реализовано в газотеплозащитном скафандре на жидком кислороде (а.с. 111 144): испаряясь и нагреваясь кислород поглощает тепло, а затем используется для дыхания. Когда при решении задачи по АРИЗ мы формулируем ИКР ("Такой-то объект системы должен САМ сделать то-то"), мы фактически формулируем знания о новой, нужной нам технической системе, в которой реализован приведенный выше закон развития технических систем. В ходе дальнейшего анализа выясняется, насколько следует отступить от идеала при современном уровне развития техники и науки. Но закон уже сработал: он указал нам объективное направление развития технической системы, подсказал правильный путь поиска решения задачи. Действие описанного закона приводит к тому, что один и тот же объект включается в две системы - А и Х. В каждой из этих систем он выполняет свою функцию, каждая из них накладывает на него свои требования. Для того, чтобы работать в системе А, он должен иметь определенные свойства, чтобы работать в системе Х, он должен иметь другие свойства. В изобретательских задачах высоких уровней эти свойства оказываются несовместимыми. Так возникает физическое противоречие. Например, в газотеплозащитном скафандре рабочее вещество должно быть как можно холоднее, чтобы охлаждать, и должно иметь комнатную температуру, чтобы быть пригодным для дыхания. В решении противоречивые требования разделяются во времени: сначала вещество холодное, потом теплое; сначала оно работает в холодильной системе, потом - в дыхательной. Выявление и преодоление физического противоречия является не просто методом решения задач. Это - объективно необходимый шаг в развитии технических систем. В отличие от технического, физическое противоречие органически связано с оператором его преодоления, т.е. оператором преобразования технической системы. Благодаря этому, с переходом к физическим противоречиям происходит переход оттаблицы разрозненных приемов устранения технических противоречий ктеории преодоления физических противоречий. С этой точки зрения и сами приемы модифицируются, вместосписка приемов появляетсясистема операторов. Первым шагом в этом направлении было введение "квазиобратных операторов", основанных на парах "прием - антиприем". Прием обычно позволяет осуществить одно требование физического противоречия. Например, пусть объект должен быть большим и маленьким: раздробим его - и каждая часть объекта стала маленькой. Теперь применяем антиприем: объединяем части и получаем большой агломерат. Однако второе наше действие не было просто обратным первому, так как в результате мы получили агломерат, отличающийся от исходного объекта: в целом он большой, но состоит из отдельных малых частей. Наши действия являются "квазиобратными". Математический анализ этого понятия, проведенный Е. Карасиком, привел к очень интересному выводу: имеющие большое значение и широко распространенные в современной математике "сопряженные операторы" являются вырожденным случаем квазиобратных. Квазиобратные операторы описывают объективный процесс преобразования исходного элемента технической системы, в результате которого получается новый элемент, совмещающий в себе несовместимые в исходном требования. Тем самым они описывают один из этапов объективного процесса развития технических систем, отражением которого является преодоление физического противоречия при решении изобретательской задачи по АРИЗ. Объективные закономерности развития технических систем видны и за отдельными приемами, используемыми в АРИЗ. Для примера рассмотрим один из основных приемов устранения технических противоречий -"использование гибких оболочек и тонких пленок". Почему этот прием используется так часто и довольно эффективно? Почему оболочки гибкие, а не твердые, пленки тонкие, а не толстые? Этот прием работает обычно, когда в технической системе возникает физическое противоречие типа:"объект должен быть и объекта быть не должно" или "объект должен быть большим и маленьким", "вещества должно быть много и мало". Для того, чтобы объект был и объекта не было, сделаем объект в виде гибкой оболочки. Тогда он есть, он, например, изолирует какую-то часть технической системы. Но при этомсквозьнего можно осуществлять какие-то действия, перемещения внутри "изолированной" части, т.е. объекта нет. Второе противоречие преодолевается использованием объекта из тонкой пленки: такой объект одновременно большой и маленький. Тонкая пленка покрывает большую поверхность, занимает много места - она большая. Но при этом она имеет малый вес, содержит мало вещества - она маленькая. Таким образом, тонкая пленка объективно совмещает в себе оба несовместимые требования. Как видим, прием "использование гибких оболочек и тонких пленок" описывает закономерное развитие технических систем, в которых появляется физическое противоречие указанного типа. А это - довольно частое противоречие. Отсюда распространенность этого приема, его эффективность, закономерность его применения в разных задачах независимо от отраслей техники, гениальности изобретателя и проч. 4. В 1975 г. в АРИЗ впервые были введены стандарты на решение изобретательских задач. Стандарты основаны на объективных законах развития технических систем и представляют собой четкие правила решения изобретательских задач. Каждый стандарт действует в пределах своего (достаточно широкого) класса задач, причем в пределах этого классастандарт гарантирует решение высокого уровня. Стандарт есть стандарт: его применение не требует никакого творчества, как не требует творчества, скажем, отыскание корней кубического уравнения, если известна формула Кардано. На протяжении многих лет для защиты от нападок приходилось подчеркивать, что АРИЗ - не рецепт, что АРИЗ не умаляет роли индивидуальных особенностей и т.д. АРИЗ действительно не был рецептом, но не потому, что это плохо или невозможно: просто в АРИЗе еще не было той степени точности, при которой можно игнорировать индивидуальные особенности человека, психологические факторы и т.д. Ныне, с уточнением ряда шагов АРИЗа и - главное - с введением стандартов, АРИЗ становится более чем рецептом,АРИЗ постепенно становится сводом формул, основанных на объективных законах развития техники. Возьмем, например, стандарт на "ликвидацию вредных явлений, возникающих при соприкосновении подвижного и неподвижного объектов": если два подвижных относительно друг друга объекта должны соприкасаться и при этом возникает вредное явление, то задача решается введением третьего вещества, являющегося видоизменением одного из веществ, данных по условиям задачи. Этот стандарт основан на использовании одного из главных правил вепольного анализа: наиболее простой и эффективный метод разрушения веполей состоит во введениитретьего вещества. Обычно условия задачи налагают запрет на использование третьих веществ (прослоек, прокладок и т.п.). Возникает физическое противоречие: третье вещество должно быть и его не должно быть. В стандарте указан путь преодоления этого противоречия: третье вещество должно быть видоизменением одного из соприкасающихся веществ. Тогда третьего вещества не будет, поскольку оно является одним из уже имеющихся веществ, и оно будет, ибо оно все-таки отличается от имеющихся веществ. В тексте стандарта указаны признаки соответствующего класса задач, описана техника применения стандарта, приведены многочисленные примеры. Пользоваться таким стандартом может и школьник. Это проверено, например, на наиболее слабой группе слушателей ОИТТпрофтеха: чрезвычайно трудные для этой группы задачи типа задачи Ю. Поповой - после ознакомления со стандартами - решались за считанные секунды. Введение в АРИЗ стандартов "весомо, грубо, зримо" показало: процесс решения задачи заменяется использованием "формул",творчество исчезает. Здесь следует еще раз сказать: стандарты дают решения высоких уровней, т.е. то, что принято считать сильными изобретениями. Творчества нет, а продукт творчества есть - и самый высококачественный продукт! Парадокс этот объясняется тем, что характеристикупроцессарешения задачи мы привыкли распространять и на продукт решения. Неупорядоченный перебор вариантов - это творчество, новая техническая система - тоже творчество. Отсюда ошибочный вывод: не будет перебора вариантов (творчества), не будет и новых технических систем. Одна техническая система закономерно сменяется другой: за парусным кораблем должен был появиться корабль парусно-паровой, а затем - пароход. Никакой самый гениальный изобретатель ни при каких "осенениях" и "вдохновениях" не мог бы изменить эту закономерную последовательность. "Осенения" и "вдохновения" - это лишь моменты, когда усилия изобретателя совпадают с закономерным направлением развития совершенствуемой технической системы. Перебор вариантов, бесчисленные, неупорядоченные наскоки на задачу - не самоцель, они лишь средство (притом плохое средство) перехода от одной технической системы к другой. И если этот переход мы можем осуществить "по формулам", тем лучше для технического прогресса. Давно идут споры о том, можно ли алгоритмизировать изобретательское творчество. Приведено множество доказательств против и не меньше за такую возможность - с самых различных позиций. Истина же в том, что это сделать и можно, и нельзя. Нельзя алгоритмизировать творческое мышление человека с его наскоками, отступлениями, непредсказуемыми поворотами, зависящими от тысяч совершенно неожиданных внешних и внутренних причин. Но это и не надо делать. Можно и надо алгоритмизировать объективный, закономерный процесс развития технических систем, являющийся единственным ощутимым и имеющим объективное значение результатом творческого мышления. Мы знаем пока лишь некоторые из основных законов развития технических систем. Еще не за всеми механизмами АРИЗа видны эти законы. Но мы вышли на правильное направление: надо выявлять и использовать систему объективных законов развития технических систем. И если бы сегодня в этом направлении работала не Общественная лаборатория методики изобретательства, а штатная лаборатория или институт, то в ближайшие годы мы знали бы многие законы развития технических систем. Продвижение в этом направлении не встречает принципиальных трудностей. Работа состоит в сборе и анализе соответствующей информации, причем направление анализа уже известно и есть хорошие примеры такого анализа.Создание исчерпывающей теории развития технических систем - лишь вопрос времени. За несколько лет усиленной работы здесь можно докопаться до самой глубины процессов развития технических систем. Работа по созданию теории развития технических систем ведется на общественных началах и идет поэтому медленнее, чем хотелось бы. Но для нас совершенно очевидно, что организация технического прогресса, основанная на допотопном "творчестве" (т.е. на неупорядоченном переборе вариантов), неизбежно сменитсянаукой о развитии технических систем: принципиально новые технические системы будут создаваться путем точных расчетов, как ныне создаются новые мосты, здания и т.п. Межзвездные перелеты сегодняобъективно невозможны: нет необходимых источников энергии и материалов. Для создания науки о развитии технических систем сегоднянет объективных препятствий, кроме огромной психологической инерции. Метод проб и ошибок с древнейших времен был единственным методом обеспечения технического прогресса: страшно оторваться от привычного и единственно известного метода... Если бы пятьсот лет назад кто-то сказал:"Чтобы увеличить скорость движения кареты, надо прежде всего убрать лошадей"- на него посмотрели бы, как на сумасшедшего. Сегодня такое утверждение очевидно: да, надо убрать лошадей, заменив их мотором... Ниже приведено письмо, датированное октябрем 1975 г. Автор письма - изобретатель З. - имеет десятка полтора авторских свидетельств и интересные идеи в области сейсморазведки. О методике изобретательства З. ничего не знает: не читал книг и статей, не слышал о системе обучения и т.д. Случайно узнав, что в Баку есть "клуб изобретателей", он обратился в ОИТТ с просьбой отрецензировать его проект. Мы объяснили З., что "клуба" у нас нет, а есть общественный институт, занимающийся развитием теории изобретательства и подготовкой кадров. В ответ прибыло цитируемое письмо. З. начинает это письмо с того, что книгу "Алгоритм изобретения" он видел, но не читал. Психологи справедливо отмечают: там, где не хватает информации, включаются эмоции..."В принципе я с вами не согласен, т.е. я думаю, что вы делаете полезное дело, но явно "перебарщиваете", когда допускаете непочтительное отношение к "озарению", "осенению" и все это хотите "закрыть" под благородным предлогом "формализации", "алгоритмизации", "математизации", "теоретизации" и всяких прочих... заций изобретательского творчества. Вольно или невольно вы обижаете изобретателей, приписывая им качество малограмотных людей, похожих на слепых котят, познающих жизнь методом "проб и ошибок". Говоря по существу, я удивляюсь тому, как вы безапелляционно сбрасываете со счета талант и вдохновение. Разве вы не знаете, что существует консерватория и даже композиторский факультет, что существует наука о электромагнитных волнах светового диапазона частот, химия и наука о красках... В основах акустики, оптики есть все, что надо, чтобы стать Чайковским или Бетховеном, Айвазовским или Шишкиным. А литературные факультеты университетов? Разве не обязаны они выпускать, ну хотя бы маяковских в серийном исполнении? Алгоритмизировать изобретательство! Назовите это как-нибудь иначе, и тогда я с вами соглашусь. Я не думаю, что в развитии наук о музыке и сочетании красок уже все сделано. Там, видимо, тоже есть над чем поработать физикам и математикам, но ведь там и в мыслях нет ни у кого "ликвидировать" творчество. У человека может быть огромный запас слов и глубочайшее знание грамматических и прочих правил речи, но он, этот феноменальный специалист, языкознавец, никогда не сможет стать хорошим писателем, если у него нет таланта. Талант? Что это такое? На этот вопрос я не берусь отвечать. Не знаю. Но он существует. Я считаю, что любой человек может стать большим изобретателем... любой - независимо от того, какое образование он получил - низшее или университетское. Даже человек, живущий с детства до старости в глухой тайге, в тундре, в пустыне, способен сделать великое изобретение или открытие. С другой стороны, я не менее убежден, что никакие университеты не могут любого человека "сделать" изобретателем. Изобретатель - это не ремесленник, а гений, хотя степень гениальности у разных изобретателей разная - у одного, как у Сальери, а у другого, как у Моцарта. "Сделать" Моцарта из Сальери не способна никакая наука. Вот убить Моцарта - это можно. Изобретательство - это не работа; это хобби, это даже развлечение. Человек изобретает везде: на прогулке и в поезде, у станка и в постели. Он работает с таким же самозабвением и вдохновением, как композитор или поэт, но вы ведь знаете, что композиторы и поэты бывают настоящие и ненастоящие. Первые живут в веках, а вторые умирают раньше, чем их отнесут на настоящее кладбище. Поймите меня правильно - я не против обобщения и изучения физических, физиологических, экономических и прочих объективно существующих элементов, из которых состоит изобретательское творчество. Но ликвидировать само творчество и "закрыть" изобретательство - это уж, вы меня извините, неприемлемо". Нет необходимости разбирать эти эмоции. З. не знает, что такое теория изобретательства, ему кажется, что это обычное изучение техники, физики, физиологии, экономики, и он ссылается на консерватории и университеты, о сущности работы которых он тоже плохо осведомлен (все крупнейшие современные композиторы вышли из консерваторий). Интересно другое. Интересен тот слепой фанатизм, та слепая вера, с которой - еще до знакомства с материалами по теории изобретательства - отрицается возможность алгоритмизации процесса создания новых технических систем. Не знаю, говорит З., что такое талант, но он существует. Не знаю, что такое алгоритмизация изобретательства, не читал, но она невозможна, неприемлема... Если сказать З., что это - идеализм, мистика, он обидится. Он уже обижен: как так изобретателей считают малограмотными людьми, которые подобно слепым котятам действуют методом проб и ошибок... З. невдомек, что это давно признано самими изобретателями и давно исследовано и описано психологами. З. и в самом деле малограмотен в области теории, истории и психологии творчества. Сочли бы мы грамотным современного артиста, если он ничего не знает о системе Станиславского? Безусловно, нет! Так почему надо считать грамотным современного изобретателя, который за полтора десятка лет работы не удосужился полистать книги об изобретательском творчестве и понятия не имеет не только об АРИЗ, но и мозговом штурме и морфологическом анализе? Малограмотность у З. особая, воинствующая: для великих изобретений нужентолько талант, наука способнатолько убить Моцарта... Тысячи, десятки тысяч раз история показывала: непознаваемое становится познаваемым, неуправляемое - управляемым. Но воистину: единственный урок истории состоит в том, что люди не усваивают уроки истории. 5. Решение задач высших уровней типично не только для изобретательства. Их приходится решать и в математике, и в естественных науках, и в педагогике, и в политике, и в организационной деятельности и проч., и проч. Новые теории в науке создаются тем же методом проб и ошибок со всеми его модификациями ("эстафетный способ"; способ, когда "задача ищет своего решателя", и др.). При этом ретроспективно видно, что наука развивается логично, закономерно. В науке возникают те же трудности, что и в области изобретательской деятельности: для создания нового нужна информация из разных отраслей (а она разрознена, не систематизирована), нужно знание типовых приемов, нужно умение избегать типичных ошибок. Однако если в реорганизации изобретательской деятельности мы продвинулись далеко, то в других областях сейчас господствуют те же воззрения, что и в изобретательстве в 1929 году. "Открыватель", ученый, творец рассматривается как особый человек, с особым мышлением, какими-то необычными способностями и, может быть, даже необычным составом крови (по-современному - с особым строением нервных цепей). Вот одно из типичных высказываний. А.И. Ракитов в книжке "Принципы научного мышления" (Москва, 1975) пишет о построении физических законов: "Здесь нужна особая сила абстракции. Способность к такой абстракции предполагает личный талант, особую творческую одаренность, умение придумать, сформулировать нечто такое, что само, будучи ненаблюдаемым, могло бы объяснить реально наблюдаемое, зримое, осязаемое явление"(стр. 57). Между тем ничто не мешает упорядочить производство таких открытий - подобно тому, как АРИЗ упорядочил процесс производства изобретений. Уже сегодня можно, например, сделать первый шаг к созданию теории открытий, составив список типичных ошибок, допускаемых при "неупорядоченном творчестве". Рассмотрим, например, как решалась весьма актуальная начиная с XVI века проблема: откуда в море лед? На этот счет были две основные гипотезы. По одной - лед образуется при замерзании морской воды, и, следовательно, огромные ледовые поля покрывают все северные моря и весь океан вокруг Северного полюса. По другой - лед приносится в море из рек, и, следовательно, если достаточно далеко отойти на север от берега, то по свободной воде можно попасть из Европы в Японию и т.п. Для решения проблемыЛомоносовпроделал лабораторные опыты. Он писал:"Многократно повторяя опыты, я нашел, что вода, в которой растворено столько же соли, сколько ее содержится в равном количестве морской воды, даже при самом сильном холоде не замерзает до твердого и чистого льда, но лишь застывает как некое сало, прозрачное и сохраняющее соленость воды. То же происходит с настоящей морской водой..." И далее - вывод: "Отсюда следует, что крепкий, прозрачный и пресный лед, из коего состоят ледяные поля, не может образоваться в самом море. Ибо если морская вода не образует прозрачного и чистого льда в малом сосуде, где холод равномерно действует на стоячую воду, то сколь менее это возможно в глубоком море, которое всегда находится в движении, где воздух и холод воздействуют только с поверхности... Взвесив все это, вряд ли кто сочтет правдоподобным, чтобы большие ледяные поля и горы брали свое начало в самом море". Но, как мы знаем, Ломоносов ошибся. Его ошибка вызвана тем, что результаты, полученные в пробирке, он перенес на открытый океан. В пробирке с морской водой, действительно, нельзя получить лед. Это происходит потому, что точка замерзания зависит от концентрации растворенного вещества: при увеличении концентрации точка замерзания падает. В начале замораживания образуется кристаллик льда, а соль из него уходит в жидкую воду и повышает в ней концентрацию соли, понижая точку замерзания. Продолжаем охлаждать - появляется еще один кристаллик и еще более повышается концентрация соли в жидкой воде, еще ниже становится точка ее замерзания. Получаются отдельные кристаллики, между которыми находится незамерзшая и очень соленая вода, т.е. то самое сало, которое наблюдал Ломоносов. Другое дело - в море. Там при замерзании воды выделяющаяся соль растворяется в остальной воде, а ее так много, что добавочная соль фактически не увеличивает концентрацию соли в ней и не понижает точку замерзания. Процесс замерзания и выделения соли продолжается и образуется лед. (Более подробно см. В.Л. Лебедев "Откуда в море лед?", "Химия и жизнь", N2, 1975.) Составив список таких ошибок и применив к нему инверсию, нетрудно прийти к списку "как надо делать". Развивая и уточняя его, можно получить программу решения "открывательских" задач в науке и других областях деятельности. Это облегчается тем, чтово всех видах деятельности мы встречаемся с преодолением противоречий, подобных физическим. Поэтому к решению задач можно применить аппараты теории изобретательства, аналоги изобретательских приемов.Е. Карасик приводит интересные примеры из математики. Задача: требуется описать окружность вокруг треугольника АВС, т.е. построить центр этой окружности - точку Х. Условие, определяющее точку Х как центр описанной окружности, имеет вид: ХА=ХВ=ХС [1]. Но мы не можем найти точку, удовлетворяющую условию /1/. Мы можем строить точки, удовлетворяющие соотношению: ХМ=ХР. Противоречие: соотношение [1] должно содержать одно равенство, чтобы можно было строить, и должно содержать два равенства, чтобы описывалась нужная точка. Преодолевается оно тем, что условие [1]разделяют на два условия,объединенных в систему: ХА = ХВ ХВ = ХС Каждое из этих условий содержит одно равенство, система же содержит два равенства. Теперь независимо строятся геометрические места ХА=ХВ и ХВ=ХС. Пересечение их (система) дает искомую точку Х. Еще один пример из математики. В вариационном исчислении множество допустимых вариаций должно быть открытым, чтобы можно было применить основную лемму. Но часто на множество допустимых вариаций накладывается ограничение вида |u|1. Таким образом, оно становится замкнутым. Противоречие: область допустимых вариаций должна быть открытой и должна быть неоткрытой. Преодолевается оно путем подстановки:u  = sin v. Теперь область измененияv открыта, аu - замкнута. Основную лемму можно применять по вариацииv. В окончательном же результате будет стоять только переменная u. Но без введения переменной v невозможно было бы получить необходимый результат. Здесь применен аналог приема "косвенного действия" или "посредника". Противоречие в науке. Для объяснения "Тунгусского явления" последовательно выдвигались гипотезы гигантского метеорита, нескольких метеоритных глыб, метеоритного дождя, облака космической пыли, снежной кометы. Гипотезообразование шло по пути умельчения частиц, составляющих Тунгусское тело. Но затем оно остановилось, не сумев преодолеть противоречия: для того, чтобы объяснить отсутствие всяких остатков и воронок, Тунгусское тело надо предполагать очень маленьким или состоящим из отдельных мельчайших частиц, а для того, чтобы объяснить размеры и характер причиненных им разрушений, его надо предполагать большим, массивным, плотным. Приведем пример более фундаментального противоречия. Свет является в определенном смысле частицей, в определенном - волной. И эти два представления неразрывно связаны между собой соотношением между энергией и частотой, выведеннымЭйнштейном на основе его теории фотонов. А это соотношение ясно показывает, что дуализм света неразрывно связан с существованием квантов. Но квантование обнаружено и у электронов, и других материальных частиц. Следовательно, и они должны иметь волновую природу. Последовательное развитие этой идеи привело к тому, что стационарное состояние системы частиц, например, атома должно соответствовать стационарному колебанию некоторой величины. Но рассмотрим колеблющуюся струну с закрепленными концами. В такой струне может возбуждаться бесконечное число стоячих волн. Случай, когда струна несет только одно стационарное колебание, колеблется строго по синусоиде - исключительный. Обычно струна после нескольких начальных колебаний начинает двигаться по очень сложному закону. При этом ее движение представляет собой сумму (суперпозицию) некоторого числа (конечного или бесконечного) стационарных колебаний. Поэтому применение общей волновой идеи к квантовым атомным системам приводит к противоречию."