Книгиcегодня книг - 37

Главы из книги Иванова «Формулы творчества, или как научиться изобретать»

Дата публикации: 15.03.2010
Содержание

 

Глава 1 из книги Геннадия Иванова

Глава из книги Геннадия Иванова «Формулы творчества, или как научиться изобретать. Книга для учащихся старших классов», Москва, «Просвещение», 1994 г.

Человек, по-видимому, создан, чтобы мыслить: в этом все его достоинство, вся его заслуга; вся его обязанность в том, чтобы мыслить как должно…

Блез Паскаль

 

Более двухсот миллионов лет движется Солнце, совершая один оборот вокруг центра Галактики. Это так называемый галактический год. Всего «год» назад была мезозойская эра, эпоха ящеров. История человечества не насчитывает и двух «суток». Обычная человеческая жизнь в этом измерении — всего несколько «секунд». Что можно сделать за эти секунды, пусть даже галактические?

Оглянемся всего на несколько десятилетий назад, и мы с удивлением обнаружим, что у наших прадедов не было ни самолетов, ни вертолетов, ни спутников, ни гидростанций. Отсутствовали радио, телевизор, телефон, магнитофон, нейлон, капрон и многие тысячи других вещей, которые окружают нас сегодня и без которых мы уже не мыслим нашу жизнь. Более того, согласно теории биогеологического единства живого и неживого в природе, выдвинутой акад. В. И. Вернадским, окружающая нас биосфера под влиянием социальной и научной деятельности человека переходит в качественно новое состояние — ноосферу. В. И. Вернадский подчеркивает: «Человек впервые реально понял, что он житель планеты и может — должен мыслить и действовать в новом аспекте, не только в аспекте отдельной личности, семьи, рода, государства, или их союзов, но и в планетном аспекте».

Познавая законы природы и разумно их используя, человек сам становится крупнейшей природоформирующей силой сопоставимой по масштабам с геологическими процессами. Он вносит новые формы обмена вещества и энергии в природе, осваивая космос, оказывается причастным и к явлениям, происходящим в нем.

Может быть, что вся-то цель на земле, к которой человечество стремится, только и заключается в одной беспрерывности процесса достижения, иначе сказать, в самой жизни...» — так писал более 100 лет назад Ф. Достоевский. Да, наша жизнь — это беспрерывный поиск.

Человек, кажется, только тем и занят, что постоянно что-то изменяет, переделывает, совершенствует. Зачем это ему надо? Какая сила заставляет его отказываться от старого, привычного и проверенного. Разве нельзя, отладив что-то один раз, успокоиться на этом и жить без суеты, размеренно отсчитывая положенное нам время? К сожалению, нет. Природа не допускает подобного образа жизни. Почему?

Психологи поставили любопытный опыт. Лабораторных крыс поместили в большой вольер. Там всего было у них вдоволь, и потребность в поиске исключалась полностью. Однако через некоторое время обитатели вольера стали проявлять беспокойство. Наиболее активные из них стали с интересом изучать узкий темный коридорчик, примыкающий к вольеру. Этот коридорчик вел в пустую комнату с металлическим полом, находящимся под напряжением. Крысы протискивались в коридорчик, шерсть у них дыбилась, в панике убегали, но они от шума, но снова шли. Что их гнало в эту комнату? Поисковая активность!

Интересно, что долгожителями в этой «райской» колонии оказались самые любопытные, которые на свой страх и риск неоднократно лезли в страшный темный коридор. Те же особи, которые довольствовались имеющимся в избытке и не выходили из вольера, вскоре потеряли всякую активность, жирели и сдыхали.

Поисковая активность человека гораздо многогранней и содержательней, чем у представителей животного мира, а потому имеет для него еще более решающее значение. При этом с биологической точки зрения не важно, в какой области будет проявлять человек свою поисковую активность — в музыке, в науке, в литературе, в технике, в общественной деятельности, в ведении домашнего хозяйства и т. д. Важно, чтобы эта активность вообще присутствовала и была развита до творческого уровня.

