Генрих Альтшуллер - Алгоритм изобретения

• Название: Алгоритм изобретения
• Автор: Генрих Альтшуллер
• Издательство: Московский рабочий
• Жанр: Техническая литература
• Год: 1973

Книга Г. С. Альтшуллера посвящена новой области знания — методике изобретательства. Первое ее издание, вышедшее в 1969 г., быстро разошлось. Судя по многочисленным отзывам, книга принесла несомненную пользу широкому кругу изобретателей и рационализаторов, разработчиков новой техники, сотрудников НИИ и проектно-конструкторских организаций, активу ВОИР. Алгоритмы решения изобретательских задач — АРИЗ, предлагаемые автором, доступны пониманию всех, кто интересуется техническим творчеством и обладает знаниями в пределах программы школы-десятилетки.

---

Что же побуждает знающего и вообще нисколько не консервативного человека не верить в новое?

Вот характерный пример. Несколько лет назад один из крупных специалистов по автомобилестроению писал: «Допустим, нужно определить диаметр колеса будущего автомобиля. Уже известно, что из года в год наблюдается сокращение диаметра: взяв колеса разных автомобилей за 50 лет, можно увидеть, что уменьшение их становится все менее заметным: приближается момент, когда оно и вовсе остановится. Однако был короткий период, в течение которого диаметр колеса резко сократился; если ограничиться изучением только этого периода, можно прийти к неправильному выводу: диаметр колеса через 20 лет дойдет до нуля!»[50]

Внимательно проследите за ходом этого рассуждения. Исходная мысль абсолютно правильная: диаметр автомобильных колес из года в год уменьшается, и, зная эту тенденцию, можно заглянуть в будущее. Далее идет логический вывод: наступит момент, когда машина вообще лишится колес. Тут-то и появляется «невозможно». Во-первых, как так — автомобиль без колес, ведь «это до сих пор не существует!» Во-вторых, уменьшение диаметра колес становится все менее заметным. Значит, «невозможно»...

Попробуем, однако, разобраться в этих доводах.

Действительно, бесколесных автомобилей раньше не было. И мы к этому настолько привыкли, что трудно представить себе автомобиль, висящий над дорогой «без ничего». Но это еще не основание для категорического «невозможно». Просто мы не знаем, как это осуществить, хотя вообще очень заманчиво избавиться от колёс. Ведь они играют чисто служебную роль. Следовательно, стремление к уменьшению диаметра колес — тенденция отнюдь не случайная, и нельзя ожидать, что она сойдет на нет. Правда, колеса ниже какого-то предела практически не могут уменьшаться. Сам принцип, заложенный в конструкции колесного автомобиля, вступает в противоречие с тенденциями автомобилестроения.

История техники знает множество случаев, когда та или иная конструкция «не хотела» продолжать развиваться. Исход всегда был один — от такой конструкции отказывались. И если колеса автомобиля тоже пришли в противоречие прогрессивной технической тенденции, значит, пора подумать о бесколесном автомобиле.

Вывод этот полностью подтверждается практикой. Диаметр колеса, как это ни казалось невероятным, дошел до нуля: появились автомобили на воздушной подушке.

В развитии техники сочетаются два пути — эволюционный (в пределах одного уровня) и революционный (переход с одного уровня на другой). Схематически это развитие можно представить в виде ломаной линии с большим числом поворотов. Узкий специалист хорошо видит направление одного отрезка. Думая о будущем, он склонен видеть это будущее развитием настоящего, он как бы мысленно продолжает конечный отрезок линии. Понимая ограниченность существующих технических средств, специалист отчетливо видит нерешимые задачи, стену, в которую упирается мысленное продолжение данного отрезка. Но диалектика развития техники такова, что «нерешимые» задачи решаются «в обход» — принципиально новыми техническими средствами. И вот этого некоторые специалисты не понимают: трудности, неодолимые известными ныне технике средствами, они считают неодолимыми вообще.

«Невозможно» потому и возникает, что, не зная, как это произойдет, заранее говорят, что этого вообще не может быть. А надо сказать: будет, хотя пока неизвестно, как именно.

Изобретатель должен как бы перешагнуть через слово «невозможно», забыть на время о нем. Уже одного этого порой достаточно, чтобы почти автоматически прийти к новой технической идее. Конечно, может случиться так, что путь к решению окажется долгим и трудным. Но ведь и самый длинный путь начинается с первого шага.

* * *

Теоретически все очень просто: нужно не бояться слова «невозможно». Практически смелость вырабатывается постепенно, в процессе решения задач, кажущихся нерешимыми.

