Алгоритм изобретения - Генрих Альтшуллер

В 1968 году Центральный совет ВОИР создал Секцию методики технического творчества, а год спустя — Общественную лабораторию методики изобретательства. Лаборатория, объединившая усилия энтузиастов, подготовила и опубликовала учебные пособия — программы, сборники задач, тексты лекций. Была наложена подготовка преподавателей, и теперь теория и практика решения изобретательских, задач преподается в общественных институтах изобретательского творчества, в молодежных, изобретательских школах, в университетах технического творчества.

С 1971 года в Баку при республиканском совете ВОИР и ЦК ЛКСМ Азербайджана работает учебный и исследовательский Общественный институт изобретательского творчества. Институт готовит изобретателей, способных решать сложные творческие задачи в различных отраслях техники. Основной учебный предмет в институте — алгоритмическая методика решения изобретательских задач. Умение пользоваться эвристическим алгоритмом вырабатывается в процессе практических занятий — сначала на учебных задачах, а затем на новых, взятых из производственной практики.

Умением, а не числом

Развитие техники, как и всякое развитие, происходит по законам диалектики. Поэтому теория изобретательства основывается на приложении диалектической логики к творческому решению технических задач. Но для создания работоспособной методики одной логики недостаточно. Необходимо учитывать особенности «инструмента», с помощью которого работает изобретатель, а это «инструмент» весьма своеобразный — мозг человека. При правильной организации творческой работы максимально используются сильные стороны человеческого мышления, такие, как интуиция, способность воображения, но учитываются — во избежание ошибок — и слабые стороны мышления, например его инерция.

Наконец, теория изобретательства многое черпает из опыта, из практики. У квалифицированных изобретателей постепенно вырабатываются свои приемы решения технических задач. Как правило, количество этих приемов ограничено и относятся они к какой-либо одной стадии творческого процесса. Методика изобретательства обобщает критически отобранные наиболее ценные приемы.

Разумеется, для того чтобы сделать очень крупное или великое изобретение (т. е. изобретение, относящееся по нашей классификации к верхним подуровням пятого уровня), необходимы и соответствующие исторические обстоятельства, и благоприятные для творческой работы условия, и выдающиеся человеческие качества: настойчивость, огромная работоспособность, смелость, эрудиция и т. д. Методика изобретательства отнюдь не является «самоучителем» или рецептом для штамповки изобретений. Ее цель — научная организация творческого труда. А насколько нужна научная организация творчества, читатель, вероятно, уже понял по примерам, приведенным в первой главе. Но приведу еще одну из историй, о каких часто рассказывает журнал «Изобретатель и рационализатор».

«Бился я над изобретением, — придумывал, как автоматизировать спуск на воду спасательных средств. Ничего у меня не получалось.

И вот еду в трамвае, читать нечего, думаю о своих спасательных средствах. Вошла женщина, молодая, симпатичная. «Садитесь, — говорю, — пожалуйста», — и хочу место ей уступить. А она поблагодарила, но отказалась: скоро, мол, выходить.

Сижу я и гляжу ей вслед. Действительно, выходит. Вышла, я ее глазами проводил. И вдруг заметил, как закрываются трамвайные двери. Сколько раз глядел, а тут впервые обратил внимание: цилиндр со штоками! Они очень подходят для моего изобретения.

Позже я получил авторское свидетельство».

Рассказано это для того, чтобы произнести традиционную мораль: всякое, мол, бывает. Но обратите внимание — как плохо организован поиск решения. Спасательные средства (шлюпки, например), судя по задаче, должны были как-то выдвигаться в сторону от борта корабля, а затем опускаться на воду. Цилиндр со штоками — решение, в общем, тривиальное, в пределах первого уровня. И все-таки потребовалось нагромождение случайностей (трамвай, незнакомка, взгляд на дверь), чтобы прийти к этому простому решению.

Однажды, просматривая патентные описания, я наткнулся на изобретение под названием «Водолазная галоша»[17]. Я уже знал, что запаздывание изобретений — почти железный закон. Но тут был случай, изумительный по своей наглядности.

«Известные водолазные галоши, — писали изобретатели, — как правило, изготавливаются одного размера. Поэтому они для одних водолазов велики, а для других малы. Предлагаемая водолазная галоша устраняет эти недостатки за счет того, что она имеет передвижной штампованный носок с продольным пазом. Сквозь паз проходит винт-ограничитель, фиксирующий носок в соответствии с размером ступни водолаза относительно задника».

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

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

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

Почему?

Считалось, что линза дает искаженное изображение. Две последовательно расположенные линзы должны были (так подсказывал «здравый смысл») дать двойное искажение... Этот «психологический барьер» на три столетия задержал появление телескопа. Между тем едва ли можно назвать изобретение, которое оказало бы большее, чем телескоп, революционизирующее влияние на мировоззрение человека. Телескоп открыл человеку далекие звездные миры, отодвинул в бесконечность границы вселенной, подорвал основу основ религии — представление об ограниченности нашего мира. Применение телескопа дало огромный толчок развитию науки. Трудно даже представить, насколько ушла бы вперед современная цивилизация, появись телескоп вовремя...

В одной из статей А. Эйнштейна есть такие строки: «История научных и технических открытий не так уж блещет независимостью мысли и творческим воображением. Человек непременно нуждается в каком-то внешнем стимуле, чтобы идея, давно уже выношенная и нужная, претворилась в действительность. Человек должен столкнуться с явлением, что называется, в лоб, и только тогда рождается идея». К сожалению, практика современного изобретательства убедительно подкрепляет эту горькую истину.

«Устройство для очистки всасывающего патрубка насоса от морских водорослей, отличающееся тем, что оно выполнено в виде смонтированных подвижно на патрубке хомутов с ножами, причем очистка патрубка производится при вертикальном движении поплавка на волнах».

Рассмотрим, например, авторское свидетельство № 162593 на автономный подводный светильник. Водолазу, чтобы избежать непроизвольного всплытия, навешивают тяжелый свинцовый груз: пусть вместо него подвешивается аккумуляторная батарея для светильника. Простая и остроумная идея. Конструируя подводные светильники, боролись за каждый грамм — ведь это дополнительный и потому ненужный вес. Но никто не обращал внимания, что в самом водолазном снаряжении есть пассивный груз.

Использование пассивного груза — этот принцип давно известен в авиастроении. Еще в 40-х годах на самолетах С. В. Ильюшина броня «по совместительству» выполняла функции конструктивных элементов — шпангоутов, лонжеронов и т. п.

Подавляющее большинство изобретений основано на принципах, которые в том или ином виде уже применялись при решении задач в других отраслях техники.

Сравните два изобретения:

«Устройство для очистки поверхностей свай, находящихся в воде, отличающееся тем, что оно выполнено в виде одеваемого на сваю кольцевого поплавка, снабженного подпружиненными рифлеными валиками, очищающими поверхность сваи в процессе вертикального перемещения поплавка при волнении».

«Устройство для очистки всасывающего патрубка насоса от морских водорослей, отличающееся тем, что оно выполнено в виде смонтированных подвижно на патрубке хомутов с ножами, причем очистка патрубка производится при вертикальном движении поплавка на волнах».