Алгоритм изобретения - Генрих Альтшуллер

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

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

Вторая часть алгоритма внешне тоже похожа на серию логических действий. Изобретатель продолжает работать по четкой программе: задаются конкретные вопросы, требующие столь же конкретных ответов. Тем самым сохраняется приобретенная ранее организованность, направленность мышления. Но АРИЗ не программа для машины. Алгоритм рассчитан на человека, он должен учитывать 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...»[34]. Ответ и в самом деле неожиданный: скорость равна нулю.

Что же затрудняло 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 «скорость» представлений уводит мысль в сторону. Если задачу сформулировать без слова «скорость» («Как должна вести себя собака, чтобы не слышать...»), решение станет очевидным.

Объект, над которым думает изобретатель (машина, процесс, вещество), «задается» в определенных терминах. Каждый такой термин имеет традиционные, привычные границы. Между тем всякое изобретение связано с расширением этих границ. Когда мы, например, представляем себе спуск груза на парашюте, отчетливо рисуется расположенный сверху купол и подвешенный снизу груз. Но вот появляется изобретение, в котором все наоборот: груз расположен над куполом, опускающимся вершиной вниз[35]. Привычный термин расширяется: теперь мы знаем, что парашюты могут быть «нормальные» и «обратные».

Исходная терминология сковывает воображение изобретателя. Семинары по методике изобретательства показали, что успешное решение задачи во многом определяется умением «расшатать» систему исходных представлений. Вторая часть алгоритма и представляет собой программу такого расшатывания.

Судя по данным анкетного опроса, часть опытных изобретателей сознательно не желает знакомиться с патентной литературой до решения задачи. Изучение патентов, утверждают эти изобретатели, «мешает свободно думать». Нельзя безоговорочно отмахнуться от такого рода соображений: в творческом процессе определенную роль играют и чисто индивидуальные особенности изобретателя. Во всяком случае, АРИЗ предусматривает такое использование патентной литературы, которое не сковывает, а стимулирует воображение (шаг 2—1).

Работая по алгоритму, изобретатель не ограничивается ознакомлением с патентами, непосредственно относящимиея к данной задаче. Он просматривает патенты на аналогичные, но более «тяжелые» изобретения. Скажем, если задача связана с уменьшением шума в строительной технике, есть смысл просмотреть патенты, относящиеся к борьбе с шумом в авиации. Целесообразно также ознакомиться с «обратными» изобретениями (усиление звука).

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

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

Оператор РВС — серия мысленных экспериментов, помогающих преодолевать привычные представления об объекте. При использовании оператора РВС последовательно рассматривают изменение задачи в зависимости от изменения грех параметров: размеров (Р), времени (В), стоимости (С).

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

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

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

Таблица 1

Шаги Операции Изменение объекта (или процесса) Как решается измененная задача Принцип, использованный в решении 2—2а Р→0 dтр < 1 м Регулировать сечение, сдавливая стенки (они стали тонкими и гибкими). Деформация стенок. 2—2б Р→∞ dтр→1000 м Такой трубопровод подобен реке. Надо построить плотину или ждать естественного регулирования — замерзания, таяния. Плотина (это та же задвижка) будет истираться. Лучше — изменение агрегатного состояния потока. 2—2в В→0 Перекрывать надо за 0,001 сек Нужно нечто быстродействующее, например, электромагнитное поле Вместо механического рабочего органа (задвижка) — электромагнитный 2—2г В→∞ Перекрывать трубопровод надо за 100 дней. Механическая задвижка будет сильно истираться (с уменьшением сечения растет скорость потока). Надо как-то восстанавливать стертые части. Задвижка с нарастающими частями. 2—2д С→0 Стоимость перекрытия близка к нулю. Поток должен сам себя перекрывать. Саморегулирование. 2—2е С→∞ Стоимость перекрытия свыше 1 000 000 руб. Можно ввести в поток нечто дорогое, но легко поддающееся регулировке. Например, вместо воды использовать расплав металла. Регулировку вести электромагнитами. «Регулирующиеся добавки».

При мысленных экспериментах с задачей по опера-тору РВС ответы могут быть разными — это зависит от фантазии, знаний, опыта, словом, от индивидуальных качеств человека. Нельзя только заменять исходную задачу другой. Так, в последнем примере при ответе на 2—2е нельзя сказать: «Повысить качество изготовления холодильника» — хотя, конечно, разумнее предотвратить появление неплотностей, чем бороться с ними. Надо решать ту задачу, которая выбрана в первой части АРИЗ. Если выбрана задача обнаружения неплотностей — именно ее и надо исследовать.

Таблица 2

Шаги Операции Изменение объекта (или процесса) Как решается измененная задача Принцип, использованный в решении 2—2а Р→0 Длина змеевика меньше 1 мм Количество просочившейся жидкости мало. Надо сделать эту жидкость более «обнаруживаемой». Что-то добавить. Микродобавки, облегающие обнаружение. 2—2б Р→∞ Длина змеевика больше 100 км Обнаружение на расстоянии — локация, радиолокация, термолокация. Обычный осмотр (светолокация). Локация в обычных и инфракрасных лучах, радиолокация. 2—2в В→0 Обнаружить надо за 0,001 сек. Исключаются механические и химические способы. Остаются электромагнитные и оптические. Излучение электромагнитное или оптическое. 2—2г В→∞ Обнаруживать надо за 10 лет. Вытекающая жидкость будет реагировать с материалом змеевика. По изменению внешнего вида материала легко обнаружить место утечки. Материал змеевика — индикатор вытекающей жидкости. 2—2д C→0 Стоимость обнаружения близка к нулю. Просачивающаяся жидкость достаточно сильно сообщает о себе. Самообнаружение, самосигнализация. 2—2е С→∞ Стоимость обнаружения — миллион рублей. Добавлять в раствор нечто дорогое, но легко обнаруживаемое. Индикаторные добавки.

В некоторых задачах вместо «размеров» можно рассматривать другие количественные параметры. Например, в задаче: «Найти способ подачи в реактор 24 порошков по заданным графикам» — можно взять количество порошков (2—2а: один порошок, 2—2б: тысяча или десять тысяч порошков).