Вспомним, например, задачу о намотке проволоки на ферритовое колечко. Задача эта решалась на семинаре в Институте математики СО АН СССР. Анализ привел к выводу, что в задаче содержится противоречие типа «производительность — точность». В самом деле, намотку приходится вести вручную, и если мы захотим ускорить темпы, то неизбежно проиграем в качестве, то есть в точности намотки — витки лягут как попало. По таблице[51] противоречию типа «производительность — точность» соответствуют приемы 1, 10, 13, 31. Прием 1 — «Дробление» — исключается по условиям задачи. Разрезать колечко нельзя. Прием 10 — «Предварительное исполнение» — тоже исключается: нельзя произвести намотку до изготовления (или в процессе изготовления) ферритового колечка. Принцип 13 — «Наоборот». Не наматывать проволоку, а разматывать? Не годится. Принцип 31 — «Использование магнитов и электромагнитов». Не подходит.

Затем последовал такой диалог между руководителем семинара (Р) и участником (У), решавшим задачу:

У: Может быть, я не так определил противоречие?

Р: Хорошо, попробуйте по-другому.

У: Можно сказать так: чем меньше диаметр колечка, тем ниже производительность. Противоречие типа «длина — производительность». Таблица дает приемы 13, 28. Или «длина — скорость». Приемы 13, 14, 34.

Р: Так что же?

У (нерешительно): Судя по таблице, надо использовать прием 13. То есть принцип «Наоборот». Но это невозможно.

Р: Почему?

У: Нам надо наматывать проволоку, а «Наоборот» означало бы в данном случае разматывать. Чтобы разматывать, нужны лишние витки, а откуда они возьмутся?

Р: Вот вы и подумайте, как получить лишние витки.

У: Без намотки? Но это невозможно.

Р: Пожалуйста, все-таки подумайте. А вдруг это предрассветный эффект? Вам надо, чтобы на ферритовом сердечнике были лишние витки. Как это сделать?

У: Если намотка исключается... Нет, не знаю.

Р: Подумайте[52]. Представьте себе тороид с лишними витками.

У: Ну, это легко.

Р: И как он выглядит?

У: Ферритовое колечко, обмотанное проволокой. Я хочу сказать, с избытком обмотанное проволокой.

Р: Что значит — с избытком? Попытайтесь это представить зрительно.

У: С избытком — значит много витков. Прямо виток к витку. Без промежутков. Или даже так: все колечко покрыто тонким слоем металла. Получается как бы бесконечно большое число витков.

Р: Видите, как хорошо: оказывается, бесконечно большое число витков можно намотать без всякой намотки... Теперь остается только убрать лишние витки.

У: Спиральная нарезка...

Р (не без ехидства): А разве это возможно?

У: Конечно. Собственно, могут быть самые различные, не только механические способы. Ведь мы теперь снимаем металл, делаем «пустые» витки по тонкому слою металла. Это намного проще, чем наматывать проволоку, Можно покрыть колечко еще при изготовлении тонким слоем фоточувствительной пленки, а затем спроецировать (сверху и снизу) оптическое изображение витков.

Р: Значит, годятся и прием 10 («Предварительное исполнение»), и прием 28 («Замена механической схемы оптической»).

У: Пожалуй. Но «Наоборот» подходит точнее. Прямо типичный случай, когда надо сделать обратное...

Вы начали решать задачу. Первый шаг еще не сделан, и вам кажется, что все впереди. Вы считаете, что можете пойти по любому направлению. Но это заблуждение! Даже в том случае, если вы «очистили» условия задачи от явной тенденциозности, инерция заставит вас двигаться в направлении, предопределенном не явной (но существующей) тенденциозностью задачи.

Задача ставится в известных уже терминах. И эти термины отнюдь не остаются нейтральными, они стремятся сохранить присущее им содержание. Изобретение же состоит в том, чтобы придать старым терминам или их совокупности новое содержание.

Инерцией, присущей технической терминологии, прежде всего и объясняется инерция мышления. Изобретатель «думает словами», и эти слова — неощутимо для изобретателя! — подталкивают его в определенном направлении. Чаще всего в направлении уже известных технических идей, для которых и была создана терминология. Не случайно Ф. Энгельс говорил: «В науке каждая новая точка зрения влечет за собой революцию в ее технических терминах»[53]

Вспомним хотя бы задачу о намотке. С самого начала формулировка задачи навязывала изобретателю определенное направление поисков. Нужно наматывать проволоку, говорилось в условиях задачи. Но почему наматывать? Только в силу инерции терминологии: ранее известные способы основывались именно на намотке, и вот новая задача была сформулирована в старых терминах. Между тем не нужна намотка сама по себе, надо иметь колечко со спиралью. Зачем же заранее усложнять задачу, вводя дополнительное требование — получить колечко со спиралью обязательно путем намотки?..