По первоначальным представлениям Бора, атом всегда находится в том или ином стационарном состоянии. При этом предполагается дискретность, как раз и означающая квантование. Такой взгляд ни в чем не противоречит классической картине состояния атома. Однако если предположить, что стационарное состояние соответствует стационарным колебаниям, то общая теория... приводит к такому выводу: состояние атома в данный момент времени может свестись к единственному стационарному состоянию только в исключительном случае. В общем же случае оно представляет собой наложение определенного числа стационарных состояний. Можно сказать, что с точки зрения классических представлений такое утверждение лишено всякого смысла, ибо невозможно себе представить, что атом может в один и тот же момент времени находиться в нескольких состояниях"(Л. де Бройль, "Революция в физике", М., 1963, стр. 143). Это противоречие преодолевается вероятностной интерпретацией новой механики. Наконец, приведем пример из области политической деятельности, когда для успешного решения задачи требуется преодолеть противоречие, подобное физическому противоречию в изобретательстве. На вопрос, надо ли свергать Временное правительство и когда, В.И. Ленин отвечал: "... 1) его надо свергнуть, - ибо оно олигархическое, буржуазное, а не общенародное, оно не может дать ни мира, ни хлеба, ни полной свободы; 2) его нельзя сейчас свергнуть, ибо оно держится прямым и косвенным, формальным и фактическим соглашением с Советами рабочих депутатов и главным Советом, Питерским, прежде всего; 3) его вообще нельзя "свергнуть" обычным способом, ибо оно опирается на "поддержку" буржуазии вторым правительством, Советом рабочих депутатов, а это правительство есть единственно возможное революционное правительство, прямо выражающее сознание и волю большинства рабочих и крестьян"(В.И. Ленин, Полн. собр. соч., т. 31, стр. 147). Ничто не мешает повторить путь, пройденный при построении теории изобретательства, и построить теорию решения научных задач, теорию открывательства. При этом нет необходимости копировать в развернутом виде весь путь. Опираясь на накопленный опыт, можно сжать начальные этапы построения теории и быстрее подойти к выявлению закономерностей развития тех систем, с которыми имеет дело наука. При этом нужно искать в науке инварианты тех объективных закономерностей, которые действуют в технике, в изобретательстве. Обратимся к истории математики.Коши рассматривал непрерывные функции и для определения площади под кривыми, описываемыми этими функциями, ввел новую операцию - интегрирование. На этом как будто надо остановиться - задача решена. НоРиман сделал следующий шаг: он рассмотрел весь класс функций, к которым применима эта операция, с новой точки зрения посмотрел на старые объекты. И обнаружил совершенно новый, интересный класс, гораздо более широкий, чем начальный класс непрерывных функций, с гораздо более богатой структурой. Дальнейшее бурное развитие теории интегрирования было связано именно с изучением этого класса (подкласс непрерывных функций с точки зрения интегрирования был быстро исчерпан), развивалось само понятие интеграла для расширения этого класса, придания ему различных "хороших" свойств. Так же происходит и с теорией изобретательства. При изучении развития чисто технических систем был выработан ряд понятий и операций. А теперь с точки зрения этих понятий и операций можно рассматривать все прочие системы и на этой основе строить совершенно новые структуры. Начальный же подкласс чисто технических систем должен исчерпываться - в основном, за счет создания системы стандартов. В собственно теории изобретательства рассматриваются технические системы, осуществляющие функции над материальными объектами: амперметр измеряет силутока, костюм снабжает кислородом и охлаждаетгорноспасателяи т.д. Поэтому и сами эти системы были материальными. Но основные законы, открытые теорией развития технических систем, формулируются в более общем виде - для технических систем, осуществляющих какие-то функции. Это и дает возможность использовать их как основу для создания теории развития "других" технических систем. Рассмотрим, например, естественно-научные теории. Любая естественно-научная теория являетсятехнической системой(машиной), осуществляющей такую функцию: она переводит одни знания о каких-то реальных объектах в другие. Так, классическая механика - это техническая система, которая из знаний о состоянии системы определенным образом взаимодействующих тел в данный момент времени получает знания о состоянии этой системы в любой другой момент времени. Химия - это техническая система, которая из знаний о веществах до реакции получает знание о веществах после реакции. И т.д. Элементами технической системы "теория" являются понятия. Законы - системы связанных понятий - соответствуют примерно устройствам, механизмам. Вспомним, как работает один из основных законов развития технических систем, определяющий механизм ИКР, и проследим его работу в развитии технической системы "теория". Кризисная ситуация в науке возникает, когда в теории выявляется плохая особенность: теория А выполняет функцию Ф, но это мешает ей выполнять функцию Т. Например, классическая механика исправно выполняла свою функцию. Но в ней обнаружилась плохая особенность: из нее вытекало, что законы электродинамики будут различными в двух движущихся прямолинейно и равномерно относительно друг друга системах; из этого следует, что в таких системах будет различной скорость света, а это противоречит результатам экспериментов. "Простейший" путь выхода из кризиса - механически добавить к имеющейся технической системе (теории) какие-то механизмы, законы, представления, которые осуществляли бы нужную функцию. Так, делались попытки добавить к законам механики еще новые законы, описывающие свойства эфирного ветра. В результате всегда получаются плохие теории. Объективный закон состоит в "системном" развитии теорий: добавки должны быть как можно меньше, а элементы исходной системы должны быть преобразованы так, чтобы в максимальной степени участвовать в осуществлении новой функции, самим ликвидировать плохую особенность. Элементами теории являются понятия. Поэтому суть работы ИКР в развитии теории состоит в том, что ставка делается на преобразовании понятий, исключая всевозможные добавления, достроения к имеющейся теории. На этом пути появляются сильные теории. Так, сильный выход из кризиса классической механики дала теория относительности, изменив сами элементы исходной теории - понятия пространства и времени. Сами эти понятия сделаны такими, что законы электродинамики инвариантны относительно инерциальных систем отсчета, а значит, и скорость света в таких системах одинакова. При таком анализе совершенно неважно, как шел Эйнштейн или кто-нибудь другой к своим открытиям, подобно тому, как не важно, как тот или иной изобретатель сделал свое изобретение. Важно лишь, вследствие каких объективных закономерностей предыдущая теория сменяется последующей. Рассмотрим теории другого типа, так называемые теории-модели. К ним относится, например, теория строения звезд. Элементами этих теорий являются "квазиреальные" объекты, т.е. объекты, которые ведут себя соответственноизвестным намфизическим законам. Эти теории есть технические системы, "машины", построенные из квазиреальных объектов и призванные вести себя так же, как ведет себя наблюдаемый реальный объект. Основные законы развития технических систем действуют и в развитии этих теорий. Так, к середине XIX века Солнце и другие звезды представлялись в виде массивных и очень горячих тел. После открытия закона сохранения энергии потребовалось найти источник их тепла. Первая гипотеза, изложенная в 1848 г. одним из открывателей закона сохранения энергииР. Майером, состояла в почти механическом присоединении к звезде источника тепла. По Майеру, звезда греется от того, что на нее падают метеорные тела. Это была очень слабая гипотеза. По ней требовалась чрезвычайно большая масса метеоров и пришлось бы вводить дополнительные гипотезы о распределении метеоров в пространстве и т.п. Поэтому следующим шагом, значительным продвижением вперед и приближением к "идеалу" было перенесение источника теплавнутрь звезды. Первой гипотезой в этом направлении была гипотеза гравитационного сжатияГельмгольца. Но она давала слишком малое время существования Солнца (по сравнению с данными геологии), и поэтому приходилось добавлять разные внешние энергетические факторы, как, например, в гипотезеКроллао том, что Солнце в прошлом столкнулось с другой звездой. Следующим проявлением объективного закона приближения к "идеальности" был переход к представлению о том, что вещество звездысамо себя греет. Это были гипотезы радиоактивности вещества звезды, аннигиляции и, наконец, ядерных превращений. Таким образом, теория строения звезд становилась все лучше и лучше, развиваясь в соответствии с объективными законами развития технических систем. Научные теории развиваются закономерно. Человечество не знает законов развития теорий и действует методом проб и ошибок. Направление и характер проб зависят от личного опыта, воспитания, философии ученого, количества людей или поколений, решавших стоящую задачу, а иногда и просто от случая. Однако в любом случае успех или неудача того или иного поворота мысли определяется, в конечном счете, тем, насколько он соответствует объективным законам развития.Надо изучить эти законы и управлять мыслью соответственно им. Официальная наука знает только один путь перехода от одной теории к другой - "творчество". Поэтому мысль о том, что научный прогресс может осуществляться без творчества, еще никогда не высказывалась в науке. Пока в науке господствует убеждение, что все дело в "таланте". Но постепенно появляются отдельные признаки понимания того, что и в научном прогрессе (как в прогрессе техническом) действуют объективные законы. Например, в книге "Возникновение квантовой электроники" (изд. "Наука", 1974)И.М. Дунская, рассмотрев предысторию квантовой электроники, приходит к выводу:"Итак, в радиофизике (и радиотехнике) 50-х годов существовала следующая ситуация: с одной стороны, настоятельная необходимость освоения более коротких длин волн, с другой - невозможность создания на основе ранее используемых физических принципов высокостабильных, малошумящих и достаточно мощных приборов в этих диапазонах длин волн. Иными словами, в радиофизике 50-х годов возникла ситуация, которая на языке материалистической диалектики может быть охарактеризована как обострение назревшего противоречия, суть которого изложена выше" (стр.144). И далее: "Общий закон развития науки может быть записан в следующем виде: развитие науки идет через разрешение назревших противоречий; революционные открытия в любой области науки являются результатом разрешения обострившегося в данный исторический период противоречия, в результате чего появляются качественно новая гипотеза, принцип, теория, новая область науки" (стр.145). Конечно, противоречие, сформулированное И.М. Дунской, весьма далеко от какого-либо рабочего вида, подобного физическому противоречию в теории изобретательства. От понимания "силы" противоречий до построения эвристических программ открытий (типа АРИЗ) - дистанция огромного размера (как от понимания "силы" пара до действующей паровой машины), но важно, что первые проблески есть (разумеется, не только в книге И.М. Дунской). Сказав "а", рано или поздно придется сказать "б": если открытие - как и изобретение - есть преодоление противоречия, значит можно построить алгоритм открытий, а потом, совершенствуя его, придтик теории развития научных (по аналогии с техническими)систем. Суть современной научно-технической революции не в том, что вводятся ЭВМ и используется атомная энергия. И даже не в том, что человек вышел в космос. Истинная революция - этореволюция в методе производства новых знаний. Сегодня очевидно, что переход от одной технической системы к другой методом "творчества" обречен на вымирание: технические системы могут и должны развиваться на основе знания объективных законов технического прогресса. Завтра столь же очевидным станет неизбежность отказа от архаичного научного "творчества": научные теории могут и должны развиваться на основе объективных законов научного прогресса. 6. В любом виде человеческой деятельности переход к новому, осуществляемый сейчас "творчеством", неизбежно должен смениться соответствующей теорией развития. Возьмем, например, творчество учителя. Ныне учителями ребенка стихийно или по должности являются родители, телевидение, внешняя среда, школьные педагоги и т.д. Действуют они методом проб и ошибок, на основе личных субъективных убеждений или вообще "как само пойдет". Между тем интеллект ребенка развивается закономерно, проходит одни и те же этапы, подвергается одним и тем же стадийным преобразованиям. Это хорошо показано в исследованиях Пиаже и его сотрудников. От учителя зависит время задержки на каждом этапе, легкость или трудность перехода к следующему этапу, а также как далеко будет развиваться интеллект, где его развитие остановится. Короче, от учителя зависит эффективность развития ребенка, так же как от изобретателя зависит эффективность развития техники, хотя и не зависит объективный ход ее развития. Ясно, что учитель может и должен действовать не случайным образом, а в соответствии собъективными законами развития интеллекта. Научная организация учительского творчества должна начинаться не в школе и не в детском саде, а с первых дней жизни ребенка. Надо планомерно развивать интеллект ребенка в соответствии с объективными законами его развития. При создании этой теории развития, по крайней мере, при создании ее основ, большую роль может сыграть теория развития технических систем. Так,Пиажеобнаружил "логичность" развития понятий и выявил основные преобразования, которые с ними происходят. Но подобные процессы имеются и в теории изобретательства. Современная теория преодоления противоречий основана на принципе разделения противоречивых требований по "двойственным сторонам" объекта. Вот простейший пример. Предположим, идет продажа какого-то порошка. Дозы этого порошка должны бытьмалыми, т.к. он используется в малых количествах. Но дозы порошка должны бытьбольшими, чтобы его легко было продавать (по ИКР - надо обойтись без точных весов и других механизмов). Противоречие. Решение состоит в том, что порошок рассыпают с малой поверхностной плотностью по листу бумаги и укрепляют на нем. Теперь легко отмерить, скажем, 2 мг порошка - надо просто отрезать 2 кв.см этой бумаги (если порошок рассыпан с плотностью 1 мг/кв.см). Как видим, решение достигнуто благодаря применению тонких пленок: доза порошка сделанамалойпо количеству вещества и, одновременно,большойпо размеру. Тем самым сохранены оба противоречивых требования. Но теперь эти требования уже не противоречат друг другу, а легко "уживаются" в одном объекте. Это произошло потому, что изменилось само исходное понятие: "доза" дифференцировалась на два более четких понятия - "количество вещества" и "размер".В процессе преодоления физического противоречия происходит изменение, развитие понятий.В этом своем аспекте теория изобретательства интересным образом стыкуется с результатами опытов Пиаже и его сотрудников и в определенном направлении углубляет и конкретизирует выводы генетической эпистемологии. Пиаже искал закономерности в развитии самих понятий и не смог пойти дальше, чем экспериментальное установление закономерностей развитиякаждогопонятия (закономерности развития понятия "класс", закономерности развития понятия "серия" и др.), хотя улавливается какая-то общность, аналогия между этими закономерностями. Мы же знаем, что существуют общие законы развитиясистем, а развитие их элементов (в данном случае - понятий) индуцируется этими законами вкаждойконкретной системе и укаждогоконкретного элемента по-своему. Кроме того, мы знаем конкретные объективные механизмы, приводящие к необходимости именно таких, а не других преобразований элементов. Переход от "творчества" к сознательному использованию законов развития, по-видимому, наиболее сложным и трудным окажется в искусстве. Здесь тоже существуют закономерности развития (в том числе, возникновение противоречий при развитии систем), но на ход развития искусства оказывают сильное влияние сторонние процессы, прежде всего, социальные. В искусстве особенно сильна слепая вера в непостижимость "творчества". Надо сказать, что на протяжении веков эта вера играла положительную роль и отнюдь не была проявлением глупости или кретинизма. Пока процесс создания нового основывается на "творчестве", творцу нужна убежденность, что он обладает какими-то особыми качествами. Эта убежденность - рабочий инструмент, позволяющий с титаническим упорством осуществлять пробу за пробой и идти в "диком" направлении, противоречащем общепринятому мнению (т.е. преодолевать психологическую инерцию). В технике в аналогичных случаях изобретатель может опираться на расчеты, наблюдения, опыт. В искусстве опорой служит вера: "Я могу это сделать. Другие не могут, а я могу и сделаю". Правда, сейчас и в развитии искусства все отчетливее выступают закономерности. Уже сегодня можно, например, проследить логику изобретения джаза: здесь та же железная закономерность, как и в изобретении парохода или электрической лампы. Есть и сознательные попытки "алгоритмизации" (система Станиславского, например). И все-таки фанатичная вера в непостижимость творчества очень сильна в искусстве. Может быть, именно потому и сильна, что сейчас ее подтачивают еретические сомнения... Вот, что пишет (в 1975 году!) драматургВ. Розов: "Как известно, акт творчества непроизволен. Он не покорен даже очень мощному волевому усилию или категорическому повелению. Человеческая воля может быть направлена только на улучшение обстоятельств, в которых может возникнуть творческий акт. Но и это не всегда помогает. Как известно, в прекрасных райских домах творчества далеко не всегда возникают великие творения. А Горький написал свою замечательную пьесу "Дети солнца" в тюрьме Петропавловской крепости"("Вопросы философии", N3, 1975, стр. 151). Потрясающее доказательство! Дома творчества - это просто пансионаты с улучшенными условиями (каждому дают отдельную комнату, разрешают стучать на машинке). Дома творчества возникли в эпоху, когда большинство литераторов жило в коммунальных квартирах: удобнее работать в пансионате, чем в коммунальной квартире. В силу случайных причин эти пансионаты называются "домами творчества", и вот логика: творчество неуправляемо, ибо в домах творчества не творят ничего стоящего... Знаменательно, что с отрицанием познаваемости творчества выступает В. Розов - драматург, чьи пьесы предельно управляемы: в них каждая строчка учитывает конъюнктуру. Может быть, отсюда та историческая категоричность, с которой Розов повторяет свой тезис... Так или иначе, интересно проследить рассуждения Розова. К сожалению, именно на таком уровне будет возражать нам большинство оппонентов."Как ни парадоксально, - пишет далее В. Розов, - но художник в момент творческого акта как бы не мыслит, мысль убьет творчество. В лучшем случае мысль играет роль той воды, в которой растворяется акварельная краска. Повторяю: творческий акт непроизволен. Разумеется, огромная работа, которая может предшествовать творческому акту, никем не сбрасывается со счета. Как мне кажется, художник мыслит до момента творчества и после него, во время же самого акта творчества рефлексии быть не должно. Сложнее, конечно, дело обстоит с научным творчеством. Но и оно - сестра художественному, возможно, даже родная. Несколько лет тому назад в одной статье я прочел замечание о том, что первоисточником величайших достижений и открытий во всех сферах культуры, науки, техники и искусства является внезапное и без видимой причины возникающее озарение. Это и есть творчество". Изумительный довод: в какой-то газетной заметке было сказано... Схему творчества по В. Розову можно графически показать так: В деятельности человека непроизвольно возникают пики, их вершины - "озарения" - и есть творчество. Схема, в сущности, глубоко антигуманная. Она утверждает, что никогда нельзя поднять деятельность людей на уровень вершин: лишь изредка у отдельных творцов будут "озарения". Изобретателю З., письмо которого мы привели выше, и драматургу В. Розову кажется оскорбительной сама мысль об "отмене озарений". На самом деле, мы отнюдь не против "озарений": мы хотим, чтобы всядеятельность была на уровне, который раньше достигали только вершины пиков. Мы против прыжков в высоту - мы хотим заменить их непрерывным полетом. И если прыжки в высоту зависят от индивидуальных качеств человека, то для полета нужна машина - крылья и мотор. О неизбежности появления крыльев и мотора мы и говорим. Теорию изобретательства оказалось возможным создать раньше теорий развития в других видах деятельности, в основном, по двум причинам: 1) закономерности развитиятехническихсистем проявляются с особенной непосредственностью и четкостью и 2) в технике (в отличие от науки, искусства и т.д.) имелся готовыйпатентный фонд, опираясь на который, можно было вести исследование. С создания аналогов патентного фонда надо начинать реорганизацию механизмов прогресса в любом виде деятельности. К этой работе можно приступать немедленно (в сущности, ее следовало начинать давно). Патентные фонды позволят выявить специфические виды противоречий, преодоление которых обеспечивает прогресс в том или ином виде деятельности. От исследования противоречий можно переходить к изучению объективных закономерностей развития систем (научных, социальных и т.д.). Это - работа не на одно десятилетие. Но начинать ее надо сегодня, сейчас. 7. Теория решения изобретательских задач развивалась в борьбе с попытками изучать творчество "вообще". В сущности, призыв к изучению творчества "вообще" прикрывал неумение исследовать конкретные виды творчества. Несоизмеримо легче "изучать" творчество на "игре в пять" (или на "игре в пятнадцать"), что и по сей день делает В. Пушкин, или "изучать" творчество на головоломках, как это делает Я. Пономарев, чем собирать патентный фонд открытий, выявлять противоречия, возникающие в процессе развития теорий, и искать объективные законы, порождающие эти противоречия. Все, что за 30 лет сделано в теории решения изобретательских задач, удалось сделать только потому, что исследование велось конкретно. Изучалось не творчество "вообще", а изобретательское творчество. И даже не изобретательское творчество "вообще", а современное изобретательское творчество при решении задач высших уровней. И вот теперь наступает новый этап в развитии теории решения изобретательских задач, когда, опираясь на накопленный опыт, мы можем перейти к изучению решения задач (в дальнейшем - к теории прогресса) "вообще", т.е. во всех видах деятельности. Теория решения изобретательских задач дает нам плацдарм для наступления на стихийное творчество в науке, искусстве, общественной деятельности и т.д. Разумеется, и на новом этапе будет продолжаться разработка собственно теории решения изобретательских задач. Эта теория должна окончательно превратиться втеорию развития технических систем. Тут еще предстоит многообразная работа по изучению законов развития технических систем, по построению обширной библиотеки стандартов, по дальнейшему совершенствованию АРИЗ и расширению системы обучения. Это очень большая работа, и в ближайшие годы именно она будет требовать 90% всех усилий. Однако уже сейчас можно и нужно начинать продвижение за пределы техники, прежде всего - в области развития научных систем (теорий), где еще господствует убеждение в непознаваемой сущности "творчества", где поиск нового ведется методом проб и ошибок, и каждый шаг вперед связан с колоссальной растратой усилий, средств, времени. По-видимому, эта "вылазка" должна начинаться с накопленияпатентного фонда открытийи извлечений из этого фонда информации отипичных противоречияхпри развитии научных теорий итипичных приемахих устранения. Вслед за этим можно будет приступить к построению первых алгоритмов решения научных задач. Наступит день, когда с помощью такого алгоритма впервые удастся сделать новое открытие... Нужна "вылазка" и в области искусства. Здесь особенно перспективным представляется исследование истории живописи - "изобретения" новых направлений, новых подходов, новой техники. Художнику приходится преодолевать противоречия (полотно должно быть небольшим по фактическим размерам и большим по объему изображаемого объекта, например океана; изображение должно быть неподвижным и подвижным и т.д.); исследование этих противоречий обогатит и теорию развития технических систем. За всеми частными теориями прогресса все четче и четче будет просматриваться общая теория, которую мы - в рабочем порядке - назвали Общей Теорией Хорошего Мышления. Люди плохо, неумело мыслят - это неоспоримый факт. Редкие случаи Хорошего Мышления проявляются сейчас как мгновения неуправляемого "озарения". Из миллиона человек "озарения" возникают у одного человека, да и у того они составляют суммарно лишь несколько минут в течение жизни.Мы против этого. Мы считаем, что человек должен научиться мыслить соответственно решаемым им задачам. Когда человек встречает любую трудную задачу, ситуация ничем не отличается от того, что есть в изобретательстве: та же страшная нехватка информации, то же убийственное действие психологической инерции, то же потрясающее отсутствие системы мыслительных операций - и как следствие - примитивный перебор вариантов. И если в изобретательстве нам удалось создать Систему Хорошего Мышления, то почему нельзя этого сделать в других областях?.. Человек долженхорошо мыслить- сильнее всяких "озарений" и "осенений". Сегодня это может показаться невероятным, как показалась бы невероятной пещерному человеку идея о том, что редкие костры, затерянные в первобытной ночи, неизбежно должны смениться сплошным морем электрического света над современными городами. Человек сможет Хорошо Мыслить, если будет создана Общая Теория Хорошего Мышления. В этом - конечная цель нашей работы.				Начало формы Я думаю, что наиболее интересный раздел этого сайта: - ТРИЗ (Теория решении изобретательских задач) - РТВ (Развитие творческого воображения) - Регистр идей фантастики - “Детский раздел” - ТРТЛ (Теория развития творческой личности) - Иной …    Конец формы результаты предыдущих опросов >>>

