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.

---

Сама идея подвижного многоугольника сил известна, например, в текстильном машиностроении, там она широко использована. Но эту идею нетрудно было открыть вновь, если бы участок поисков с самого начала был ограничен только фрикционными передачами.

Итак, целесообразная тактика (искомая эвристика!) должна была состоять в том, чтобы найти «золушку» и узнать, как расколдовывают «золушек» в соседних царствах-государствах (других отраслях техники). Но мы видим, насколько далека картина реального изобретательского творчества от эвристически направленного процесса.

* * *

Сделаем небольшое отступление.

При анкетных опросах выяснилось, что некоторые изобретатели не хотят знакомиться с патентной литературой до решения задачи. Мотивировкам патентная информация подталкивает к тривиальным решениям, сковывает воображение.

Попробуем разобраться в этих утверждениях.

Если нужно улучшить имеющийся объект, т. е. сделать изобретение второго-третьего уровней, мы всегда можем найти в патентной литературе разделы, подлежащие изучению. В этом случае патентная информация обязательно должна быть использована до решения задачи.

Если же нужно изобрести нечто принципиально новое, т. е. сделать изобретение четвертого-пятого уровней, условия задачи расширяются настолько, что нельзя определенно ответить на вопрос: какую именно патентную информацию следует смотреть?

Обратимся к конкретной задаче.

Существующий способ измерения глубины на середине реки состоит в том, что человек подплывает к нужному месту, например, на лодке, а затем опускает шест или канат с грузом. Нужно предложить способ измерения глубины реки с берега. Способ должен быть простым, а устройство легким и компактным, чтобы его могли использовать геологи, туристы и другие.

Исходный объект (измерение с лодки, плота) здесь отвергнут условиями задачи. Возникает вопрос: к каким же разделам патентной литературы обратиться? Очевидно, что прототипом окажется изобретение не очень далекой области. Можно смотреть классы E 21 (глубокие скважины), F 22 (паровые котлы), G 10 (акустика), E 03 (способы и устройства для добывания, хранения и распределения воды), E 02 (гидротехнические сооружения), B 63 (водолазное дело, подъемное дело).. А может быть, взять класс F 16 (там упоминаются «поплавки»)? Или класс F 24 (снабжение горячей водой в зданиях)? Или класс H 01 (там имеются «электрические устройства, использующие особые физические эффекты»)?..

В сущности, прототип можно искать в любом классе. Такая ситуация типична для задач, решаемых на четвертом-пятом уровнях. Именно поэтому существующая система использования патентной информации не срабатывает при решении задач высших уровней.

* * *

Со времен Паппа эвристические приемы считаются универсальными. Исследуя творчество, психологи экспериментируют на головоломках и других простых задачах, считая механизм творчества одинаковым на всех уровнях. С таким же успехом можно пытаться постичь законы кораблестроения, экспериментируя с бумажными корабликами.

Эвристическое отыскивание решения в поисковом поле площадью в 100 000 попыток не может не отличаться от поиска на участке в 100 попыток. Тут нужны совершенно различные психологические механизмы.

Эвристические приемы низших уровней описаны, например, в книге Дж. Диксона «Проектирование систем: изобретательство, анализ и принятие решения» (изд-во «Мир», 1969 г.). Это простые правила типа «Помни о психологической инерции», «Используй аналогию», «Поставь себя на место рассматриваемого объекта (эмпатия)» и т. д. Такие приемы вполне годятся для решения задач первого и — в определенной мере — второго уровня. Выше этого они бесполезны, а иногда даже вредны. Об этом свидетельствуют решения учебных задач на семинарах и эксперименты с анкетным решением задач.

Никакие призывы «помнить о психологической инерции» не срабатывают, если человек не знает, как именно бороться с инерцией. Тщетными остаются рекомендации использовать аналогии, когда этих аналогий слишком много. Эмпатия только запутывает дело, если объект достаточно сложен.

Эвристике на таком уровне можно было научить всех инженеров. Но практически нет особой разницы — сделано ли изобретение после 20 попыток или эвристически с двух попыток. В полную меру сила эвристики могла бы проявиться лишь на высших уровнях творчества. Но там эвристические приемы низших уровней оказываются бессильными. А высших эвристических приемов не существует.

