Алгоритм изобретения - Генрих Альтшуллер

Одна из немногих попыток в этом направлении была предпринята профессором Стенфордского университета Джоном Арнольдом[58]. По методу Арнольда предлагается решать изобретательские задачи в условиях воображаемой планеты Арктур IV. Эта придуманная планета отличается довольно своеобразными условиями: температура на ее поверхности в среднем на 100° ниже, чем на Земле; атмосфера состоит из метана, моря — из аммиака; сила тяжести в 10 раз больше земной; разумные существа похожи на птиц... Нужно преодолеть немало психологических барьеров, чтобы придумать, например, автомобиль или дом для условий Арктура IV. Регулярно решая подобные задачи, слушатели профессора Арнольда постепенно развивают умение преодолевать психологические барьеры.

К сожалению, метод Арнольда очень узок. В сущности, это одно упражнение в разных вариантах.

Для эффективного развития творческой фантазии нужна система упражнений и, главное, нужно обучение приемам фантазирования. Мало сказать: «Придумай то-то» — надо объяснить, какими приемами следует при этом пользоваться. (Приемы играют ту же роль, что и краски в живописи; не может быть и речи о том, что они мешают свободно фантазировать.). В этом направлении эксперименты ведутся Общественной лабораторией методики изобретательства при ЦС ВОИР. Разработан и проверяется на практике курс развития творческого воображения. Слушатели изучают приемы генерирования фантастических идей, приемы преодоления психологической инерции и используют эти приемы в специальных упражнениях или при решении изобретательских задач.

При разработке курса развития творческого воображения все упражнения сначала испытывались на писателях-фантастах. Это дало эталоны для сравнения, позволило построить своего рода «шкалу фантазии». Как правило, уровень развития фантазии до начала тренировок весьма невысок. Искра фантазии высекается с трудом — и тут же гаснет.

Это далеко не случайно. На протяжении всей эволюции человеческий мозг приспосабливался оперировать привычными представлениями. Нужны сотни и тысячи попыток, чтобы мысль, скованная привычными представлениями, преодолела психологические барьеры.

Вероятно, человеку ничего не знающему о гимнастике и впервые увидевшему гимнастические занятия, трудно понять, что это происходит: собрались взрослые люди, зачем-то без дела размахивают руками, подпрыгивают на месте, а потом расходятся, ничего не сделав и ничего не добыв... Столь же странными могут показаться стороннему наблюдателю и занятия по тренировке фантазии. А между тем это серьезная и очень напряженная работа. От занятия к занятию осваиваются приемы фантазирования: сначала простые (увеличить, уменьшить, сделать «наоборот» и т. д.), затем более сложные (сделать свойства объекта меняющимися во времени, изменить связь между объектом и средой), мысль приучается преодолевать психологические барьеры.

Предложите придумать фантастическое растение — и 10 человек из 10 обязательно начнут видоизменять цветок или дерево, то есть целый организм. А ведь можно опуститься на микроуровень: менять клетку растения, и тогда даже небольшие изменения на клеточном уровне дадут удивительные растения, которых нет и в самых фантастических романах. Можно подняться на макроуровень — и менять свойства леса: опять-таки здесь окажутся интересные и неожиданные находки.

Каждый объект (животное, растение, корабль, токарный станок и т. д.) имеет ряд главных характеристик: химический состав, физическое строение, микроструктуру («клетку») и макроструктуру («сообщество»), способ энергопитания, направление развития и т. д. Все характеристики могут быть изменены, и приемов изменения тоже десятки. Поэтому в курс развития воображения входит обучение фантограммам, тренировка в их составлении и использовании. Фантограмма — это таблица, на одной оси которой записаны меняющиеся характеристики объекта, а на другой — главные приемы изменения.

Богатство фантазии в значительной мере определяется обилием накопленных комбинаций, которые, в сущности, и составляют фантограмму. Но до тренировки мозг хранит лишь разрозненные осколки таких комбинаций. И только у писателей-фантастов в результате профессиональной тренировки эти осколки складываются в подобие целой фантограммы.