© Альтшуллер Г.С., Литературная газета, 29 октября 1966 №128 НАУКА ИЗОБРЕТАТЬ

У каждого изобретателя есть два секрета. Первый секрет заключается в сущности самого изобретения. Второй - в том, как оно было сделано. Когда изобретение осуществлено, первый секрет становится известным всем. Но второй - секрет творческого успеха-почти всегда остается нераскрытым. Мореплаватели издавна наносят на карту открытые ими течения, мели и рифы. Карта помогает найти верный путь всякому, кто выходит в океан. Изобретатели не только не имели до недавнего времени подобной карты, но даже и не предполагали, что она может быть создана: через одни и те же ошибки проходил каждый начинающий изобретать. Чтобы создать щелочной аккумулятор, Эдисон поставил 50 тысяч опытов! Наугад, без всякой системы. Собственно, система была: перебирай как можно больше вариантов, пока случайно не натолкнешься на то, что ищешь... Метод этот был изучен психологами еще в середине прошлого столетия и получил название метода "проб и ошибок". К сожалению, до сих пор он сплошь и рядом является основным в работе изобретателя. Известный советский изобретатель Г. Бабат как-то сравнил поиски идеи с попытками подняться на вершину горы по самой неудобной дороге: "Бредешь, отыскивая воображаемую тропинку, попадаешь в тупик, приходишь к обрыву, снова возвращаешься. И когда, наконец, после стольких мучений доберешься до вершины и посмотришь вниз, то видишь, что шел глупо, бестолково, в то время как ровная широкая дорога была так близка и по ней так легко было взойти, если бы раньше ее знал". Альпинистов учат выбирать наилучшую из возможных дорог, учат правильно преодолевать препятствия. Так почему бы не учить изобретателей искусству выбирать оптимальное, наиболее целесообразное направление поисков? Нелегко проникнуть в глубины любого творческого процесса, нелегко разобраться в сложной и тонкой "технологии" изобретательства. Алексей Толстой в статье "О творчестве" писал: "Верю, когда-нибудь наука найдет формулы окисления мозговой коры, измерит вольтаж, возникающий между извилинами мозга, и творческое состояние в виде кривых, графиков и химических формул будет изучаться студентами медицинского факультета". Это время еще не наступило. Но мы на пути к нему. Мы делаем первые шаги и отмечаем первые успехи. Уже отчетливо вырисовываются контуры методологии изобретательства - научной организации изобретательского труда, труда творческого, закономерности которого мы только начинаем познавать. Методология изобретательства основывается на обобщении опыта изобретателей и на изучении объективных закономерностей развития техники. Анализ десятков тысяч изобретений и анкетный опрос изобретателей, работающих над самыми различными техническими проблемами, позволил выявить наиболее характерные черты их творческого процесса и наиболее эффективные методы решения тех или иных задач. Методология дает изобретателю алгоритм, разбивающий процесс решения задачи на ряд последовательных шагов! Главная особенность алгоритма в том, что он заменяет сложное и потому трудное действие (нахождение готового решения) серией "частичных" действий, постепенно приближающих изобретателя к ответу. "Сырая" задача подобна глыбе угля: можно сколько угодно суетиться вокруг такой глыбы - огня не будет. Алгоритм дробит глыбу: чем мельче уголь, тем легче его зажечь. На каком-то этапе дробления появляется даже возможность самовозгорания угля... Однако алгоритм изобретения - это не программа для машины. Он рассчитан на человека и учитывает особенности мышления, особенности человеческой психики. В автобиографических записках Л. Инфельда рассказывается о задаче, которую П. Капица предложил Л.Ландау и Л. Инфельду: "...собаке привязали к хвосту металлическую сковородку. Когда собака бежит, сковородка стукается о мостовую. Вопрос: с какой скоростью должна бежать собака, чтобы не слышать стука сковородки? Мы с Ландау долго размышляли, какое тут возможно решение. Наконец Капица сжалился над нами и дал ответ,- разумеется, очень смешной...". Ответ и в самом деле неожиданный: скорость равна нулю. Что же затрудняет решение столь простой задачи? Условия задачи говорят о скорости, а скорость в нашем представлении твердо связана с движением. Решая задачу, мы невольно рассматриваем варианты, подразумевающие наличие движения. Конечно, каждому известно, что скорость может быть в частности равна нулю. Но это "нетипично", и инерция связанных со словом представлений уводит мысль в сторону. Семинары по методологии показали, что успешное решение изобретательских задач во многом определяется умением "расшатать" систему ставших привычными исходных представлений. Алгоритм позволяет осуществить это "расшатывание" наиболее эффективным образом. Изобретательских задач бесчисленное множество. Но содержащиеся в них технические противоречия довольно часто повторяются. А коль скоро существуют типичные противоречия, то должны существовать и типичные приемы их устранения. Действительно, при статистическом исследовании изобретений обнаружено примерно четыре десятка наиболее эффективныхприемов устранения технических противоречий. Если эти приемы свести в единую таблицу, то такая таблица будет квинтэссенцией изобретательского опыта. При решении навой задачи мы сможем обращаться к этому опыту, использовать его. Таблица скажет, какие приемы успешнее всего применяются при устранении противоречий, более или менее похожих на противоречие, содержащееся в новой задаче. Может возникнуть вполне резонный вопрос: так ли уж нужно всё это - таблицы, алгоритмы и пр. Ведь тот же Эдисон как-то "обходился" без них. Посмотрим на дело технического изобретательства сегодняшними глазами... Ежегодно в Государственный реестр изобретений СССР вносится около 12 тысяч изобретений. Каждое внедренное изобретение дает в среднем экономию в 33 тысячи рублей (по данным за 1964 год). За 55 лет своей изобретательской деятельности Эдисон получил 1 100 патентов, то есть он делал в среднем по двадцать изобретений в год. Значит, чтобы получать по сорок тысяч изобретений в год (цифра эта продиктована требованиями современного уровня развития техники), нам уже сейчас нужен отряд изобретателей в две тысячи Эдисонов. Если хотя бы приблизительно оценить имеющиеся в нашей стране изобретательские ресурсы, то окажется, что, кроме четырехмиллионной армии членов Всесоюзного общества рационализаторов и изобретателей (ВОИР), еще по крайней мере шесть миллионов инженерно-технических работников и квалифицированных рабочих способны в принципе стать изобретателями. Итак, с одной стороны, миллионы знающих, смекалистых людей, с другой - всего 12 тысяч изобретений. Вполне понятно, что потенциальные изобретатели не станут сами по себе изобретателями в действительности. Изобретательскому искусству людей надо учить. В Ташкенте, на Высших технических курсах, за два года с основами методологии изобретательства познакомились 600 человек. 160 слушателей подали заявки на изобретения, 83 уже имеют авторские свидетельства. Примерно такие же результаты получены на методологических семинарах в других городах. Шесть лет назад экспертный совет Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР рассмотрел вопрос о методологии, признал целесообразность и актуальность изучения технологии творчества и рекомендовал Центральному совету ВОИР организовать группу, которая продолжала бы разработку методологии и направляла бы ее внедрение в производство. Однако группа не создана. Работа по усовершенствованию методологии изобретательства ведётся усилиями "неорганизованных" энтузиастов. Естественно, энтузиазм можно только приветствовать, но в данном случае есть настоятельная необходимость вести работы в государственных масштабах с хорошо продуманной организационной базой. Нельзя мириться с тем, что, имея огромные изобретательские ресурсы, имея методологию изобретательства, мы "получаем" всего 12 тысяч изобретений в год. Нужны десятки тысяч изобретателей, владеющих эффективными методами решений изобретательских задач. Жизнь властно диктует: изобретательскому делу надо учить...

