Генрих Альтов - Творчество как точная наука. Теория решения изобретательских задач

• Название: Творчество как точная наука. Теория решения изобретательских задач
• Автор: Генрих Альтов
• Издательство: Советское радио
• Жанр: Техническая литература
• Год: 1979

Творчество изобретателей издавна связано с представлениями об «озарении», случайных находках и прирожденных способностях. Однако современная научно-техническая революция вовлекла в техническое творчество миллионы людей и остро поставила проблему повышения эффективности творческого мышления. Появилась теория решения изобретательских задач, которой и посвящена эта книга.

Автор, знакомый многим читателям по книгам «Основы изобретательства», «Алгоритм изобретения» и другим, рассказывает о новой технологии творчества, ее возникновении, современном состоянии и перспективах. В книге разобраны 70 задач, приведена программа решения изобретательских задач АРИЗ-77 и необходимые для ее использования материалы.

Книга рассчитана на широкий круг читателей, в первую очередь на инженеров, разработчиков новой техники, изобретателей, студентов технических вузов. На изобретательских примерах рассмотрены и вопросы управления творческим процессом вообще, поэтому книга адресована и читателям, не связанным с техническим творчеством. Особый интерес книга представляет для научных работников и исследователей в области кибернетики, искусственного интеллекта, психологии мышления.

---

Меня интересовала психология специалистов, делающих такие изобретения. Один из них в ответ на мои расспросы сказал: «Видите ли, я работаю в институте, у института есть план, у отдела тоже план, и у моей группы план. Никто не запишет в план: к такому-то числу надо изобрести принципиально новый способ получения цемента. В план записывают: к такому-то числу разработать такое-то усовершенствование такого-то узла...» Я ответил: «План выполнять надо. Но кто мешает помимо плана искать что-то принципиально новое?!" Например, никто не заставлял А. Г. Преснякова изобретать судно с МГД-двигателем...» Мой собеседник пожал плечами: «Вы говорите о тех, кто рискнул - и выиграл. Но ведь не все, замахивающиеся на большое, добиваются успеха. Да и сколько лет надо ждать этого успеха...»

В этой книге я решил не приводить примеров из своей изобретательской практики: теория изобретательства должна строиться на объективных данных, а не на отдельных эпизодах. Но один пример я все же приведу.

В 1949 г. был объявлен всесоюзный конкурс на холодильный костюм для горноспасателей. Условия: костюм должен защищать человека в течение двух часов при внешней температуре 100°С и относительной влажности 100 %, причем вес костюма не должен превышать 8 - 10 кг. Задача считалась принципиально нерешимой. Даже при использовании самых сильных хладагентов вес костюма получался больше 20 кг. На человека допустимо «навьючивать» груз в 28-30 кг, но горноспасатель уже несет дыхательный прибор (12 кг) и инструменты (7 кг).

Можно было принять задачу так, как ее поставили организаторы конкурса: в конце концов, если сделать костюм с небольшим запасом льда и отражающей поверхностью, нетрудно уложиться в 8 кг. Конечно, защищать такой костюм будет минут 15 - 20,не больше. Но все-таки это лучше, чем ничего... Был и другой путь: изменим задачу, создадим не холодильный костюм, а другую техническую систему, пойдем в обход. Этот путь мы (я работал совместно с Р. Б. Шапиро) и выбрали.

Задачу мы решили так: выбросили дыхательный прибор, выиграли 12 кг, приплюсовали их к 10 кг, отпущенным на холодильный костюм, рассчитали газотеплозащитный скафандр, работающий на едином холодильном веществе: жидкий кислород испаряется и нагревается, поглощая тепло, а потом идет на дыхание. Получили огромный запас холодильной мощности (можно, час работать в печи при 500°) и удобную схему дыхания.

Результат: три варианта скафандра - три премии на конкурсе; через 20 лет на обложке журнала «Советский Союз» был помещен красочный снимок: сверкающий отблесками пламени экспериментальный образец газотеплозащитного скафандра. Это уже была Вещь, и я рассматривал этот снимок, нисколько не жалея о том, что 20 лет назад можно было пойти по более простому пути...

Путь в обход

Дыхательные приборы существуют 100 лет. Вряд ли даже очень талантливый конструктор смог бы уменьшить их вес (без снижения других качеств) хотя бы на 0,5 - 1 кг. Но мы перешли к другой технической системе, в которой дыхательный прибор стал только подсистемой, и выиграли 12 кг; дыхание теперь обеспечивалось попутно с новой главной функцией - защитой от тепла. Надо было преодолеть психологический барьер...

Подобные барьеры возникают, когда техническая система переходит точку . Неизбежность замены системы становится очевидной, но предел развития данной системы воспринимается как предел развития вообще. Гипнотизирует кажущаяся невозможность отказаться от привычной технической системы.

Например, в З0-е годы в развитых странах быстро росло количество кинотеатров на душу населения. Но казалось совершенно очевидным, что спад начнется задолго до того, как на каждого человека придется один кинозал. На самом деле этого не произошло: появились телевизоры («кинозалы на одного человека»).