Творчество — это не роскошь для избранных, а общая биологическая потребность, часто неосознаваемая нами.

Замечено, что равнодушные ко всему люди, относящиеся без интереса к своей учебе или работе, ничем не увлеченные, уходящие от решения задач, требующих элементов творчества, чаще болеют, быстрее стареют и уходят из жизни.

Даже в экстремальных условиях от человека требуется все то же — искать цель, ставить задачу и решать ее. Вспомните рассказ Джека Лондона «Любовь к жизни». Голодный, измотанный физически и почти замерзший человек постоянно ставит перед собой какую-либо конкретную задачу — дотащиться до очередного холма, поймать перепелку, преодолеть еще несколько метров. Он решает массу трудных в его положении задач, требующих немалой изобретательности. И выигрывает жизнь.

Известно, что для нормальной жизнедеятельности человеку необходимо, чтобы положительные эмоции преобладали над отрицательными. Творчество в любой области деятельности, но особенно в изобретательстве, представляет собой, пожалуй, наиболее мощный и неиссякаемый источник положительных эмоций.

А что будет, если человек не умеет, не может или, что крайне редко, не желает находить элементы творчества в своей жизни, в своем труде? Такие люди приходят к мысли о засилии зла в жизни и тщетности суеты человеческой. Так природа наказывает тех, кто не по назначению использует свой разум.

Но как влияет творчество на развитие общества в целом? Предположим, что с каждым годом или даже с каждым днем мы будем уменьшать объем своих творческих притязаний. Формула проста: «Я человек маленький, мне много не надо, чем меньше, тем лучше». Графически это можно изобразить в виде ряда окружностей, радиусы которых символизируют уменьшающуюся творческую активность, а поверхность кругов — уменьшающееся соприкосновение с окружающей средой, жизнь в которой требует творчества.

Итак, если с течением времени уменьшается радиус творчества, то уменьшается и длина окружности; а значит, и количество задач, которые нужно решать. Деятельность человека упрощается, он деградирует и постепенно переходит к образу жизни примитивных животных. Наконец человек превращается в одноклеточное существо, например амебу, которая, следуя тому же принципу, продолжает упрощаться, пока не превратится в неживую молекулу. Ничего решать не надо, нет никаких вопросов! Но нет и жизни...

Рассмотрим второй вариант, при котором радиус творчества не растет и не убывает. Все остается как есть. Мы ничего не меняем. Живем так, как жили десять, сто, тысячу и десятки тысяч лет назад. Формула такова: «Наши деды и прадеды жили так, и я так проживу». Из поколения в поколение решаются одни и те же задачи, одними и теми же средствами. Повторяющиеся раздражители вырабатывают сначала рефлекторные действия, затем появляются врожденные инстинкты. Творчество полностью исчезает. Хорошо это или плохо?

Хорошо, потому что не требуется новых энергетических затрат, достаточно прислушаться к своему инстинкту, к «внутреннему голосу», и все будет «о'кэй». Так живут почти се виды животных. Птицы вьют сложнейшие по конструкции гнезда, пауки создают сетчатые конструкции, ажурность и прочность которых восхищает ученый мир. Да и мы значительную часть своих действий совершаем неосознанно, по инерции. Плохо, потому что окружающая нас природа не является постоянной. Со временем изменяется климат на Земле, исчезают одни реки, озера, моря, появляются новые. Изменяются атмосфера, растительность, животные. Весь мир находится в движении. А мы с вами? Микроб и тот меняет свою популяцию, если изменилась среда его обитания. Исчезновение тысяч видов животных, занесенных в Красную книгу, объясняется только тем, что они не смогли приспособиться к изменившимся условиям.