БАКУ Г.АЛЬТШУЛЛЕР, инженер.

© Альтшуллер Г.С., "Знание-сила", 1961, №8 ЕСЛИ ВЫ ХОТИТЕ ИЗОБРЕСТИ… (ОТРЫВОК ИЗ КНИГИ "КАК НАУЧИТЬСЯ ИЗОБРЕТАТЬ")

Существует несколько простых правил, помогающих успешно решать многие изобретательские задачи. Первое правило можно сформулировать в двух словах: "Пусть случится!" Пожалуй, нагляднее всего принцип "Пусть случится!" изложен в бразильском предании об обезьяне, которая придумала ананас. Я перескажу это предание, дополнив его некоторыми техническими подробностями.

НОВЕЛЛА ОБ ОБЕЗЬЯНЕ АН И АНАНАСЕ

Однажды некая обезьяна по имени Ан побывала в далекой северной стране и привезла оттуда чертежи елки. Эти чертежи были изучены со всем вниманием, и обезьяны задумали создать нечто подобное и для своего леса. Ведь всем известно, что обезьяны любят подражать.

Однако обезьяна Ан, которой было поручено создание местного образца елки, обладала богатым творческим воображением. "Размеры не те,- решила обезьяна.- Шишка должна быть раз в десять больше. И, разумеется, вкуснее". Эта идея так понравилась другим обезьянам, что в честь изобретателя проектируемый плод назвали ананасом.

Оставалось построить экспериментальную елку нового образца. Обезьяна Ан поступила очень просто. На чертежах обычной елки она переправила одну цифру - и масштаб изменился в десять раз.

С этим проектом обезьяна Ан отправилась в соответствующее учреждение. Там немедленно собрали высокоученых экспертов.

- Не пойдет,- сказал первый эксперт,- эта елка будет в пять раз выше других деревьев нашего леса. Она не выдержит урагана.   - Конечно, не пойдет, - решительно произнес второй эксперт. - При такой высоте дерева для питания его листьев придется ставить специальную насосную установку...

-Ни в коем случае не пойдет- воскликнул третий эксперт. - Типичное техническое противоречие: выигрывая в массе плода, вы проигрываете в утяжелении несущей конструкции. К тому же подумайте, что случится, если большой ананас упадет вниз...

- Что случится? - переспросил изобретатель.- Конечно, если такая штука ударит...

И тут его осенило. Он воскликнул:

- Пусть случится! Пусть упадет заранее! Надо изменить проект - дерево вообще не нужно. Ананасы должны расти на земле. Я уже представляю себе эту конструкцию, крупные плоды, окруженные большими пучками листьев. И падать им некуда... А какая экономия лесоматериалов!

Проект был принят единогласно.

"Пусть случится!" - это ключ к решению технических задач, которые на первый взгляд кажутся неразрешимыми.

Вот характерный пример.

В начале прошлого года в одном из технических журналов была помещена статья инженера, занимающегося вопросами электросварки. Эта статья во многом отличалась от обычных технических статей - спокойных и суховатых. Чувствовалось, что автор статьи с трудом сдерживает волнение. Статья чем-то напоминала сигнал SOS: сварщикам требовалась срочная помощь изобретателей. Речь шла о нескольких "узких местах", сдерживающих развитие производства на крупном машиностроительном заводе. Наиболее каверзной оказалась проблема транспортировки толстолистовой стали.

Дело в том, что толстолистовая сталь хранится на специальных стеллажах. По мере необходимости листы, стоящие в вертикальном положении (на ребре), с помощью тельферов или кранов доставляются к рабочему месту сварщика. Однако безопасно транспортировать листы весом более тонны не удается. А ведь бывают листы весом и 20, и 30 тонн!

Нужен, говорилось в статье, надежно работающий и предельно простой по конструкции захват для транспортировки листов в вертикальном положении.

Трудно ли решить эту задачу?

И да, и нет. Подобрать конструкцию надежного и простого захвата нетрудно: в строительной технике, например, применяются многочисленные образцы различных захватов для транспортировки в вертикальном положении стеновых панелей и блоков. Но ведь совершенно очевидно, что это будет лишь временное решение.

Когда-то листы стали были небольшими и их легко переносили над землей. Теперь по условиям задачи - вес листов достигает 30 тонн. Тенденция развития ясна: в дальнейшем листы стали будут иметь вес и 50 тонн, и 70 тонн. Что же - и эти листы переносить над землей с помощью "надежных и простых захватов"?

Достаточно так поставить вопрос, чтобы стала очевидной необходимость и целесообразность применения принципа "Пусть случится!" Трудность задачи состоит в том, чтобы достаточно простыми средствами предотвратить падение транспортируемого листа. Так допустим, что лист уже упал. И что же? Разве нельзя транспортировать его именно в этом положении?

Транспортировать тяжелую стальную заготовку по земле много легче, чем над землей. Можно заведомо сказать, что путь для такой транспортировки должен найтись. Ведь по правилам техники безопасности запрещается транспортировать тяжелые грузы над головами людей. Значит, при всех обстоятельствах листы транспортируются по свободному пути. Так пусть случится! Зачем их поднимать, а потом опускать? Пусть все время движутся по земле - и они никогда не упадут.

Второе правило на первый взгляд кажется парадоксальным. Сформулировать его можно так: чем больше нарастают трудности при попытках решить задачу, тем ближе верное решение. Или короче: недостатки - это потенциальные достоинства.

В сущности, ничего парадоксального здесь нет. Трудности при решении задачи связаны с тем, что изобретатель блуждает, не зная верного направления. В этих условиях очень важно знать хотя бы неверное направление: тогда останется повернуть на 180 градусов. Представьте себе человека, который с завязанными глазами бродит в огромном зале. Если он натолкнется на стену, это уже поможет ориентироваться. Зная, куда нельзя идти, легче решить вопрос о том, куда идти можно.

Вконце прошлого века шведский изобретатель Лаваль, работая над усовершенствованием паровой турбины, столкнулся с почти непреодолимым препятствием. Ротор турбины делал тридцать тысяч оборотов в минуту. При такой скорости его необходимо очень точно уравновесить, а этого Лавалю как раз и не удавалось добиться. Изобретатель увеличивал диаметр вала, делал вал все более жестким, но каждый раз при опытах машина начинала дрожать, и вал деформировался.

В конце концов, поняв, что увеличивать жесткость вала далее уже невозможно, Лаваль решил проверить прямо противоположный путь. Массивный деревянный диск был насажен на... камышовый стебель. И вдруг оказалось, что податливый, гибкий вал при вращении уравновешивается сам собой! Лаваль отметил в записной книжке: "Опыт с камышом удался..."

Бывает так, что задача - на данном этапе развития науки и техники - не решается ни одним из возможных способов. Если задача "не поддается", надо задать себе вопрос: "А нельзя ли использовать в других задачах тот эффект, который в данной задаче играет отрицательную роль?"

Член-корреспондент Академии наук СССР В.Н.Вологдин в статье "Путь ученого" ("Ленинградский альманах, 1953, № 5) пишет, что в двадцатых годах он задался целью применить токи высокой частоты для нагрева металла. Опыты показали, что металл нагревается лишь с поверхности. Ток высокой частоты никак не удавалось "загнать" в глубь заготовки - и опыт прекратили. Впоследствии Вологдин не раз сожалел, что не использовал этот отрицательный эффект: промышленность могла бы получить метод высокочастотной закалки стальных деталей на много лет раньше...

По-иному сложилась судьба другого выдающегося изобретения - электроискровой обработки металла.

Двое исследователей - Б.Р.Лазаренко и И.Н.Лазаренко - работали над проблемой борьбы с электрокоррозией металлов. Электрический ток разъедал металл в месте соприкосновения двух деталей, и с этим ничего не удавалось сделать. Были испробованы твердые и сверхтвердые сплавы - и безрезультатно. Исследователи пытались помещать контакты в различные жидкости, но нарушение шло еще интенсивнее. Ничто не могло предотвратить измельчение металла в порошок!

Однажды изобретатели поняли, что этот отрицательный эффект можно где-то применить с пользой. Так возникла идея изобретения: получать с помощью электрокоррозии тончайшие металлические порошки.

Вредное явление стало полезным, и вся работа пошла теперь в другом направлении. 3 апреля 1943 года изобретатели получили авторское свидетельство на электроискровой способ обработки металла.

Иногда отрицательный эффект очень трудно, почти невозможно устранить. В таких случаях полезно действовать по правилу "минус на минус дает плюс": не стремиться к устранению отрицательного эффекта, а просто компенсировать его другим эффектом, тоже отрицательным, но противоположным по действию.

Можно привести такой пример. Диафрагму на фотоаппаратах устанавливали либо перед объективом, либо позади объектива, В первом случае изображение несколько раздувалось, во втором сжималось. Это явление, названное дисторсией, довольно долго не могли устранить. А выход, найденный впоследствии, оказался простым: надо было поставить две диафрагмы - перед объективом и позади него. Пучок лучей сначала несколько расширялся, а затем ровно настолько же сжимался. Одно искажение компенсировалось другим, и снимок получался без малейших погрешностей. Используя правило компенсации, изобретатель решает задачу не "в лоб", а обходным путем. Особенно часто этим путем приходится идти при решении задач, связанных с оптикой, акустикой, радио- и электротехникой. Однако компенсация может успешно применяться и при решении задач в других, самых различных областях техники.

Вот один пример.

С уменьшением содержания воды в бетонной смеси возрастает прочность готового бетона. Однако, если содержание воды в бетоне низко, возникают затруднения в укладке бетона и получении гладкой поверхности бетонного элемента. Таким образом, налицо очевидное техническое противоречие: выигрывая в одном, мы неизбежно должны проиграть в другом.

Что же предложили изобретатели? Они сказали: не нужно уменьшать содержание воды в приготовляемом бетоне. Наоборот, бетон нужно готовить с избытком воды. А уже затем, после затворения, избыточную воду следует отсасывать с поверхности бетона посредством вакуумирования.

Это предложение сразу сняло противоречие и позволило использовать преимущества высокого исходного и низкого конечного содержания воды в бетоне.

Читатель, вероятно, спросит: а как узнать, правильно ли найденное решение или нет?

Методика изобретательства дает ответ и на этот вопрос. Расскажу поучительную историю, которая поможет читателю правильно оценивать технические идеи.

НОВЕЛЛА О ПОЧТИ ГЕНИАЛЬНОМ ИЗОБРЕТЕНИИ

Это случилось в конце сороковых годов, когда методика еще только испытывалась. Однажды в бюро рационализации и изобретательства пришел моряк-гидрограф.

- Тут все говорят про методику,- сказал он мне.- Это... верно?

И таинственно оглянулся. Я тоже таинственно оглянулся и ответил:

- Верно. Моряк положил на стол карту земных полушарий, аккуратно разгладил ее и объяснил, что в таком случае он имеет задачу. "Шикарную задачу", как он выразился. Япосмотрел на моряка (казалось, он сошел со страниц романов Стивенсона), посмотрел на измятую карту (она была вырвана из какого-то старого атласа) и решил, что речь идет о кладе. Разумеется, клад зарыт на острове, координаты которого неизвестны. - Причем здесь клад? - возмутился моряк, выслушав мое осторожное замечание, что методика изобретательства не может помочь в отыскании кладов. - Нужно изобретение! Вот карта, видите? Так сказать, изображение земного шара. И это изображение спроецировано на плоскость. Отсюда искажения при любой проекции. А глобусы... На глобусах нет искажений, но они... они возмутительно громоздки.

Да, все было ясно. При использовании карт смирялись с некоторыми искажениями, зато выигрывали в компактности и простоте. Используя глобусы, выигрывали в наглядности и отсутствии искажений, но мирились с громоздкостью, сложностью изготовления.

- Пятьсот лет такое положение. А может и больше,- мрачно сказал моряк.- Что тут сделает методика?

Я скромно ответил, что методика позволяет решать подобные задачи в течение пяти минут. Моряк недоверчиво кашлянул и посмотрел на часы.

Решение было найдено через три минуты: нужны надувные глобусы. В нерабочем состоянии они будут очень компактны, а в рабочем вполне заменят обычный глобус. Можно будет иметь карманные атласы различных глобусов - и все это дешево и просто.

- Гениально! - воскликнул моряк. Но тут же уточнил. - То есть почти гениально. Посмотрим, как оно... гм, как оно получится. Это разозлило меня: чего, собственно, смотреть?! Идея есть - и все.

Через два дня я уже отправлял заявку на "наглядное географическое пособие, отличающееся..." Месяц спустя прибыл ответ. Мне отказали в выдаче авторского свидетельства. Нет, с новизной все обстояло благополучно, никто не догадался запатентовать "почти гениальное" изобретение. Полезность - в принципе - тоже не вызвала сомнений. Отрицательное решение было мотивировано так: "Оказавшись в руках школьника, такое "учебное устройство" немедленно превратится в обычный мяч, что никак не будет способствовать воспитанию уважения к нашей планете Земле".

Это был совершенно уникальный отказ! С такой мотивировкой мне еще не приходилось сталкиваться. Я горел желанием немедленно опротестовать это решение. И вот в одной из школ был поставлен эксперимент. Преподавательница географии пригласила в класс двух учеников и показала им надувные глобусы. Надо полагать, это были довольно дисциплинированные ребята. Они чинно вошли в класс, вежливо поздоровались и принялись рассматривать глобус. И вдруг один из них неуловимым движением выбил из рук другого "учебное пособие". Глобус устремился к потолку. Началось именно то, что "никак не могло способствовать воспитанию уважения к нашей планете Земле".