Изучение техники фантазирования нисколько не похоже на зазубривание шаблонных приемов. Одно и то же упражнение может быть выполнено по-разному в зависимости от личности человека. Здесь, как в музыке, технические приемы помогают раскрытию индивидуальных качеств, и интересно выполненные упражнения порой доставляют подлинно эстетическое удовольствие, как хорошо сыгранное музыкальное произведение.

Через барьеры

Вернемся теперь к учебным задачам, разберемся в их решениях.

Нам нужно, чтобы в водоеме было больше кислорода. В пределе — столько, сколько может раствориться до полного насыщения. Следовательно, мы хотим увеличить количество вещества (кислорода). В таблице это двадцать шестая строка.

Предположим, для насыщения воды кислородом используется обычный способ: на берегу установлен мощный компрессор, по дну водоема проложены трубопроводы и в воду подается много кислорода (или воздуха). Содержание кислорода в воде, конечно, увеличится, но мы проиграем из-за сложности оборудования. В таблице это 36-я колонка (по вертикали). Рекомендуемые приемы: 3, 13, 27, 10. Если использовать химикаты, то они будут не только источником кислорода, но и причиной загрязнения водоема. Колонка 31 — «Вредные факторы, генерируемые самим объектом». Приемы: 3, 35, 40, 39.

Можно подойти к задаче иначе. Скажем, мы хотим уменьшить потери вещества (23-я строка) — и проигрываем в степени насыщения, т. е. в количестве вещества (26-я колонка). Приемы: 6, 3, 10, 24. Или так: снижая потери вещества обычными путями (т. е. замедляя подачу сжатого воздуха), мы проигрываем в производительности (39-я колонка). Приемы: 28, 35, 10, 23.

Таким образом, таблица настойчиво рекомендует принцип местного качества (3) и принцип предварительного исполнения (10). Отсюда не трудно прийти к решению: возьмем заранее часть воды и создадим для нее условия, благоприятствующие растворению кислорода. Это совпадает с контрольным ответом (авторское свидетельство № 168073): кислород распыляют под давлением в небольшом объеме воды, а потом насыщенную кислородом воду вводят в придонные слои озера. Раньше кислород «выскакивал», не успевая раствориться, теперь у него для этого достаточно времени.

Требуется увеличить скорость обработки, а расплачиваемся мы за это недопустимым увеличением температуры. Приемы: 28, 30, 36, 2. Прием 36 прямо относится к рассматриваемой ситуации: фазовые переходы могут сопровождаться значительным поглощением тепла. Полировальник должен плавиться или испаряться в том месте, где выделяется тепло.

Можно рассуждать и так: надо уменьшить вредный фактор, генерируемый объектом, а сделать это можно поступившись скоростью или производительностью. Приемы соответственно: 35, 28, 3, 23 и 22, 35, 18, 39. Используя идею изменения агрегатного состояния (прием 35), тоже легко прийти к правильному решению.

Контрольный ответ (авторское свидетельство № 192658): полировальник выполнен из льда, в котором находятся частицы абразива. При полировании лед постепенно плавится, поглощая выделяющееся тепло.

2—3. Дана система: коробка — образец (проволока, стержень) — груз — агрессивная среда. Трудно определить момент разрыва образца (или падения груза).

2—4. а) Коробка, груз.

б) Образец и агрессивная среда.

(Образец и среда заданы условиями испытания — их нельзя менять; груз мы можем менять, сохраняя, однако, требуемую нагрузку на образец; коробку можно менять как угодно, лишь бы она оставалась герметичной.)

2—5. Коробка.

(Она снаружи — ее легче менять, чем груз. К тому же коробка неподвижна — см. примечание «а» к шагу 2—5 АРИЗ.)

3—1. Коробка без сквозных отверстий в стенках сама сообщает о моменте разрыва образца (или падения груза).

Рис. 37. Решение правильно, совпадает с ИКР; коробка сама сообщает о падении груза.

3—2. Сделать рисунок установки.

3—3. Не могут выполнить требуемого действия стенки коробки, (Можно сформулировать ответ на 3—3 еще точнее, указав на наружную поверхность стенок.)

3—4. При разрыве образца или падении груза стенки коробки (или их наружная поверхность) должны каким-то образом сами изменяться (ощутимо, сильно).

Можно более точно ответить на вопросы шага 3—4:

а) Стенка (дно) коробки должна быть подвижной — чтобы передавать наружу движение груза.