Сможет ли человек допустить такую малую надежность своего существования? Конечно, нет. Как заметил Льюис Кэрролл в своей книге «Алиса в стране чудес», «для того, чтобы оставаться на месте, нужно все время бежать вперед». Этот все нарастающий «бег», именуемый сегодня научно-технической революцией, представляется единственным способом дальнейшего существования общества и повышения его жизнестойкости.

Итак, из трех предложенных вариантов существования человечеству подходит только один, а именно — наращивание поисковой активности, увеличение знаний и творческих способностей. Если мы хотим жить, значит, должны научиться делать это, причем темпами более быстрыми, чем идут изменения в природе. 

Чем дальше во времени, тем больший радиус творчества нужно иметь и решать все больше вопросов. Творческий стиль жизни — это не привилегия одиночек, это единственный способ нормального существования и развития всего общества.

 

 

Глава 2 из книги Геннадия Иванова

Глава из книги Геннадия Иванова «Формулы творчества, или как научиться изобретать. Книга для учащихся старших классов», Москва, «Просвещение», 1994 г.

Человек, по-видимому, создан, чтобы мыслить: в этом все его достоинство, вся его заслуга; вся его обязанность в том, чтобы мыслить как должно…

Блез Паскаль

Более двухсот миллионов лет движется Солнце, совершая один оборот вокруг центра Галактики. Это так называемый галактический год. Всего «год» назад была мезозойская эра, эпоха ящеров. История человечества не насчитывает и двух «суток». Обычная человеческая жизнь в этом измерении — всего несколько «секунд». Что можно сделать за эти секунды, пусть даже галактические?

Оглянемся всего на несколько десятилетий назад, и мы с удивлением обнаружим, что у наших прадедов не было ни самолетов, ни вертолетов, ни спутников, ни гидростанций. Отсутствовали радио, телевизор, телефон, магнитофон, нейлон, капрон и многие тысячи других вещей, которые окружают нас сегодня и без которых мы уже не мыслим нашу жизнь. Более того, согласно теории биогеологического единства живого и неживого в природе, выдвинутой акад. В. И. Вернадским, окружающая нас биосфера под влиянием социальной и научной деятельности человека переходит в качественно новое состояние — ноосферу. В. И. Вернадский подчеркивает: «Человек впервые реально понял, что он житель планеты и может — должен мыслить и действовать в новом аспекте, не только в аспекте отдельной личности, семьи, рода, государства, или их союзов, но и в планетном аспекте».

Познавая законы природы и разумно их используя, человек сам становится крупнейшей природоформирующей силой сопоставимой по масштабам с геологическими процессами. Он вносит новые формы обмена вещества и энергии в природе, осваивая космос, оказывается причастным и к явлениям, происходящим в нем.

Может быть, что вся-то цель на земле, к которой человечество стремится, только и заключается в одной беспрерывности процесса достижения, иначе сказать, в самой жизни...» — так писал более 100 лет назад Ф. Достоевский. Да, наша жизнь — это беспрерывный поиск.

Человек, кажется, только тем и занят, что постоянно что-то изменяет, переделывает, совершенствует. Зачем это ему надо? Какая сила заставляет его отказываться от старого, привычного и проверенного. Разве нельзя, отладив что-то один раз, успокоиться на этом и жить без суеты, размеренно отсчитывая положенное нам время? К сожалению, нет. Природа не допускает подобного образа жизни. Почему?

Психологи поставили любопытный опыт. Лабораторных крыс поместили в большой вольер. Там всего было у них вдоволь, и потребность в поиске исключалась полностью. Однако через некоторое время обитатели вольера стали проявлять беспокойство. Наиболее активные из них стали с интересом изучать узкий темный коридорчик, примыкающий к вольеру. Этот коридорчик вел в пустую комнату с металлическим полом, находящимся под напряжением. Крысы протискивались в коридорчик, шерсть у них дыбилась, в панике убегали, но они от шума, но снова шли. Что их гнало в эту комнату? Поисковая активность!