И это не случайно.

На протяжении всей эволюции мозг человека приспосабливается к решению задач, соответствующих по сложности примерно первому уровню. Эволюция сделала свое дело: задачи этого уровня могут решаться с полной уверенностью. Даже с избыточной уверенностью. Выработанные механизмы мышления (включая эвристические приемы) годятся и на втором уровне. Но они оказываются совершенно непригодными для работы на высших творческих уровнях.

Естественный отбор способствовал появлению и закреплению механизмов, свойственных первому уровню. Если и рождался человек с эвристическими способностями высших порядков, он не имел ни малейших преимуществ. Скорее наоборот.

Природа не выработала эвристических приемов высшего порядка хотя бы из-за длительности каждого цикла. Сделав в течение жизни одно-два изобретения четвертого уровня, человек просто не успевает накопить «высший» эвристический опыт.

Эволюция пошла испытанным путем: создана надежная система из ненадежных элементов. Нет одного изобретателя «мощностью» в 100 000 попыток[11]. Но изобретения, требующие такого числа попыток, тем не менее делаются. Поле в 100 000 попыток с избытком перекрывается тысячью участков но 300 попыток.

Поэтому эвристические приемы, которые, казалось бы, должны играть решающую роль на высших уровнях, фактически проявляются лишь в виде едва ощутимых проблесков при решении немногих изобретательских задач на низших уровнях. Два анкетных опроса, четверть века личного наблюдения за изобретателями (в том числе на учебных семинарах), анализ анкетных решений изобретательских задач, наконец, собственный опыт дают мне основание со всей категоричностью констатировать: изобретения на высших уровнях делаются без высших эвристических приемов — теми же методами, которыми делаются изобретения низших уровней.

Драма изобретательства состоит в том, что на высших уровнях приходится работать методами, соответствующими низшим уровням.

* * *

Количественно задачи разных уровней отличаются числом проб и ошибок, необходимых для отыскания решения. Но почему одна задача требует 100 проб, а другая в 1000 раз больше? В чем качественная разница между ними?

Сравнительный анализ задач позволяет ответить на этот вопрос.

На первом уровне задача и средства ее решения лежат в пределах одной профессии (одного раздела отрасли). На втором уровне в пределах одной отрасли (машиностроительная задача решается способом, уже известным в машиностроении, но в другой его области). На третьем уровне — в пределах одной науки (механическая задача решается механически). На четвертом уровне — за пределами науки «задачедательницы» (например, механическая задача решается химически). На высших подуровнях пятого уровня — вообще за пределами современной науки (поэтому сначала нужно сделать открытие, а потом, опираясь на новые научные данные, решать изобретательскую задачу).

Когда задача возникает, ее пытаются решить сначала на первом уровне, затем на втором и т. д. Изобретатель, приступающий к решению задачи четвертого уровня, с точки зрения психологов, начинает с первой попытки. На самом деле он начинает с n-й попытки, причем n — весьма большое число.

При решении задачи первого уровня человек прежде всего использует «житейское знание». Как показали опыты Л. Секея[12], именно это мешает понять задачу cразу. Но разница между «житейским знанием» и подходом, требуемым на первом уровне, очень невелика. Поэтому достаточно нескольких попыток, чтобы осмыслить задачу.

Идеальная тактика решения на первом уровне практически совпадает с реальной тактикой. На четвертом уровне такого совпадения нет.

Когда наш далекий предок встречал льва, возникала примерно такая задача: «Позади высокое дерево. Чуть дальше — скалы. И еще озеро, оно совсем рядом. Куда бежать?» Ход решения: «Хорошо бы в озеро, но, кто знает, — вдруг лев может плавать... Дерево? Не успею забраться. По опыту знаю, на такую процедуру нужно время — и чтобы кто-нибудь подсадил. Остаются скалы... Ну, нажмем!»

Задачи такого уровня сложности решались из поколения в поколение и продолжают решаться сегодня каждым из нас в повседневной жизни. Эволюция выработала механизмы мышления, соответствующие таким задачам.