Явышел из класса и осторожно прикрыл за собой дверь. В этот момент я услышал взрыв: "почти гениальное" изобретение лопнуло. В буквальном смысле слова. Чтобы дать правильную оценку найденной идее, надо представить себе изобретение не в виде единичного экспериментального образца, а осуществленным и внедренным предельно широко. Надо представить себе, во что обойдется такое внедрение и что оно дает, просто или сложно будет осуществить внедрение, удобно или неудобно будет пользоваться изобретением при массовом внедрении.

Идею изобретения следует испытывать всесторонне - и жестко, безжалостно. Хорошие технические идеи имеют большой "запас прочности", они выдержат любое испытание.

© Альтшуллер Г.С., Журнал "Техника и наука", 1979, №3ФОРМУЛЫ ТАЛАНТЛИВОГО МЫШЛЕНИЯ

ПРЕЛЮДИЯ ТЕОРИИ

ОДИН ПРИЕМ

В наше время трудно удивить идеей управления каким-либо процессом. Управление термоядерной энергией? Что ж, дело ближайшего будущего. Управление наследственностью? Пожалуйста, уже есть генная инженерия. Любая идея об управлении чем-то, сегодня еще неуправляемым, воспринимается спокойно: разберемся, найдем средства управления, будем управлять. И только идея управления творческим процессом, как правило, вызывает резкое сопротивление. Вот типичное высказывание. Принадлежит оно драматургу В.Розову: "Как известно, акт творчества непроизволен. Он не покорен даже очень мощному волевому усилию или категорическому повелению... Как ни парадоксально, но художник в момент творческого акта как бы не мыслит, мысль убьёт творчество... Как мне кажется, художник мыслит до момента творчества и после него, во время самого акта творчества рефлексии быть не должно. Сложнее, конечно, обстоит дело с научным творчеством. Но и оно сестра художественному, возможно, даже родная. Несколько лет назад в одной статье я прочел замечание о том, что первоисточником величайших достижений и открытий во всех сферах культуры, науки, техники и искусства является внезапное и без видимой причины возникающее озарение. Это и есть творчество". Попробуем усомниться в этом. Возьмем творческую задачу и попытаемся решить её, не рассчитывая на озарение.Задача 1.По лотку течёт электропроводная жидкость. Расход жидкости измеряют с помощью расходомера, состоящего из магнитной системы М и электродов Э, на которых возникает э. д. с., пропорциональная скорости потока П (рис. 1). Нужно придумать новый тип электромагнитного расходомера.

Рис.1

Предвижу недоумённый вопрос: "А чем плох известный расходомер?". Не удивляйтесь, это ведь творческаязадача, уточнение и корректировка условий — обязанность творца. Для нас известный расходомер плох уже тем, что он известен, а мы хотим придумать что-то новое... Приступим к решению. Прежде всего, запишем: дана техническая система, состоящая из М, Э и П. Устроена та истема так, что магнит расположен снаружи, внутри магнита находятся электроды, между ними — поток.  Напишем формулу схемы в соответствии с расположением элементов: МЭПЭМ или для симметрии так: МЭП-ПЭМ.

Нужно получить что-то новое. Используя нехитрый прием "шиворот-навыворот", будем переставлять буквы. Если ограничиться перестановками, не нарушающими симметрии, возможны шесть схем (включая исходную): 1. МЭППЭМ; 2. ЭМП-ПМЭ; 3. ЭПММПЭ; 4. ПЭММЭП; 5. МПЭЭПМ; 6. ПМЭЭМП (рис. 2).

Рис. 2

Когда операция "шиворот-навыворот" была проделана впервые, оказалось, что схема 4 давно известна: это лаг, прибор для измерения скорости движения судов. Схема 6 тоже дала лаг, но новый, обладающий существенным преимуществом: в отличие от лага по схеме 4, работающего на слабом магнитном поле рассеяния, лаг по схеме 6 использует внутреннее магнитное поле соленоида — оно на 1—2 порядка сильнее. Новой оказалась и схема 5: электроды можно передвигать по ширине потока для определения локальной скорости. Прибор по схеме 3 тоже измеряет локальную скорость, но вместо щупа в поток вводится магнитное поле, не создающее гидравлических помех. Интересна и схема 2: работа такого прибора не зависит от материала стенок лотка. Простейший приём позволил получить четыре новых прибора, четыре вполне патентоспособных новшества. Теперь вы знаете этот приём. Попробуйте следующую задачу решить без подсказки. Задача 2.Для очистки газов от пыли был предложен магнитный фильтр. Между полюсами электромагнита М расположен ферромагнитный порошок Ф, образующий пористый фильтрующий слой, сквозь который проходит поток газа П. Преимущество такого фильтра — возможность быстрой очистки фильтрующего слоя, когда он забьется пылью (рис. 3).

Рис. 3

Исходя из этой схемы, придумайте нечто новое. Надо полагать, неопределенность задачи теперь нисколько вас не смутит. Вы без труда составите схему фильтра: МФППФМ. И сразу же получите пять схем: ФМППМФ, ФПММПФ, ПФММФП, МПФФПМ, ПМФФМП. Интересно отметить, что схема ФПММПФ (магнит внутри, а не снаружи) была найдена и запатентована через много лет после изобретения фильтра по схеме МФППФМ. Создатель магнитного фильтра не увидел других схем — не осенило его, не было озарения...

ТРИ ПРИЕМА

Итак, один приём — это намного больше, чем ничего. А если ввести второй приём? Через ферромагнитный порошок проходит газ... Почему именно газ? Будем менять агрегатное состояниеизделия — это наш второй прием. Пусть, например, через порошок протягивается проволока ("поток твердого вещества"). Получилось устройство для очистки проволоки от ржавчины. Сожмём порошок посильнее, получим устройство для торможения стальных канатов. Или устройство для бесфильерного волочения проволоки, причем устройство поистине замечательное — оно поддается точнейшей регулировке и не знает износа. (Здесь и далее мы используемпростые и наглядные примеры, не заботясь о том, насколько значительно то или иное техническое решение. Но все это — запатентованные изобретения. Следует подчеркнуть, что теория применима к любым задачам: не только к "грубому" производству проволоки, но и к деликатной технике физического эксперимента.) Попутно задача для тренировки:Задача 3.Исходная схема— проволока внутри ферромагнитного порошка... А если "шиворот-навыворот": ферромагнитный порошок внутри проволоки? Эта дикая идея может прийти в голову только при "вспышке гения" (озарении, осенении и т. д.). У нас же она выведена в виде формулы МПФФПМ. Нарисуйте эту схему и укажите ее возможное техническое применение. Составим теперь таблицу:

Состояние изделия	Структура системы
	МФППФМ	ФМППМФ	ФПММПФ	ПФММФП	МПФФПМ	ПМФФМП
Газ Жидкость Твердое тело Порошок Эластичное вещество	1 7 13 19 25	2 8 14 20 26	3 9 15 21 27	4 10 16 22 28	5 11 17 23 29	6 12 18 24 30

Исходная схема магнитного фильтра соответствует клетке 1. Остается нарисовать еще 29 схем — для многих из них автоматически найдется применение. Скажем, клетка 11: магнитные чернила для быстрой записи телеграфных сигналов. Ферромагнитные частицы внутри чернил. Снаружи на чернила действует магнитное поле. Клетка 19: способ овализации абразивных зерен. Магнитное поле разгоняет ферромагнитный порошок, бьющий по абразивным зернам. Клетка 29: полировальник или тёрка для мытья стёкол. Внутри эластичного тела (подушки, надувной ёмкости и т. п.) находятся ферромагнитные частицы. Такую тёрку можно легко передвигать магнитом, расположенным с другой стороны стекла. Часть схем окажется известной, часть — новой. Чтобы наверняка получать только новые схемы, будем идти от устройств, в которых нет ферромагнитного порошка и магнитного поля: введем эти элементы и наверняка получим новую систему. Например, совсем недавно была запатентована установка для испытания соединительных тяговых цепей: сквозь камеру с песком протаскивают цепь. Заменим обычный песок ферромагнитным, а механические устройства, создающие нагрузку на песок, — электромагнитом. Выигрыш: можно легко моделировать самые различные виды нагрузок. Задача 4.Известно множество устройств, в которых рабочим органом или частью рабочего органа является порошок, крупинки вещества, зерна и т. д. Возьмите за основу одно из таких устройств и предложите нечто новое, введя ферромагнитные частицы и магнитное поле. Почему бы теперь не использовать третий приём? Начнемвращатьмагнитные частицы (или изделие). Мы уже рассматривали структуру — магнит, окружённый со всех сторон ферромагнитным порошком. Если привести её во вращение, получим отличный шлифовальный круг для обработки изделий, имеющих впадины и выступы. Явно есть смысл составить вторую таблицу— для вращающихся устройств. Таблица будет во всём подобна первой, но с клетками от № 31 до 60. За деревом возникает целый лес интересных технических идей!.. Строго говоря, следовало бы сделать две отдельные таблицы — для схем с вращением инструмента и для схем с вращением изделия. В 1938г. был запатентован способ магнитно-абразивной обработки внутренних поверхностей труб; предполагалось использовать вращающееся магнитное поле. Способ не нашел применения. 24 года спустя (!) другого изобретателя осенило: вращать нужно не поле, а трубу. Результат получился отличный. Жаль только, что была потеряна четверть века...

1 000 ПРИЕМОВ?

Обычная технология производства новых идей основана на методе проб и ошибок: "А если сделать так?.. Не получается... Может быть, попробовать вот так?.." Метод этот столь же древний, как и сам человек. Правда, за долгую историю человечества были в него внесены некоторые усовершенствования: мы теперь не делаем явно нелепых проб (хотя ключом к задаче иногда оказывается то, что кажется нам нелепым), научились вести мысленные эксперименты — они быстрее вещественных, научились наваливаться на трудные задачи коллективно... Но суть метода осталась неизменной. И стоит ли удивляться, что понятие "творчество" нередко совпадает в нашем представлении с технологией решения творческих задач методом проб и ошибок? "Счастливый случай", "талант", "терпеливый перебор вариантов", "озарение" — эти понятия, присущие одной определенной технологии, приписываются творчеству вообще. Мысль убивает творчество, говорит В.Розов. Да, при работе методом проб и ошибок бывает и такое.Неуправляемаямысль в силу психологической инерции уводит от, казалось бы, очевидной идеи.А если управлять мыслью?Мы ввели одинприёмуправления (делай "шиворот-навыворот"), и он начал давать новые технические идеи— продукцию, которая ничем не отличается от полученной в результате озарения. Потом мы использовали сочетание трёх приёмов — и оказалось, что такое сочетание качественно сильнее одного приёма: мы получили нечто большее, чем даёт озарение, — у нас появилсяметод, позволяющий разворачивать какую-то одну схему в "пространство схем". Ну а если приёмов и методов у нас будет 100, 200 или 1 000?.. Приёмы известны давно. И очевидная мысль "чем больше приёмов, тем лучше" приходила в голову многим. Но с увеличением числа приёмов быстро растет неопределенность их применения: обладатель коллекции в 1 000 приёмов вынужден был бы решать задачу все тем же методом проб и ошибок, наугад перебирая приёмы. Приёмы — огромная сила, если знать, когда и как их использовать. Необходимытеория и методика, позволяющие препарировать творческую задачу, добираться до её глубинной сущности и точно определять, когда и какой приём использовать. Для построения теории решения инженерных задач (о науке мы поговорим позже), нужно принять постулат:технические системы развиваются закономерно; эти закономерности можно познать и использовать для сознательного решения творческих задач. Ибо если закономерностей нет и технические системы развиваются произвольно, ни о какой теории не может быть и речи. Закономерности, к счастью, существуют. Вот одна из них: системы с несогласованной ритмикой частей вытесняются более совершенными системами с согласованной ритмикой. Был, например, запатентован способ разрыхления угля: в массиве угля пробуривают скважины, накачивают воду и через неё передают импульсы давления. Способ оказался не очень удачным. Прошло семь лет — осенило других авторов, и они внесли одно-единственное, но решающее изменение: частоту импульсов надо согласовать с собственной частотой колебаний разбуренного массива. Семь потерянных лет— такова плата за незнание законов развития технических систем…

ТЕОРИЯ

Метод проб и ошибок вполне пригоден, если задача решается перебором десятка вариантов. Но чем выше "цена" задачи — сотни проб, тысячи, десятки тысяч, тем отчётливее проявляется слабость метода. Теория решения творческих задач должна дать способы перевода задачи высшего уровня — "ценой" во много тысяч проб — на низший уровень, где достаточно всего нескольких проб. Чем же отличаются "дорогостоящие" задачи? Почему трудно решать трудные задачи? Задача 5.При производстве электрических ламп накаливания для контроля нужно измерять давление газа внутри ламп. Как это сделать? Задача предельно простая: поместим лампу в герметически закрываемый цилиндр, разобьём стеклянную колбу лампы, газ выйдет, измерим давление, внесём поправку на увеличение объёма. Как ни странно, это решение, доступное и школьнику, защищено авторским свидетельством...

Задача 6.Та же ситуация, что и в задаче 5, но разбивать лампы нельзя. Ваше предложение? Сопоставляя эти две задачи, нетрудно увидеть их принципиальное отличие. Чем больше ламп разбито (одна из тысячи, одна из ста и т. д.), тем точнее контроль. Выигрыш в точности контроля сопровождается проигрышем в производительности. Для идеального контроля придется разбить все лампы, продукции просто не будет...Необходимость преодоления подобных технических противоречий и делает задачи трудными, а их решение — творческим.В глубине технического противоречия лежитпротиворечие физическое: одна и та же часть системы должна обладать взаимопротивоположными физическими свойствами. Колба лампы должна быть непроницаемой, чтобы держать газ, и должна быть проницаемой, чтобы можно было добраться до газа и измерить его давление. Если решение задач — это процесс выявления и преодоления противоречий, можно сформулировать требования к теории решения задач. Теория должна:

• дать четкую программу обработки задачи, позволяющую шаг за шагом добираться до физического противоречия, спрятанного в "недрах" задачи;

• указать, какие именно приёмы следует применять для устранения тех или иных противоречий (разумеется, надо иметь обширный фонд таких приёмов);

• оберегать от психологических помех, и прежде всего от вторжения метода проб и ошибок, который будет вламываться в ход решения, навязывая пустые пробы ("Давайте взвешивать лампы!.. Ах, нет нужной точности?.. Тогда давайте просвечивать лампы рентгеном!..").

Построить теорию решения творческих задач весьма непросто. Скажем, для создания фонда приемов нужно переворошить сотни тысяч патентов и авторских свидетельств, отобрать десятки тысяч сильных решений и тщательно их исследовать. Но многое уже сделано. В следующих очерках мы познакомимся с основами теории, посмотрим, как устроена теория и как она работает.

А СЕЙЧАС - РАЗМИНКА

В конце прошлого века французский психолог Т.Рибо установил, что воображение, быстро развивающееся в первые годы жизни ребёнка, после 15 лет идёт на спад. Но решать творческие задачи обычно приходится в возрасте, значительно превышающем 15 лет... Проверьте себя, насколько развито у вас воображение. Вот первое упражнение: Упражнение 1.Дождь, снег, радуга, эхо, цунами, полярное сияние и т. д. — это реальные природные явления. Нужно придумать фантастическое природное явление — не менее впечатляющее. Постройте общую модель природного явления (среда, действующие вещества, энергия, физический эффект и т. д.), а потом, пользуясь этой моделью, попробуйте получить нечто новое, интересное. То, что вы придумаете, может относиться к другой планете.