Интересно, что долгожителями в этой «райской» колонии оказались самые любопытные, которые на свой страх и риск неоднократно лезли в страшный темный коридор. Те же особи, которые довольствовались имеющимся в избытке и не выходили из вольера, вскоре потеряли всякую активность, жирели и сдыхали.

Поисковая активность человека гораздо многогранней и содержательней, чем у представителей животного мира, а потому имеет для него еще более решающее значение. При этом с биологической точки зрения не важно, в какой области будет проявлять человек свою поисковую активность — в музыке, в науке, в литературе, в технике, в общественной деятельности, в ведении домашнего хозяйства и т. д. Важно, чтобы эта активность вообще присутствовала и была развита до творческого уровня.

Творчество — это не роскошь для избранных, а общая биологическая потребность, часто неосознаваемая нами.

Замечено, что равнодушные ко всему люди, относящиеся без интереса к своей учебе или работе, ничем не увлеченные, уходящие от решения задач, требующих элементов творчества, чаще болеют, быстрее стареют и уходят из жизни.

Даже в экстремальных условиях от человека требуется все то же — искать цель, ставить задачу и решать ее. Вспомните рассказ Джека Лондона «Любовь к жизни». Голодный, измотанный физически и почти замерзший человек постоянно ставит перед собой какую-либо конкретную задачу — дотащиться до очередного холма, поймать перепелку, преодолеть еще несколько метров. Он решает массу трудных в его положении задач, требующих немалой изобретательности. И выигрывает жизнь.

Известно, что для нормальной жизнедеятельности человеку необходимо, чтобы положительные эмоции преобладали над отрицательными. Творчество в любой области деятельности, но особенно в изобретательстве, представляет собой, пожалуй, наиболее мощный и неиссякаемый источник положительных эмоций.

А что будет, если человек не умеет, не может или, что крайне редко, не желает находить элементы творчества в своей жизни, в своем труде? Такие люди приходят к мысли о засилии зла в жизни и тщетности суеты человеческой. Так природа наказывает тех, кто не по назначению использует свой разум.

Но как влияет творчество на развитие общества в целом? Предположим, что с каждым годом или даже с каждым днем мы будем уменьшать объем своих творческих притязаний. Формула проста: «Я человек маленький, мне много не надо, чем меньше, тем лучше». Графически это можно изобразить в виде ряда окружностей, радиусы которых символизируют уменьшающуюся творческую активность, а поверхность кругов — уменьшающееся соприкосновение с окружающей средой, жизнь в которой требует творчества.

Итак, если с течением времени уменьшается радиус творчества, то уменьшается и длина окружности; а значит, и количество задач, которые нужно решать. Деятельность человека упрощается, он деградирует и постепенно переходит к образу жизни примитивных животных. Наконец человек превращается в одноклеточное существо, например амебу, которая, следуя тому же принципу, продолжает упрощаться, пока не превратится в неживую молекулу. Ничего решать не надо, нет никаких вопросов! Но нет и жизни...

Рассмотрим второй вариант, при котором радиус творчества не растет и не убывает. Все остается как есть. Мы ничего не меняем. Живем так, как жили десять, сто, тысячу и десятки тысяч лет назад. Формула такова: «Наши деды и прадеды жили так, и я так проживу». Из поколения в поколение решаются одни и те же задачи, одними и теми же средствами. Повторяющиеся раздражители вырабатывают сначала рефлекторные действия, затем появляются врожденные инстинкты. Творчество полностью исчезает. Хорошо это или плохо?

Хорошо, потому что не требуется новых энергетических затрат, достаточно прислушаться к своему инстинкту, к «внутреннему голосу», и все будет «о'кэй». Так живут почти се виды животных. Птицы вьют сложнейшие по конструкции гнезда, пауки создают сетчатые конструкции, ажурность и прочность которых восхищает ученый мир. Да и мы значительную часть своих действий совершаем неосознанно, по инерции. Плохо, потому что окружающая нас природа не является постоянной. Со временем изменяется климат на Земле, исчезают одни реки, озера, моря, появляются новые. Изменяются атмосфера, растительность, животные. Весь мир находится в движении. А мы с вами? Микроб и тот меняет свою популяцию, если изменилась среда его обитания. Исчезновение тысяч видов животных, занесенных в Красную книгу, объясняется только тем, что они не смогли приспособиться к изменившимся условиям.