Следует обратить внимание на чрезвычайно важную особенность: телевизор - не только кино, но и показ событий, трибуна для выступлений, «газета в картинках» и т. д. Телевидение стало следующей после кино «ступенькой», вобрав его в себя в качестве подсистемы. Простое же домашнее кино (с кинопроектором) подлинно массового распространения не получило и не дошло до точки .

Система Б приходит на смену системе А, включая ее в качестве одной из подсистем, -этотприем используется системойБ, чтобы преодолеть давящее действие системыАи блокирующее влияние инерции интересов.

Остроумный способ преодоления противоречия: системаАсохраняется и не сохраняется...

На смену автомобилю, возможно, придет не электромобиль, а система, которая будет включать автомобиль (или эквивалентное ему транспортное средство) в качестве одной из подсистем.

Любопытно, что в прогнозировании этот закон в сущности еще не осознан. Рассматривая, например, кривую роста выпуска бытовых холодильников, прогнозисты рассуждают о том, что «должно наступить насыщение» и что «не может быть 10 холодильников на одного человека». На самом деле холодильники будут и не будут - они войдут в качестве подсистемы в более универсальную техническую систему (агрегат, являющийся кондиционером воздуха, холодильником, плитой и т. д.): в пересчете на условные услуги это и составит 10 холодильников на одного человека...

Закон «Техническая система поднимается на качественно новый уровень, становясь подсистемой более общей системы», чрезвычайно важен для понимания механики развития технических систем. Чтобы правильно применять этот закон при прогнозировании развития технических систем, нужно твердо помнить, что развитие неодолимо: техническая система будет развиваться, несмотря на все «невозможно», но в другом (подчас неузнаваемом) облике (став подсистемой другой системы).

Здесь часто приходится встречаться с сильными психологическими барьерами.

На одном из семинаров по теории решения изобретательских задач слушателям было дано домашнее задание: спрогнозировать (разумеется, в самых общих чертах) дальнейшее развитие танкерного флота, кривая развития которого (рост суммарного тоннажа) ныне находится где-то между точками и . Предварительно было рассказано (хотя специально без подчеркивания) о законе «идти вверх, становясь подсистемой». Однако в домашних работах никто не использовал этот закон. Гипнотизирующее действие «очевидности» оказалось слишком сильным: все работы исходили из того, что нынешние высокие темпы роста общего тоннажа танкерного флота не могут сохраниться долгое время. Сохранение этих темпов привело бы к тому, что через 20-30 лет танкеров было бы больше, чем всех кораблей (включая танкеры) вместе взятых. А это невозможно: часть не может быть больше целого...

Исходя из этой «очевидности» и велось прогнозирование. Выдвигались идеи типа «танкеров будет мало, но они будут быстроходными», «снизится потребность в нефти», «вместо танкеров будут нефтепроводы» и т. д.

Главное преимущество танкера - дешевизна перевозок. Поэтому танкеру не нужна быстроходность, за которую приходится расплачиваться повышением стоимости перевозок. Нельзя ожидать в ближайшие десятилетия и спада спроса на нефть. Уже давно нефть не только топливо, но и сырье для химической промышленности. Нет никаких оснований считать, что трансокеанские нефтепроводы (если бы их удалось построить) оказались бы надежнее и безопаснее танкеров: опыт пока свидетельствует об обратном. В 1974 г., например, прорвался подводный нефтепровод фирмы «Шелл». За сутки поверхность реки была покрыта нефтью на расстоянии около 140 км. В 90 км от места аварии было замечено множество погибших от нефти водоплавающих птиц.

«Танкеров должно быть много и танкеров должно быть мало», - мы имеем дело с противоречием, и нельзя рассматривать только одну его половину («танкеров должно быть мало, поэтому их вытеснят нефтепроводы»). Правильное решение всегда удовлетворяет обеим частям противоречия.

«Много» в пределе означает «весь флот», а «мало» - «ни одного корабля». Весь флот и ни одного корабля..., т. е. весь флот при необходимости должен уметь превращаться в танкерный (нефтевозный) и снова становиться нетанкерным. Это снимает противоречие. И это соответствует закону «развиваться, становясь подсистемой».

Технически есть несколько путей создания «многоцелевого» флота. Один из путей - постройка составных судов, в которых маленькая двигательная секция («локомотив») присоединяется к большой грузовой части («состав»). Грузовых частей может быть больше, чем двигательных секций (вагонов больше, чем локомотивов): осуществится казавшаяся невероятной ситуация «танкеров больше, чем всего флота».

Возможен и другой путь: постройка кораблей, способных перевозить любые грузы в стандартных емкостях. Вот одно из многих сообщений: «Норвежским инженером В. Фонеландом подана заявка на патентование новой схемы судна для перевозки наливных грузов, которые помещаются в цилиндрических емкостях большой вместимости (5000 кубометров). Спроектированное по этой схеме судно напоминает по архитектурному типу танкер и имеет в корме большие водонепроницаемые ворота для загрузки емкостей» («Морской флот», 1974, .№ 12, с. 52). В емкостях может быть любая жидкость или любой сыпучий груз: танкера (нефтевоза) нет и он есть...