(Продолжение следует

Законы Приемы Стандарты АРИЗ ТРИЗ + Публикации журнала «ТиН» © Альтшуллер Г.С., Журнал "Техника и наука", 1979, №5КАК РЕШАТЬ ЗАДАЧИ Задача 15Задача 16 СИТУАЦИЯ, ЗАДАЧА, МОДЕЛЬ ЗАДАЧИ... Итак, технические системы развиваются по определенным законам. Эти законы можно познать и использовать для решения изобретательских задач "по формулам", т. е. на основе научной теории, а не бессистемным перебором вариантов. С некоторыми "формулами" мы познакомились, рассматривая принципы одного из разделов теории - вепольного анализа. Задача содержит техническое противоречие (а в глубине его спрятано противоречие физическое), поэтому суть "формул" в том, что они дают правила преодоления противоречий. Казалось бы, достаточно иметь набор таких правил - и можно решать задачи. Но дело обстоит сложнее. Правила говорят: "Надо делать так", а здравый смысл (т.е. психологическая инерция) нашептывает: "Глупости, так делать нельзя..." Скажем, есть ванна, заполненная расплавленным металлом, нужно подольше сохранить металл в жидком состоянии. И вот правила подсказывают: "Расплав не должен застыть? Прекрасно! Бросим туда лед..." Для здравого смысла такая идея просто неприемлема. В единоборстве постороннего правила и собственного здравого смысла победа обычно остается за здравым смыслом: дикая идея отвергается... Ни отдельные правила, ни набор правил еще не гарантируют успешного решения задачи. Необходимо объединить правила в жесткую систему и снабдить эту систему "правилами против нарушения правил". Нужна программа, заставляющая последовательно применять правила и делать это без отклонений и ошибок. Такая программа, разработанная в нашей стране, получила название алгоритма решения изобретательских задач(АРИЗ). Первые модификации АРИЗ появились еще в 40-х годах; с тех пор АРИЗ систематически совершенствовался, и нынешний АРИЗ-77 работает вполне надежно. АРИЗ делит процесс решения задачи на семь этапов (частей). Каждый этап осуществляется постепенно - по шагам. "Лестница" АРИЗ имеет и "перила" - правила выполнения шагов. Если нарушено то или иное правило, через 2-3 шага ошибка становится явной: формулировки "не стыкуются". АРИЗ снабжен обширным фондом сжатой, спрессованной информации, полученной путем анализа десятков тысяч патентных описаний. У нас нет возможности привести здесь полный текст АРИЗ-77, мы рассмотрим только один его фрагмент. Но сначала несколько предварительных пояснений. Известно, что правильно поставить задачу - значит наполовину ее решить. Обычно же приходится иметь дело с задачей "сырой", нечетко или вовсе неверно сформулированной. Поэтому, в сущности, процесс нахождения решения в значительной мере состоит в том, чтобы переосмыслить и изменить ее условия, ясно представить себе конечную цель. "Сырая" задача (ее называют ситуацией) содержит лишь указание на ту или иную техническую систему (или часть системы) и присущий этой системе недостаток. Одна и та же ситуация может быть превращена в множество различных задач. Возьмем, например, такую ситуацию: "Парусные суда передвигаются с малой скоростью. Как быть?" Эту ситуацию можно перевести в ряд задач: как улучшить парусное оснащение, как уменьшить сопротивление воды, как вообще обойтись без парусов и т. д. При работе методом проб и ошибок мысль стихийно перескакивает от одной задачи к другой. А бывает и хуже: выбрав одну задачу, человек упорно перебирает вариант за вариантом, не замечая, что взята не та задача. В АРИЗ есть надежные правила перехода от ситуации к задаче. В частности, каждая ситуация сначала должна быть переведена вмини-задачупо принципу: все остается без изменений, но исчезает тот отрицательный фактор, который указан в ситуации (или появляется требуемый положительный фактор). Если даже ситуация относится к безнадежно устаревшей технической системе, все равно сначала целесообразно рассмотреть мини-задачу. На замену технической системы неизбежно уйдут многие годы, поэтому полезно иметь пусть частичное, временное, но легко внедряемое решение. А решение мини-задачи всегда легко внедрить: это предопределено самой сутью мини-задачи (ничего нельзя менять). В условиях задачи (даже мини-задачи) обычно указывается техническая система, к которой относится задача: в поле зрения попадают лишние элементы системы, а иногда, наоборот, не хватает нужных элементов. Поэтому от задачи надо перейти к еемодели- выделить пару элементов, конфликт между которыми порождает задачу. Затем следует определить тот элемент пары, который должен быть изменен, и ту зону элемента, в которой "прячется" физическое противоречие.Все операции должны быть проделаны по определенным правилам. Очень важный шаг на этом пути - определениеИКР(идеального конечного результата), т. е. идеального решения. Любая задача в принципе имеет множество ответов. Но наилучший ответ всегда один: это такой ответ, в котором требуемый результат достигается сам собой, "без ничего", без перестройки системы, без затраты материалов, энергии, средств, словно по мановению волшебной палочки. Разумеется, реально достичь такого идеала невозможно. ИКР служит маяком, позволяющим ориентироваться на самое лучшее из решений. Реальное решение должно быть максимально близким к идеалу, а чтобы этого добиться, нужно стремиться к ИКР. Посмотрите теперь фрагмент АРИЗ-77, он дан в приложении. Многое будет вам понятно. Остальное мы поясним на учебной задаче. СТАЛЬНЫЕ ЖЕРНОВА АНАЛИЗА Вот эта задача: Задача 15.Шлак, образующийся в домнах, сливают в большие ковши, установленные на железнодорожных платформах, и отвозят на шлакоперерабатывающую установку. Первоначальная температура шлака - около 1 000 С, но в пути шлак охлаждается, на его поверхности образуется твердая корка. Чтобы слить жидкий шлак, приходится с помощью специального копрового устройства пробивать отверстия в этой корке. По ряду причин (ковш имеет форму конуса, в разных ковшах разный уровень шлака, толщина корки тоже разная) отверстия пробивают не у самой стенки ковша, поэтому жидкий шлак сливается неполностью. Потери шлака (из-за образования твердой корки и неполного слива) очень велики - примерно 1/3 всего количества. Приходится отвозить ковши на специальную эстакаду, где выбивают корку и застывший шлак, сливают остатки жидкого шлака. Все это связано с потерями сырья (жидкого шлака), большими затратами труда на очистку ковшей, возникновением отвалов шлака и т. д... Основные теплопотери - с поверхности расплава. Но от применения теплоизолирующих крышек пришлось отказаться: чтобы установить и снять крышку, требуются крановые устройства, это усложняет оборудование, снижает темпы работы. Как быть? Перед нами типичная "сырая" задача - ситуация, которую можно перевести в различные конкретные задачи. Скажем, так: "Нужно найти способ выплавки чугуна без образования шлака". Или: "Придумайте бесковшовый способ транспортировки шлака". Или: "Усовершенствуйте копровое устройство так, чтобы можно было пробивать шлаковую корку у самых стенок ковша..." Но мы теперь знаем, как надо действовать: переведем задачу в мини-форму. Ничего не меняется - ни оборудование доменного цеха, ни средства для перевозки шлака, - а шлак прибывает на перерабатывающую установку в жидком виде, без потерь. Будем считать это записью шага 2.1 и начнем построение модели (си фрагмент АРИЗ-77). 2.2. Конфликтующая пара: шлак - воздух. (Изделие - шлак. "Инструмент", непосредственно взаимодействующий со шлаком, - столб холодного воздуха над ковшом. Конфликт в том, что горячий шлак "хочет" нагреть воздух, а холодный воздух "хочет" охладить шлак. Модель задачи условна: в пространстве висит расплавленный шлак, а над ним находится холодный воздух. Все остальные элементы системы сразу отброшены, тем самым без перебора отброшены многие пустые варианты). 2.3. а. Воздух легко пропускает шлак (при наполнении и опорожнении ковша); б. Воздух охлаждает шлак. 2.4. Даны жидкий шлак и воздух над шлаком. Воздух свободно пропускает шлак (это хорошо) и не задерживает тепло (это плохо). 3.1. Шлак - изделие. Воздух - природный элемент. По правилу 7 выбираемвнешнюю среду. Итак, необходимо ввести третий элемент. 3.2. ИКР: внешняя среда сама устраняет охлаждение шлака, сохраняя способность свободно пропускать жидкий шлак. 3.3. Зона, которая не справляется с комплексом указанных в ИКР двух требований, - от поверхности шлака до краев ковша (или чуть выше, но так, чтобы не выйти за пределы железнодорожных габаритов), т. е. то место, которое должна была бы занимать теплоизолирующая крышка. В этой зоне - воздух. А должна находиться внешняя среда - какое-то иное вещество. 3.4. а. Для защиты шлака от охлаждения в этой зоне должно быть вещество-теплоизолятор (даже вакуумная изоляция требует наличия вещества для удержания вакуума). б. Для свободного прохождения шлака в этой зоне не должно быть вещества. 3.5. Физическое противоречие: выделенная зона внешней среды должна быть заполнена веществом, чтобы обеспечить теплоизоляцию, и не должна быть заполнена веществом, чтобы свободно пропускать шлак. 4.1. б. Искомое вещество должно само появляться при заполнении ковша шлаком и само исчезать при сливе шлака. К ЦЕЛИ - С МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТЬЮ Присмотритесь к логике анализа. Дана система из многихэлементов: доменной печи, ковша, платформы и т. д. На 2.2 выбраныдваконфликтующих элемента: шлак и воздух. На 2.3 сформулирована суть конфликта. Шаг 2.4 соединяет записи 2.2  и 2.3: если они правильно сделаны, соединение получается логичным. 3.1 - выделяемодинэлемент. 3.2 - составляет формулировку ИКР для этого элемента. 3.3 - выделяемчастьодного элемента. 3.4 - переходим от противоречивыхтехническихтребований к противоречивымфизическимтребованиям. Если 3.3 и 3.4 выполнены правильно, они легко соединяются в формулировку физического противоречия на шаге 3.5. На 4.1 сделан первый шаг к устранению противоречия: отмечено, что противоречивые требования допускают разделение во времени. Итак, физическое противоречие сформулировано и привязано к определенной зоне. Мы знаем также, что это противоречие должно быть устранено с помощью вещества, способного легко появляться и столь же легко исчезать. Правила вепольного анализа позволяют уточнить: вещество, вводимое для разрушения веполя, должно быть видоизменением имеющихся веществ (в этом случае преодолевается противоречие "вещество есть и вещества нет"). Остается рассмотреть три варианта. В выделенной зоне могут быть: видоизмененный воздух (единственная возможность - горячий воздух, но это нарушает требование ИКР, так как придется ставить систему подогрева); видоизмененный шлак (единственная возможность - твердые гранулы шлака, они задержат тепло, но пропустят жидкий шлак; ближе к ИКР, но все же придется специально изготавливать гранулы, засыпать их и каким-то образом удерживать при сливе жидкого шлака; интересно отметить, что этот ответ совпадает с 4,1 г); видоизмененная смесь воздуха и шлака - шлаковая пена (отличный теплоизолятор, легко изготовляется прямо в ковше, никаких помех при сливе шлака). Ответ очевиден - вспенить шлак. Для образования пены нужен газ (или пар). Вот мы и пришли к "дикой", но очень близкой к ИКР идее: для сохранения тепла в расплав следует бросить кусок льда (сухого или обыкновенного) или просто налить немного воды... Остается добавить: задача впервые решена именно по АРИЗ, решение запатентовано и внедрено. А теперь задача для тренировки.Задача 16.Для очистки жидкой стали от примесей металл перемешивают со шлаком. С этой целью через расплав пропускают ток, а тигель располагают между полюсами электромагнита. Электроды поставлены несимметрично, неоднородное электрическое поле перемешивает металл. Если взять тяжелый шлак, можно хорошо перемешать шлак со сталью, но потом трудно отделить шлак (он медленно всплывает). Если взять легкий шлак, он всплывает быстро, но такой шлак плохо перемешивается со сталью и потому плохо ее очищает. Сделайте запись решения с шага 2.2 по шаг 3.5. Это задача на анализ. Достаточно правильно сформулировать физическое противоречие. Но если хотите, поищите техническое решение. При этом все время помните об ИКР: годится только такое решение, в котором противоречие устранено "без ничего" - без затрат, переделок и т. п. Главное средство управления мышлением в процессе решения задачи по АРИЗ - это сама программа, определяющая последовательность и характер мыслительных операций. Но есть и другие средства, например так называемый оператор РВС, используемый в первой части АРИЗ. Оператор РВС - это шесть мысленных экспериментов над условиями задачи. Первый эксперимент состоит в том, что мысленно уменьшают размеры рассматриваемой системы, резко изменяя ееобраз. Это позволяет гасить психологическую инерцию, навязывающую привычное представление о системе.Упражнение 3.Объект - нефтепровод. Надо мысленно уменьшить его размеры (диаметр, толщину стенок) до минимально возможной величины (например, толщина стенок - атом). Возникает новая техническая система: нефтепровод на микроуровне. Как он устроен? Как работает? Какие новые особенности появились в результате перехода на микроуровень? Нельзя ли некоторые из этих особенностей перенести на обычный нефтепровод? АРИЗ-77 ФРАГМЕНТ ЧАСТЬ 2. ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ ЗАДАЧИ 2.1. Записать условия задачи, не используя специальные термины. 2.2. Выделить и записать конфликтующую пару элементов. Если по условиям задачи дан только один элемент, перейти к шагу 4.2. Правило 1.В конфликтующую пару элементов обязательно должно входить изделие.Правило 2.Вторым элементом пары должен быть элемент, с которым непосредственно взаимодействует изделие (инструмент, второе изделие, внешняя среда).Правило 3.Если один из элементов (инструмент) по условиям задачи может иметь два состояния, надо взять то состояние, которое обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции этой технической системы, указанной в задаче).Правило 4.Если в задаче есть пары однородных взаимодействующих элементов, достаточно взять одну пару. 2.3. Записать два взаимодействия (действия, свойства) инструмента и изделия: имеющееся и то, которое надо ввести (или: полезное и вредное). 2.4. Записать стандартную формулировку модели задачи, указав конфликтующую пару и техническое противоречие. ЧАСТЬ 3. АНАЛИЗ МОДЕЛИ ЗАДАЧИ 3.1. Выбрать из элементов, входящих в модель задачи, тот, который можно легко изменять, заменять и т. д. Правило 5.Технические объекты легче менять, чем природные.Правило 6.Инструменты легче менять, чем изделия.Правило 7.Если в системе нет легко изменяемых элементов, следует указать "внешнюю среду". 3.2. Записать стандартную формулировку ИКР (идеального конечного результата). Элемент (указать элемент, выбранный на 3.1) сам (сама, само) устраняет (указать вредное воздействие), сохраняя способность выполнять (указать полезное воздействие).Правило 8.В формулировке ИКР всегда должно быть слово "сам" ("сама", "само"). 3.3. Выделить ту зону элемента (указанного в 3.2), которая непосредственно не справляется с требуемым по ИКР комплексом двух взаимодействий. Что в этой зоне - вещество, поле? 3.4. Сформулировать противоречивые физические требования, предъявляемые к состоянию выделенной зоны элемента конфликтующими взаимодействиями (действиями, свойствами). а. Для действия 1 (указать полезное взаимодействие или то взаимодействие, которое надо сохранить) необходимо (указать физическое состояние: быть нагретой, подвижной, заряженной и т. д.). б. Для действия 2 (указать вредное взаимодействие или взаимодействие, которое надо ввести) необходимо (указать физическое состояние: быть холодной, неподвижной, незаряженной и т. д.).Правило 9.Физические состояния, указанные в пунктах "а" и "б", должны быть взаимопротивоположными. 3.5. Записать стандартную формулировку физического противоречия: (Указать выделенную зону элемента) должна (указать состояние на 3.4а), чтобы выполнять (указать полезное взаимодействие), и должна (указать состояние, означенное на 3.46), чтобы предотвращать (указать вредное воздействие). ЧАСТЬ 4. УСТРАНЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОГО ПРОТИВОРЕЧИЯ 4.1. Рассмотреть простейшие преобразования выделенной зоны: а. Разделение противоречивых свойств в пространстве. б. Разделение противоречивых свойств во времени. в. Разделение противоречивых свойств путем использования переходных состояний, при которых сосуществуют или попеременно появляются противоположные свойства. г. Разделение противоречивых свойств перестройкой структуры: частицы выделенной зоны наделяются имеющимся свойством, а вся выделенная зона в целом наделяется требуемым (конфликтующим) свойством. Правило 10.Рассматривать только те преобразования, которые соответствуют ИКР (т.е. осуществляются сами по себе). (Окончание) Г. АЛЬТШУЛЛЕР, инженер г. Баку