Сможет ли человек допустить такую малую надежность своего существования? Конечно, нет. Как заметил Льюис Кэрролл в своей книге «Алиса в стране чудес», «для того, чтобы оставаться на месте, нужно все время бежать вперед». Этот все нарастающий «бег», именуемый сегодня научно-технической революцией, представляется единственным способом дальнейшего существования общества и повышения его жизнестойкости.

Итак, из трех предложенных вариантов существования человечеству подходит только один, а именно — наращивание поисковой активности, увеличение знаний и творческих способностей. Если мы хотим жить, значит, должны научиться делать это, причем темпами более быстрыми, чем идут изменения в природе. 

Чем дальше во времени, тем больший радиус творчества нужно иметь и решать все больше вопросов. Творческий стиль жизни — это не привилегия одиночек, это единственный способ нормального существования и развития всего общества.

Глава из книги Геннадия Иванова «Формулы творчества, или как научиться изобретать. Книга для учащихся старших классов», Москва, «Просвещение», 1994 г.

Уж лучше совсем не помышлять об отыскании каких бы то ни было истин, чем делать это без всякого метода...

Рене Декарт

Почему мы плохо изобретаем

 

Вероятно, вы замечали, что любая работа, которую бы вам ни пришлось выполнять, чаще всего осуществляется по заранее продуманному плану, по определенной технологии — правилам действия. Нарушение их приводит к неудаче или вызывает дополнительные заботы.

Так работают все. Печник, прежде чем сложить свою печь, построит в уме всю последовательность своих действий, начиная с подготовки кирпича и раствора и заканчивая последним мазком краски при отделке поверхности.

Хирург, прежде чем приступить к операции, неоднократно мысленно проходит весь ее путь от первоначального надреза до наложения швов.

Токарь, вытачивая деталь, работает по технологической карте, в которой указаны скорости поперечной и продольной подачи суппорта, частота вращения шпинделя, тип резца и многое другое, без чего деталь не может быть качественно изготовлена.

Даже когда вы собираетесь сходить в кино, то делаете это по определенной «технологии». Намечаете время выхода из дома, прикидываете путь до кинотеатра, способ преодоления этого пути — пешком, автобусом или трамваем, наконец, считаете деньги — хватит ли их на билет? И если хотя бы одно из этих действий не соответствует конечной цели, то поход в кинотеатр придется отложить.

Итак, технология — это лесенка, ведущая к намеченной цели. Без нее не делается ни одна работа в мире! Плохая или хорошая, но технология должна быть, иначе любое занятие, любая работа становятся бессмысленными.

А есть ли технология у изобретателя? До последнего времени трудно было положительно ответить на этот вопрос. В классической литературе утвердился образ бледного, замученного постоянными поисками и непосильными трудами изобретателя. Ему каждый раз приходилось начинать с неизвестного, он совершал сотни и тысячи проб, но никогда не был уверен, что делает все правильно и что затраченный труд приведет к успеху. Почему? Да потому, что не было у него даже намека на какую-то технологию. Что нужно сделать вначале, а что потом — оставалось неизвестным. Все решали случай и настойчивость, с которой изобретатель искал этот счастливый случай. Изобретатель с прилежанием пчелы перебирал все возможные варианты в надежде на то, что когда-нибудь у него что-нибудь получится.

Конечно, по мере познавания мира и накопления знаний человек все более осмысленно соединял различные элементы между собой, но технология получения изобретений оставалась неизвестной.

 

Ставка на случай

 

Английский химик Ч. Макинтош в своей лаборатории случайно опрокинул бутылку с жидким веществом — сольвентнафтом на кусочек высохшего природного каучука. Он заметил, что почти твердый каучук стал мягким, как свежее тесто. Тут же возникла догадка: если пропитать им материал одежды, она станет непромокаемой. Так появились резиновые плащи — макинтоши, водонепроницаемая резиновая обувь — калоши, сапоги и многие другие вещи, которые быстро нашли многочисленных покупателей. Но, к сожалению, природный каучук на морозе трескался, а при жаре начинал растекаться. Требовалось устранить эти недостатки. Снова пошли сотни экспериментов. И снова помог случай, но уже другому исследователю.

В 1839 г. Ч. Гудиир, делая очередной опыт, по рассеянности уронил на горячую плиту кусочек резины и серы. Резина и сера сцепились, образовав новое эластичное вещество, которое не лопалось при низких температурах и не размягчалось при высоких. Так был изобретен способ вулканизации резины, который стал широко применяться при изготовлении промышленных и бытовых товаров.

Инженер Самюэль Броун, лежа под деревом, обдумывал конструкцию нового моста, который был бы легче всех известных, но прочнее их. И вдруг... его взгляд упал на натянутую между ветвями паутину. Это было то, что он искал! Так появилась идея висячего моста.

Голландец З. Янсон, оптических дел мастер, отшлифовав одну из своих линз, решил рассмотреть ее поверхность с помощью другой увеличительной линзы. И тут случайный взгляд через две линзы на колокольню далекой церквушки поразил его. Казалось, что церквушка стоит прямо перед его окном. Были видны все ее мелкие детали. Так была найдена идея телескопа.

Французский физик Антуан Беккерель открыл радиоактивность, после того как обнаружил засвеченную фотопластинку, которая случайно оказалась рядом с урановой солью.

В 1870 г. А. Мариле изобрел способ химической очистки ткани. Это случилось после того, как он вынул из бочки со скипидаром случайно упавший туда загрязненный костюм.

Оуэн Ричардсон случайно опрокинул перекись водорода на гусиное перо, которое вдруг стало бесцветным. На свет появился способ, позволяющий моднице-брюнетке быстро стать блондинкой.

Француз Бернанд Куртуа в 1811 г. случайно получил йод.

Алхимик Барнд в 1674 г. в поисках «философского камня», экспериментируя с человеческим волосом, случайно открыл фосфор.

Случайно были изобретены пенициллин, железобетон, метод электроискровой обработки металлов, рентген и многое-многое другое.

Мир полон случайностей! Но для того чтобы случайность состоялась, нужно, чтобы она произошла с подготовленным человеком и в тот момент, когда он решает соответствующую случаю задачу.

Слишком много неопределенных условий, чтобы говорить о какой-то определенной технологии поиска. Возникает только одна мысль — чтобы увеличить вероятность встречи с нужной случайностью, нужно увеличить количество собственных действий, экспериментов и проб.

 

Право на ошибку

 

Пожалуй, это самый древний метод создания технических систем и устройств. Им пользовался еще наш далекий пращур, когда прилаживал к своей палке соответствующий камень.

Метод подкупает своей простотой и надежностью — взял, примерил, отбросил. Снова взял, примерил... Опять взял... Так работали и сто лет, и сто тысяч лет назад. Метод проб и ошибок, пожалуй, и сегодня остается наиболее распространенным среди изобретателей и рационализаторов. Ежедневно в мире патентуется более 500 технических решений, и только малая их часть, не более 10 — 15%, находит применение в практике. Все остальное появляется своеобразным «информационным шумом», т. е. эти решения никогда не будут внедрены, это «брызги» случайностей, «отходы» интеллектуальной деятельности человека, работающего методом проб и ошибок. Выявлено, что для того, чтобы сделать этим способом хотя бы одно изобретение среднего уровня, требуется совершить многие сотни и даже тысячи проб. Вероятно, поэтому и появилось крылатое выражение: «Талант — это 99% пота и 1 % удачи».