© Альтшуллер Г.С., Журнал "Техника и наука", 1979, №6 СИЛА ЗНАНИЯ

КАК ОБЪЯТЬ НЕОБЪЯТНУЮ ИНФОРМАЦИЮ

СЛОЖНЫЙ МИР ПРИЕМОВ

Операции, проводимые при анализе задачи - построение ее модели, определение идеального конечного результата, выявление и локализация физического противоречия, - нередко приводят к идее решения. Но бывает и так, что анализ завершен, а как устранить противоречие - неясно. В этих случаях используется "тяжелая артиллерия" - информационный фонд АРИЗ, включающий таблицы применения технических приемов и физических эффектов. Для уверенного решения задач изобретателю нужна колоссальная информация. Заранее неизвестно, какой именно технический прием или физический эффект понадобится. Поэтому в принципе нужно иметь под рукой информацию о всей технике и всей физике. К счастью, оказалось, что, несмотря на многообразие изобретательских задач, число технических противоречий не так уж велико. Они повторяются в задачах из разных отраслей техники, преодолеваются одними и теми же приемами. Поиск таких типичных приемов начался еще на ранних этапах разработки АРИЗ. Из очень большого числа патентов и авторских свидетельств, относящихся почти ко всем отраслям техники, было отобрано около 40 тысяч сильных и оригинальных технических решений. Их анализ позволил выделить40 основных приемовустранения противоречий (многие приемы включают разновидности, "изотопы", поэтому фактически число основных приемов больше - около ста). Удалось составитьтаблицу, показывающую, какие приемы целесообразно применять при разрешении тех или иных противоречий. Список основных приемов включает приемы старые, ставшие традиционными (разделить, объединить, "сделать наоборот"), и новые, более "хитрые" (использовать вместо объекта его оптическую копию, усилить вредный фактор и преодолеть его, "перегнув палку"). Одни приемы основаны на применении веществ (сильные окислители, инертные среды), другие предполагают использование некоторых физических эффектов (например, вибрация). Уже сам по себе такой список - неплохой набор "инструментов", и не случайно в Болгарии описание приемов, входящих в АРИЗ-71, издано отдельной книгой с примерами и комментариями. Казалось бы, дальнейшее ясно: надо наращивать список приемов и совершенствовать таблицу их применения. Однако обнаружилась любопытная вещь: при решении трудных задач мы имеем дело не с отдельными приемами, а с их сочетаниями. Физическое противоречие, "спрятанное" в недрах задачи, двойственно: "Такая-то зона такой-то части данной технической системы должна быть одновременно горячей и холодной (или подвижной и неподвижной)". К двойственному замку нужен и двойственный ключ. Парные приемы (прием и "антиприем", например, дробление-объединение) намного сильнее элементарных, одиночных. А сложные, включающие более двух приемов, еще сильнее. Вспомните хотя бы пример из первого очерка (задача 2). Известен фильтр в виде многослойной металлической ткани. Для перехода к принципиально новому фильтру потребовалось использовать приемы дробления (ткань раздробили на частицы) и объединения (образовавшиеся частицы объединили в пористую массу), перейти от механической схемы к электромагнитной (это тоже прием), использовать прием динамизации (размер пор стали менять)... Новый эффект достигнут именно сочетанием этих приемов: если убрать один из них - фильтра не будет. Мир приемов оказался устроенным весьма непросто. Например, выяснилось, что каждый из них имеет две резко отличающиеся разновидности: на макроуровне и на микроуровне. Так, использование пневмоконструкций - это прием на макроуровне. А использование пены - тот же прием, но на микроуровне. Соединить две части объекта шарниром - динамизация на макроуровне. Если же гибкость, подвижность конструкции достигнута за счет теплового расширения - это тот же прием, но на микроуровне...НЕСТАНДАРТНЫЕ СТАНДАРТЫКогда-то считали, что все вещества состоят из нескольких элементов. Потом стало ясно, что непосредственно с химическими элементами приходится иметь дело лишь в редких случаях: мир состоит преимущественно из сложных веществ. Основу химической промышленности тоже составляют сложные вещества, причем главная масса продукции - это небольшое число наиболее ходовых веществ: серная кислота, сода, аммиак и т. д. Возникает крайне привлекательная идея: нельзя ли выделить столь же "ходовые" сочетания приемов? Для реализации этой идеи потребовался длительный поиск: пришлось заново рассмотреть тысячи и тысячи авторских свидетельств и патентов. Но "ходовые" сочетания удалось найти. И словно в награду за упорство исследователей эти сочетания оказались не просто "ходовыми", а еще и очень сильными. Получилось нечто вроде пирамиды из различных приемов: одиночные, парные, сочетания приемов, "избранные" сильные сочетания приемов. Чем ближе к вершине, тем выше их эффективность. И тем меньше универсальность. Каждое сильное сочетание приемов четко привязано к своему классу задач. Именно поэтомутеперьпростые приемы играют в АРИЗ скромную роль. Они оттеснены сильными сочетаниями, обладающими значительно большей эффективностью и определенностью. Последние получили названиестандартов. Само название бросает вызов старым представлениям: "Смотрите, вот четкая формула для трудных задач, решение которых ищут на ощупь перебором бесчисленных вариантов в ожидании неожиданного озарения..." Подчеркнем:стандарты- это не просто инструменты для решения задач. Звания стандартов удостаиваются лишь те сочетания приемов, которыегарантируют решение своего класса задач на высоком уровне. Вот, например, изобретение по авторскому свидетельству №210622: "Индукционный электромагнитный насос, содержащий корпус, индуктор и канал, отличающийся тем, что с целью упрощения запуска насоса индуктор выполнен скользящим вдоль оси канала насоса". Есть труба, в одном месте на трубу надет кольцевой магнит. Суть идеи в том, что кольцо сделали подвижным, благодаря чему можно передвигать его вдоль трубы. Таких изобретений великое множество: патрубок перемещается вдоль гидроциклона (а. с. № 232160), турбулизатор - вдоль колонки для замораживания горных пород (а. с. № 244266), мешалка - вдоль направляющих (а. с. № 499939) и т. д. и т. п. Казалось бы, можно сформулировать стандарт: "Если в технической системе есть некая часть, прикрепленная к трубе, стержню и т. п., сделай эту часть перемещающейся вдоль стержня, - система будет более управляемой". Однако это еще не стандарт: на выходе нет технического решения высокого уровня, система несколько улучшается - и все. Оценить "решательную" силу стандартов можно, познакомившись с задачами, которые без всяких затруднений поддаются стандартам. Вот одна из таких задач.Задача 17.На рис.1 показана схема перистальтического насоса, используемого для перекачки жидких и вязких веществ. При вращении вала ролики прижимают гибкий шланг к жесткому корпусу и, прокатываясь по шлангу, перемещают находящееся внутри шланга вещество (примерно так мы действуем, выдавливая пальцами зубную пасту из почти пустого тюбика). Существует много изобретений, относящихся к перистальтическим насосам. Конструкторы меняют число роликов (иногда вместо роликов используют шнеки и т. д.), форму корпуса, устройство шланга. Но принцип схемы не меняется. Предложите принципиально новую конструкцию перистальтического насоса.

Рис. 1

В такой формулировке задача чрезвычайно трудна для тех, кто не знает стандартов. Сразу возникает недоумение: "А чем плохи существующие насосы?.. В чем состоит задача?.." Увидеть задачу - это одна из обязанностей изобретателя. Но в учебных целях задачу 17 специально упрощали и конкретизировали: "Шланг перистальтического насоса подвергается знакопеременным нагрузкам. Материал шланга устает, возникают трещины, разрывы. Как быть?" На неопределенность задачи теперь не жаловались, однако решение все равно не получилось: "Надо поэкспериментировать, попробовать разные материалы... может быть, найти для шланга оптимальную температуру?.."

Между тем, человек, знающий стандарты, решает такие задачи мгновенно.

ОТ "МАКРО" К "МИКРО"

Стандарты основаны на прямом использовании законов развития технических систем.Закон, например, гласит: "Система, находящаяся в состоянии А, в дальнейшем обязательно должна перейти в состояние Б". Стандарт, опираясь на этот закон, дает практическое правило: "Если увидишь систему в состоянии А, знай, что надо ставить задачу на ее переход в состояние Б, причем осуществляться этот переход должен таким-то образом". Предположим, дана техническая система, достигшая пределов развития. Ее идея исчерпала себя, иссякли резервы совершенствования. Дальнейшие изменения наталкиваются на неодолимые трудности: запреты со стороны законов природы, отсутствие необходимых веществ, возникновение разного рода барьеров и т. д. Есть два стандарта, указывающие выход из этого тупика. Можно объединить данную систему с другой и получить таким образом новую надсистему, способную к дальнейшему развитию. Это - стандарт 5. Например, парусный корабль объединяется с паровым двигателем, возникает парусно-паровой корабль - развивающаяся система, постепенно становящаяся "чисто паровой". Стандарт 9 рекомендует другой обходной путь: если рабочие органы системы выполнены на макроуровне, необходимо перейти на микроуровень. Иными словами, рычаги, шарниры и прочие "железки" должны быть заменены рабочими органами в виде молекул, атомов, ионов, электронов и т. д., управляемых полями. Вот, например, а. с. № 438327: вибрационный гироскоп, отличающийся тем, что в качестве колеблющихся масс применены электроны или заряженные ионы. А. с. №497031: колебания керамического фильтра обеспечиваются за счет обратного пьезоэффекта. А. с. № 424238: в устройстве для малых перемещений вместо винтов использовано тепловое расширение. А. с. № 323167: толщину прокатных валков регулируют, используя магнитострикционный эффект. В описании стандарта 9 (как и в описаниях других стандартов) приведены характерные примеры, показывающие, какие сочетания приемов и физических эффектов надо применить для конкретного перехода от "макро" к "микро". Зная стандарт 9, сразу видишь суть задачи о насосе. Ход размышлений таков: "Перистальтический насос - система на макроуровне. Ясно, что задача состоит в переходе на микроуровень. Грубые макроколебания (бегущую вдоль шланга волну сжатия) надо заменить микроколебаниями. Можно использовать обратный пьезоэффект, магнитострикцию, а может быть, и тепловое расширение-сжатие..." И в самом деле, есть а.с. №449410: пьезокерамическая трубочка с цепочкой электродов, при поочередном включении которых создается бегущая волна уплотнения. Задача 17 - учебная. А вот задача 18 - новая, еще нерешенная...Задача 18.На рис. 2 показан насос высокого давления. В прочном корпусе - две заполненные жидкостью цилиндрические камеры. Вдоль оси камер расположены валы, на которые намотана стальная лента. Ленту перематывают из левой камеры в правую через уплотняющее устройство. Свободный объем в правой камере уменьшается, и давление жидкости возрастает. При хорошем уплотнении между камерами и в опорах валов, расположенных в крышках камер, можно достичь давления до 15 тыс. атм. Ваши предложения?

Рис. 2

Надо полагать, на этот раз читатель с первого взгляда увидит суть дела: дана система на макроуровне. Эта система дошла до пределов развития, отчетливо видно неодолимое противоречие. Чтобы лента переходила в рабочую камеру, трение в опорах и в уплотняющем устройстве должно быть минимальным. А чтобы жидкость не просачивалась - максимальным. Вместо бесплодных попыток найти компромисс используем стандарт 9, диктующий необходимость перехода на микроуровень. Сейчас рабочий орган насоса (стальная лента, играющая роль поршня) выполнен на макроуровне - это явная "железка". Необходимо перейти на микроуровень: рабочую камеру следует сделать герметичной, а уменьшение свободного объема в ней должно быть достигнуто за счет работы микрочастиц, управляемых полем. Обратите внимание: до сих пор мы продвигались к ответу без малейших затруднений. Констатировали предельное состояние системы, спрогнозировали линию дальнейшего развития, перевели прогноз в конкретную техническую задачу... Дорогу нам прокладывал стандарт 9 (точнее - знание нужного в данном случае закона развития технических систем). А теперь предоставим читателю самому сделать последний шаг к ответу: найти конкретный физический эффект, обеспечивающий создание в рабочей камере стабильного давления в 30 тыс. атм и более. Нагревание какого-либо рабочего вещества не дает столь высокого давления. Использование взрыва обеспечивает лишь импульсное давление. Известен способ создания давления (до нескольких тысяч атм) путем замораживания воды; но в данном случае этот способ слабоват... Не годятся также обратный пьезоэффект и магнитострикция - слишком велик объем сжимаемой жидкости. Как же быть?.. Тут читателю, не располагающему полным описанием стандарта 9, придется вернуться к перебору вариантов, искать на ощупь и, увы, долго топтаться на одном месте. Что ж, зато станут ясны преимущества, которые дает знание теории решения изобретательских задач. "Отключаем" один из механизмов теории и - стоп, продвижения нет...

И ВСЯ ФИЗИКА

Почти все стандартыпредставляют собой сочетание группы приемов с одним или несколькими физическими эффектами. Но последние часто приходится использовать и в тех случаях, когда задача решается не по стандартам, а просто "по шагам". Поэтому АРИЗ-77 снабжентаблицей применения физических эффектов и явлений, составленной на основе анализа примерно 12 тыс. "физических" изобретений. Таблица указывает эффекты в зависимости от типа задачи (измерение температуры, перемещение веществ, образование и разделение смесей и т. д.). Но она дает лишь название эффекта. Нужен подробный справочник, содержащийсведения об изобретательских возможностях физических эффектов. Такой справочник - "Указатель применения физических эффектов и явлений при решении изобретательских задач" - составлен и с 1971 г. используется при обучении АРИЗ. Внешне "Указатель" похож на каталог: кратко описывается физэффект, приводятся характерные примеры его применения, рассматриваются наиболее важные сочетания с приемами и другими эффектами, дается список литературы. Пока "Указатель" издавался в виде препринта небольшими тиражами для экспериментов и для использования при обучении теории решения изобретательских задач. Практика показала огромную ценность такого справочника. Ведется регулярная работа по его пополнению и совершенствованию. Нет сомнений, что "Указатель" вскоре станет настольной книгой любого инженера, занимающегося техническим творчеством. Информационное обеспечение АРИЗ -стандарты, таблицы вепольных преобразований, таблицы физических эффектов и "Указатель", спискиосновных приемовитаблицы их применения- все это получено анализом больших массивов патентной и иной научно-технической информации и отражает самое ценное в опыте нескольких поколений новаторов. Это - серьезная сила. Но в АРИЗ она сложена с силой организованного мышления. Именно этим сочетанием и объясняется эффективность АРИЗ.

ЧТО СКАЗАТЬ В ЗАКЛЮЧЕНИЕ?

Эти очерки - лишь беглый обзор некоторых идей теории решения творческих задач. Теорией надо заниматься серьезно. Как любой наукой. Во многих городах работают общественные школы научно-технического творчества (иногда они называются университетами, институтами), проводятся семинары по АРИЗ. Организуют учебу НТО, общество "Знание", ВОИР, комитеты комсомола, советы молодых специалистов. Есть школы в Москве, Ленинграде, Волгограде, Горьком, Днепропетровске, Харькове - всех городов и не перечислишь. Немало школ создано на предприятиях (Уралмаш-завод, Кировский завод и др.), в научных учреждениях (например, в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне), в институтах повышения квалификации. В 1978 г. студенты Днепропетровского государственного университета сдавали зачет по теории решения изобретательских задач: впервые в зачетные книжки внесена запись об АРИЗ. В Чувашском государственном университете каждый год защищаются дипломные работы на исследовательские темы, связанные с АРИЗ. Занятия по АРИЗ идут в Минском радиотехническом институте и в Запорожском политехническом... Какова эффективность занятий? Вот характерные цифры. Днепропетровскую общественную школу технического творчества за 1973-1978 гг. окончили 388 человек. Выпускники 1973-1976 гг. к лету 1978 г. подали около 250 заявок на изобретения и получили свыше 180 авторских свидетельств. Многие новинки уже внедрены. Разумеется, эти данные неполны: выпускники продолжают решать задачи. Занятия обычно рассчитаны на 100-120 часов: в течение года (раз в неделю) без отрыва от работы или ежедневно в течение месяца с отрывом - в институтах повышения квалификации. Состав слушателей: от студентов (в порядке эксперимента иногда включали в группы и школьников) до докторов наук. Преподавание проводится по единым для всех школ учебным программам, используются единые учебные пособия и учебно-методические разработки. Следовало бы, пожалуй, добавить, что занятия захватывающе интересны, но мы надеемся, что читатель уже почувствовал, что теория решения изобретательских задач - удивительная наука, сочетающая точность и информационную насыщенность с романтикой проникновения в неизведанное.

Г. Альтшуллер, инженер г. Баку

© Альтшуллер Г.С., "Техника и наука", 1980, №1 СОКРОВИЩА ФЛИНТА, ИЛИ ВЗГЛЯД НА ТЕХНИЧЕСКУЮ СИСТЕМУ СКВОЗЬ МАГИЧЕСКИЙ КРИСТАЛЛ ОПЕРАТОРА РВС

Лет десять назад на занятиях по ТРИЗ слушателям предложили такую учебную задачу: Задача 1. В море на глубине 500 м обнаружен большой (6 м3) и очень прочный деревянный сундук с драгоценностями и золотом - сокровищами Флинта. Сундук на две трети высоты погружен в песок. Для его подъема нужна сила в 100 т. В вашем распоряжении понтон соответствующей грузоподъемности, подводная телекамера. Как прикрепить понтон к сундуку? Водолазы на такой глубине работать не могут. Подводных аппаратов с манипуляторами нет.За десять лет накопилась любопытная статистика: если эту задачу начинают решать, применяяоператор РВС, процент правильных ответов почти в полтора раза выше, чем в тех случаях, когда задачу решают прямо с аналитической стадии АРИЗ. Что же такое оператор РВС? Размышляя над задачей, человек почти всегда начинает "танцевать от печки" - от привычного прототипа, от уже известных технических решений. Это одно из проявлений психологической инерции: нужно придумать нечто принципиально новое, а мысль прикована к знакомой "картинке", стоящей перед мысленным взором. Однажды мы проделали такой опыт. В аудитории развесили изображения собак: открытки, снимки, вырезки из журналов. Затем слушателям предложили придумать и описать любое фантастическое животное. О собаках преподаватель не сказал ни слова, но из 29 работ 17 оказались привязанными именно к этому прототипу: собака с рыбьим хвостом, собака с крыльями... Могучие взлеты фантазии, не правда ли? В соседней аудитории рисунков не вывешивали, а группа слушателей получила то же задание. Результат: только в одной работе угадывалась "усовершенствованная собака". Разумеется, уйти от прототипа- это еще не все. Нужно прийти к верному и новому решению. Но все-таки очень важно оторваться от привычного образа устройства, прибора, машины. Для этого и применяют оператор РВС, представляющий собой шесть мысленных экспериментов с условиями задачи. Пусть размеры объекта (чаще всего это изделие, упоминаемое в условиях) стремятся к нулю. Надо представить себе эту картину и ответить на вопросы: как меняется задача, не возникают ли принципиально новые идеи ее решения, нельзя ли эти идеи применить к исходной ситуации? Предположим теперь, что размеры объекта стремятся к бесконечности, и снова зададим те же вопросы. Аналогичные операции проведем и с двумя другими параметрами: временем действия и допустимой стоимостью решения (отсюда, кстати, и название оператора: Р- размеры, В - время, С - стоимость). Надо сразу подчеркнуть: оператор РВС не предназначен для получения окончательного ответа. Он должен расшатать, сломать старые представления- и только. Важно расковать мысль для дальнейшего планомерного продвижения к принципиально новому ответу. Далее формулируют ИКР, идеальный конечный результат (это и есть новый образ объекта или системы в целом), выявляют и устраняют физическое противоречие, мешающее приближению к ИКР. И все-таки нередки случаи, когда решение задачи начинает вырисовываться сразу же после отхода от старых представлений. Сундук Флинта большой. Понтон тоже большой. И психологическая инерция заставляет видеть некийбольшоймеханизм, соединяющий сундук с понтоном. Иногда это сверла, вгрызающиеся в крышку сундука. Или огромные когти-захваты. Или приделанное к понтону целое сооружение с дистанционно управляемыми манипуляторами.