Действительно, талантливый изобретатель успевает в уме за короткое время перебрать десятки, а то и сотни вариантов. Это необычайно трудная и утомительная работа, на которую физиологически способны немногие. Что же делать?

Корифей изобретательства А. Эдисон держал целый институт экспериментаторов, которые, например, в поисках нужного материала для нити накаливания электрической лампочки провели многие тысячи опытов, испытывая все имеющиеся под рукой материалы. В ход шли все известные металлы и сплавы, обугленные нити из шерсти, шелка, бристольского картона, бумаги и даже из человеческого волоса. По заданию Эдисона его сотрудники ездили в Бразилию, Китай, Японию и другие страны для поиска и сбора различных видов растений, например бамбуков. Как показывали опыты, обугленные палочки из некоторых сортов бамбука достаточно хорошо работали в качестве нити накаливания.

Эдисон получил несколько десятков патентов на различные виды нитей накаливания для лампы. Однако работоспособность ламп с этими нитями все еще была низка. Лишь значительно позже Эдисоном была понята основная причина этого — кислород, который все же оставался в колбе после откачки из нее воздуха, окислял материал нити, и она разрушалась. Стали делать высоковакуумные лампы или наполнять их полость инертным газом. Долговечность работы лампы резко увеличилась. Теперь нить накаливания можно было делать из обычных тугоплавких металлов, которые к тому времени стали уже не столь дефицитными.

Около 40 тысяч опытов пришлось сделать Эдисону и его сотрудникам, чтобы получить достаточно работоспособную конструкцию щелочного аккумулятора. Это действительно был титанический труд. 

Отдадим должное таланту и трудолюбию Эдисона. Но если метод проб и ошибок еще был допустим в начале века, когда мир техники только зарождался, то сейчас он просто исчерпал свои возможности. Подсчитано, что для того, чтобы этим методом сохранить набранные темпы развития изобретательской деятельности, то в скором будущем за стол экспериментатора надо будет посадить все население нашей планеты!

Да, пробы нужны, ошибки неизбежны, и человек всегда будет иметь право на них, но их количество по мере «взросления» человечества должно все более и более сокращаться. Иначе нам придется оставить мысль об ускоряющемся развитии человеческой цивилизации путем эффективного использования в изобретениях накопленных знаний.

 

Глава 3 из книги Геннадия Иванова

Глава из книги Геннадия Иванова «Формулы творчества, или как научиться изобретать. Книга для учащихся старших классов», Москва, «Просвещение», 1994 г.

К великим истинам ведет тропа ошибок. Поль Валери

Вероятно, первым, кто пришел к мысли о необходимости повышения степени организации творческого труда, был древнегреческий философ-отшельник Диоген. За неимением лаборатории он избрал своим пристанищем бочку, где в полном уединении предавался размышлениям о совершенстве природы и безбрежности космоса.

К сожалению, история не сообщает, были ли у Диогена последователи и насколько житие в бочке повышает творческие способности.

Римский поэт и философ Тит Лукреций Кар в своей философской поэме «О природе вещей» излагает учение греческого философа Эпикура, который предлагает получать различные новые объекты путем комбинирования составляющих их частей. Это уже был значительный шаг вперед, который породит в будущем многие науки, в том числе комбинаторику.

Знаменитый испанский ученый раннего средневековья Раймунд Луллий разработал свой метод познания истины и изложил его в труде под названием «Великое искусство». Основная идея заключалась в символическом обозначении различных понятий и последующем их комбинировании и толковании. Для этого Луллием была изготовлена специальная машина, представляющая собой набор вращающихся на одной оси дисков с символическими знаками. После остановки дисков с них считывались совпадающие знаки-символы и давался вполне определенный ответ по любой проблеме. Хотя «механизация» умственного труда и была полной, метод так и не получил заметного распространения. А сам Луллий ушел в пустыню и до конца своих дней продолжал совершенствовать свой прибор.