Предположим, размеры сундука стремятся к нулю: сундук стал похожим на шкатулку... на песчинку... Заметьте: мы меняем только размеры изделия. Требования исходной задачи сохраняются. Песчинку надо как-то прикрепить к понтону, мы ищем соединительное устройство. Ответ очевиден: приклеить или приморозить. Именно так поступают, когда надо прикрепить к столу станка мелкие детали. Идея решения найдена. Предстоит еще кропотливая техническая разработка, но здесь нет принципиальных трудностей. Сухой лед, опущенный на крышку сундука и размещенный внутри понтона, - это стоит недорого. А прочность сцепления образовавшегося льда с деревом такова, что проще сломать дерево, чем оторвать его от льда. К тому же прочностью "ледяного клея" можно повысить, использовав проволочную арматуру. Изящное решение!

Для сравнения: недавно в Англии выдан патент № 1446959 на использование термитной смеси в качестве "клея" при подъеме затонувших предметов. Идея вроде бы та же (соединять застывающим расплавом), но раскаленный до 2 000 металл - плохой "клей" для подъема, например, затонувшей исследовательской аппаратуры. Оператор РВС предназначен для "обработки" задач. Вместе с тем это инструмент для развития творческого мышления. Несколько десятков задач, "пропущенных" через оператор РВС, заметно меняют стиль мышления: увереннее преодолеваются психологические барьеры, обостряется "чутье" на оригинальные идеи, воображение становится гибче, смелее. А теперь домашнее задание: Задача 2. Завод выпускает электроприборы. К каждому прибору должен быть приложен пакетик с 15 деталями восьми видов (запчасти, детали крепления). Комплектование ведут вручную (30 с на отбор комплекта). Есть машина с вибробункерами и устройствами для отсчета деталей. Но детали очень маленькие. Чтобы избежать ошибок при отсчете (в счетчиках - щупы и фотоэлементы), приходится снижать темп работы. В результате машина работает медленнее человека. Нужен высокопроизводительный способ комплектования деталей (как потом упаковывать комплекты - вне нашей задачи). Используйте оператор РВС (только первую операцию - уменьшение размеров).Вот отрывок из одной записи решения этой задачи: "Допустим, деталь стала как спичечная головка... как микроб... как молекула... Если деталь имеет размеры спичечной головки, надо..." Тут грубая ошибка: размеры детали сначала уменьшены (это правильно), но сразу же совершен отход, новая задача не рассмотрена. Видимо, показалось, что с уменьшением размеров детали задача усложняется. Не повторите этой ошибки! Для решения не требуется узкоспециальных знаний, задача - на тренировку воображения.

Ждем ваших писем.

Г. АЛЬТШУЛЛЕР, инженер

© Альтшуллер Г.С., Журнал "Техника и наука", 1979, №5КАК РЕШАТЬ ЗАДАЧИ

СИТУАЦИЯ, ЗАДАЧА, МОДЕЛЬ ЗАДАЧИ...

Итак, технические системы развиваются по определенным законам. Эти законы можно познать и использовать для решения изобретательских задач "по формулам", т. е. на основе научной теории, а не бессистемным перебором вариантов. С некоторыми "формулами" мы познакомились, рассматривая принципы одного из разделов теории - вепольного анализа. Задача содержит техническое противоречие (а в глубине его спрятано противоречие физическое), поэтому суть "формул" в том, что они дают правила преодоления противоречий. Казалось бы, достаточно иметь набор таких правил - и можно решать задачи. Но дело обстоит сложнее. Правила говорят: "Надо делать так", а здравый смысл (т.е. психологическая инерция) нашептывает: "Глупости, так делать нельзя..." Скажем, есть ванна, заполненная расплавленным металлом, нужно подольше сохранить металл в жидком состоянии. И вот правила подсказывают: "Расплав не должен застыть? Прекрасно! Бросим туда лед..." Для здравого смысла такая идея просто неприемлема. В единоборстве постороннего правила и собственного здравого смысла победа обычно остается за здравым смыслом: дикая идея отвергается... Ни отдельные правила, ни набор правил еще не гарантируют успешного решения задачи. Необходимо объединить правила в жесткую систему и снабдить эту систему "правилами против нарушения правил". Нужна программа, заставляющая последовательно применять правила и делать это без отклонений и ошибок. Такая программа, разработанная в нашей стране, получила название алгоритма решения изобретательских задач(АРИЗ). Первые модификации АРИЗ появились еще в 40-х годах; с тех пор АРИЗ систематически совершенствовался, и нынешний АРИЗ-77 работает вполне надежно. АРИЗ делит процесс решения задачи на семь этапов (частей). Каждый этап осуществляется постепенно - по шагам. "Лестница" АРИЗ имеет и "перила" - правила выполнения шагов. Если нарушено то или иное правило, через 2-3 шага ошибка становится явной: формулировки "не стыкуются". АРИЗ снабжен обширным фондом сжатой, спрессованной информации, полученной путем анализа десятков тысяч патентных описаний. У нас нет возможности привести здесь полный текст АРИЗ-77, мы рассмотрим только один его фрагмент. Но сначала несколько предварительных пояснений. Известно, что правильно поставить задачу - значит наполовину ее решить. Обычно же приходится иметь дело с задачей "сырой", нечетко или вовсе неверно сформулированной. Поэтому, в сущности, процесс нахождения решения в значительной мере состоит в том, чтобы переосмыслить и изменить ее условия, ясно представить себе конечную цель. "Сырая" задача (ее называют ситуацией) содержит лишь указание на ту или иную техническую систему (или часть системы) и присущий этой системе недостаток. Одна и та же ситуация может быть превращена в множество различных задач. Возьмем, например, такую ситуацию: "Парусные суда передвигаются с малой скоростью. Как быть?" Эту ситуацию можно перевести в ряд задач: как улучшить парусное оснащение, как уменьшить сопротивление воды, как вообще обойтись без парусов и т. д. При работе методом проб и ошибок мысль стихийно перескакивает от одной задачи к другой. А бывает и хуже: выбрав одну задачу, человек упорно перебирает вариант за вариантом, не замечая, что взята не та задача. В АРИЗ есть надежные правила перехода от ситуации к задаче. В частности, каждая ситуация сначала должна быть переведена вмини-задачупо принципу: все остается без изменений, но исчезает тот отрицательный фактор, который указан в ситуации (или появляется требуемый положительный фактор). Если даже ситуация относится к безнадежно устаревшей технической системе, все равно сначала целесообразно рассмотреть мини-задачу. На замену технической системы неизбежно уйдут многие годы, поэтому полезно иметь пусть частичное, временное, но легко внедряемое решение. А решение мини-задачи всегда легко внедрить: это предопределено самой сутью мини-задачи (ничего нельзя менять). В условиях задачи (даже мини-задачи) обычно указывается техническая система, к которой относится задача: в поле зрения попадают лишние элементы системы, а иногда, наоборот, не хватает нужных элементов. Поэтому от задачи надо перейти к еемодели- выделить пару элементов, конфликт между которыми порождает задачу. Затем следует определить тот элемент пары, который должен быть изменен, и ту зону элемента, в которой "прячется" физическое противоречие.Все операции должны быть проделаны по определенным правилам. Очень важный шаг на этом пути - определениеИКР(идеального конечного результата), т. е. идеального решения. Любая задача в принципе имеет множество ответов. Но наилучший ответ всегда один: это такой ответ, в котором требуемый результат достигается сам собой, "без ничего", без перестройки системы, без затраты материалов, энергии, средств, словно по мановению волшебной палочки. Разумеется, реально достичь такого идеала невозможно. ИКР служит маяком, позволяющим ориентироваться на самое лучшее из решений. Реальное решение должно быть максимально близким к идеалу, а чтобы этого добиться, нужно стремиться к ИКР. Посмотрите теперь фрагмент АРИЗ-77, он дан в приложении. Многое будет вам понятно. Остальное мы поясним на учебной задаче.

СТАЛЬНЫЕ ЖЕРНОВА АНАЛИЗА

Вот эта задача: Задача 15.Шлак, образующийся в домнах, сливают в большие ковши, установленные на железнодорожных платформах, и отвозят на шлакоперерабатывающую установку. Первоначальная температура шлака - около 1 000 С, но в пути шлак охлаждается, на его поверхности образуется твердая корка. Чтобы слить жидкий шлак, приходится с помощью специального копрового устройства пробивать отверстия в этой корке. По ряду причин (ковш имеет форму конуса, в разных ковшах разный уровень шлака, толщина корки тоже разная) отверстия пробивают не у самой стенки ковша, поэтому жидкий шлак сливается неполностью. Потери шлака (из-за образования твердой корки и неполного слива) очень велики - примерно 1/3 всего количества. Приходится отвозить ковши на специальную эстакаду, где выбивают корку и застывший шлак, сливают остатки жидкого шлака. Все это связано с потерями сырья (жидкого шлака), большими затратами труда на очистку ковшей, возникновением отвалов шлака и т. д... Основные теплопотери - с поверхности расплава. Но от применения теплоизолирующих крышек пришлось отказаться: чтобы установить и снять крышку, требуются крановые устройства, это усложняет оборудование, снижает темпы работы. Как быть? Перед нами типичная "сырая" задача - ситуация, которую можно перевести в различные конкретные задачи. Скажем, так: "Нужно найти способ выплавки чугуна без образования шлака". Или: "Придумайте бесковшовый способ транспортировки шлака". Или: "Усовершенствуйте копровое устройство так, чтобы можно было пробивать шлаковую корку у самых стенок ковша..." Но мы теперь знаем, как надо действовать: переведем задачу в мини-форму. Ничего не меняется - ни оборудование доменного цеха, ни средства для перевозки шлака, - а шлак прибывает на перерабатывающую установку в жидком виде, без потерь. Будем считать это записью шага 2.1 и начнем построение модели (си фрагмент АРИЗ-77). 2.2. Конфликтующая пара: шлак - воздух. (Изделие - шлак. "Инструмент", непосредственно взаимодействующий со шлаком, - столб холодного воздуха над ковшом. Конфликт в том, что горячий шлак "хочет" нагреть воздух, а холодный воздух "хочет" охладить шлак. Модель задачи условна: в пространстве висит расплавленный шлак, а над ним находится холодный воздух. Все остальные элементы системы сразу отброшены, тем самым без перебора отброшены многие пустые варианты). 2.3. а. Воздух легко пропускает шлак (при наполнении и опорожнении ковша); б. Воздух охлаждает шлак. 2.4. Даны жидкий шлак и воздух над шлаком. Воздух свободно пропускает шлак (это хорошо) и не задерживает тепло (это плохо). 3.1. Шлак - изделие. Воздух - природный элемент. По правилу 7 выбираемвнешнюю среду. Итак, необходимо ввести третий элемент. 3.2. ИКР: внешняя среда сама устраняет охлаждение шлака, сохраняя способность свободно пропускать жидкий шлак. 3.3. Зона, которая не справляется с комплексом указанных в ИКР двух требований, - от поверхности шлака до краев ковша (или чуть выше, но так, чтобы не выйти за пределы железнодорожных габаритов), т. е. то место, которое должна была бы занимать теплоизолирующая крышка. В этой зоне - воздух. А должна находиться внешняя среда - какое-то иное вещество. 3.4. а. Для защиты шлака от охлаждения в этой зоне должно быть вещество-теплоизолятор (даже вакуумная изоляция требует наличия вещества для удержания вакуума). б. Для свободного прохождения шлака в этой зоне не должно быть вещества. 3.5. Физическое противоречие: выделенная зона внешней среды должна быть заполнена веществом, чтобы обеспечить теплоизоляцию, и не должна быть заполнена веществом, чтобы свободно пропускать шлак. 4.1. б. Искомое вещество должно само появляться при заполнении ковша шлаком и само исчезать при сливе шлака.

К ЦЕЛИ - С МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТЬЮ

Присмотритесь к логике анализа. Дана система из многихэлементов: доменной печи, ковша, платформы и т. д. На 2.2 выбраныдваконфликтующих элемента: шлак и воздух. На 2.3 сформулирована суть конфликта. Шаг 2.4 соединяет записи 2.2  и 2.3: если они правильно сделаны, соединение получается логичным. 3.1 - выделяемодинэлемент. 3.2 - составляет формулировку ИКР для этого элемента. 3.3 - выделяемчастьодного элемента. 3.4 - переходим от противоречивыхтехническихтребований к противоречивымфизическимтребованиям. Если 3.3 и 3.4 выполнены правильно, они легко соединяются в формулировку физического противоречия на шаге 3.5. На 4.1 сделан первый шаг к устранению противоречия: отмечено, что противоречивые требования допускают разделение во времени. Итак, физическое противоречие сформулировано и привязано к определенной зоне. Мы знаем также, что это противоречие должно быть устранено с помощью вещества, способного легко появляться и столь же легко исчезать. Правила вепольного анализа позволяют уточнить: вещество, вводимое для разрушения веполя, должно быть видоизменением имеющихся веществ (в этом случае преодолевается противоречие "вещество есть и вещества нет"). Остается рассмотреть три варианта. В выделенной зоне могут быть: видоизмененный воздух (единственная возможность - горячий воздух, но это нарушает требование ИКР, так как придется ставить систему подогрева); видоизмененный шлак (единственная возможность - твердые гранулы шлака, они задержат тепло, но пропустят жидкий шлак; ближе к ИКР, но все же придется специально изготавливать гранулы, засыпать их и каким-то образом удерживать при сливе жидкого шлака; интересно отметить, что этот ответ совпадает с 4,1 г); видоизмененная смесь воздуха и шлака - шлаковая пена (отличный теплоизолятор, легко изготовляется прямо в ковше, никаких помех при сливе шлака). Ответ очевиден - вспенить шлак. Для образования пены нужен газ (или пар). Вот мы и пришли к "дикой", но очень близкой к ИКР идее: для сохранения тепла в расплав следует бросить кусок льда (сухого или обыкновенного) или просто налить немного воды... Остается добавить: задача впервые решена именно по АРИЗ, решение запатентовано и внедрено. А теперь задача для тренировки.Задача 16.Для очистки жидкой стали от примесей металл перемешивают со шлаком. С этой целью через расплав пропускают ток, а тигель располагают между полюсами электромагнита. Электроды поставлены несимметрично, неоднородное электрическое поле перемешивает металл. Если взять тяжелый шлак, можно хорошо перемешать шлак со сталью, но потом трудно отделить шлак (он медленно всплывает). Если взять легкий шлак, он всплывает быстро, но такой шлак плохо перемешивается со сталью и потому плохо ее очищает. Сделайте запись решения с шага 2.2 по шаг 3.5. Это задача на анализ. Достаточно правильно сформулировать физическое противоречие. Но если хотите, поищите техническое решение. При этом все время помните об ИКР: годится только такое решение, в котором противоречие устранено "без ничего" - без затрат, переделок и т. п. Главное средство управления мышлением в процессе решения задачи по АРИЗ - это сама программа, определяющая последовательность и характер мыслительных операций. Но есть и другие средства, например так называемый оператор РВС, используемый в первой части АРИЗ. Оператор РВС - это шесть мысленных экспериментов над условиями задачи. Первый эксперимент состоит в том, что мысленно уменьшают размеры рассматриваемой системы, резко изменяя ееобраз. Это позволяет гасить психологическую инерцию, навязывающую привычное представление о системе.Упражнение 3.Объект - нефтепровод. Надо мысленно уменьшить его размеры (диаметр, толщину стенок) до минимально возможной величины (например, толщина стенок - атом). Возникает новая техническая система: нефтепровод на микроуровне. Как он устроен? Как работает? Какие новые особенности появились в результате перехода на микроуровень? Нельзя ли некоторые из этих особенностей перенести на обычный нефтепровод?

АРИЗ-77 ФРАГМЕНТ