Впервые реально применяемые методы активизации творческого процесса стали появляться в конце 20-х годов нашего столетия. К ним относятся: метод мозгового штурма, метод фокальных объектов, метод морфологического анализа, метод контрольных вопросов, синектика, матричный метод, интегральный метод, ассоциативный метод и т. п.

Всего их насчитывается более тридцати. Познакомимся с некоторыми методиками поближе.

Метод мозгового штурма

Это наиболее древний метод. Еще викинги применяли его при разрешении своих проблем. Во время морских экспедиций при экстремальных ситуациях вся команда собиралась на совет, и каждый вносил свои предложения. При этом вначале высказывались юнги и младшие матросы, затем старшие матросы и все остальные. Капитан высказывался последним и он же принимал решение.

Современная модификация мозгового штурма, так называемая «мозговая атака» предложена американским морским офицером А. Осборном, который во время второй мировой войны был капитаном небольшого транспортного судна.

Однажды, опасаясь нападения немецких подводных лодок, А. Осборн собрал всю команду на палубу и попросил каждого высказать свои соображения по поводу того, как защитить безоружный корабль от торпеды. Вероятно, оптимисты есть везде.

Один из матросов предложил всей команде встать вдоль борта и, когда торпеда будет приближаться к кораблю, всем разом и дружно дунуть на нее. Торпеда должна сбиться со своего пути и пройти мимо корабля. В тот раз не было необходимости проверять этот способ защиты на практике. Матросы дружно посмеялись и разошлись по своим кубрикам. Однако высказанная идея показалась А. Осборну плодотворной.

Он установил на палубе вентилятор, который создавал мощный поток воды и в одном из рейсов действительно «сдул» торпеду от борта своего судна.

Уже после войны А. Осборн начал детальную проработку метода. Его книга «Прикладное воображение» легла в основу курсов лекций во многих высших учебных заведениях, в НИИ и промышленных компаниях США.

Сущность мозговой атаки — дать свободный выход мыслям из подсознания. По теории Фрейда, управляемое сознание является тонким слоем на массе неуправляемого подсознания. При мозговой атаке нужно создать условия, чтобы расковать подсознание.

Метод фокальных объектов

Сущность метода состоит в перенесении признаков случайно выбранных объектов на совершенствуемый объект.

Допустим, вам нужно усовершенствовать с помощью этого метода зубную щетку. Выбирают не менее трех-четырех случайных объектов-предметов (наугад из словаря, каталога, книги, журнала и т. д.). У меня, например, попались слова «звонок», «конфета», «лампа». Составляем список признаков этих предметов.

  • Звонок — электрический, школьный, часовой, велосипедный...
  • Конфета — карамель, шоколадная, сладкая, душистая, витаминная...
  • Лампа — настольная, навесная, бактерицидная...

Теперь попытаемся хотя бы мысленно присоединить найденные признаки к изменяемому объекту — зубной щетке. Что получается? При известной доле фантазии, можно предложить сделать щетку, которая сама рано утром звонит, призывая вас воспользоваться ею, испускает душистые запахи. Ручку этой щетки можно немного откусить, так как она выполнена съедобной, в ней много витаминов и к тому же она бактерицидная, т. е. убивает все болезнетворные микробы во рту.

Хорошая щетка?

Метод фокальных объектов не дает никакой гарантии, что у вас получится что-то дельное, но все же он раскрепощает мышление и порой приводит к неожиданным комбинациям. Метод содействует развитию фантазии, но говорить о каком-то направленном или планируемом изменении объекта не приходится.

Разновидностью метода является метод гирлянд случайностей и ассоциаций.

Метод синектики

Наиболее эффективная из созданных за рубежом методик психологической активизации творчества — синектика (предложена В. Дж. Гордоном), которая является развитием и усовершенствованием метода мозгового штурма.

При синектическом штурме допустима критика, которая позволяет развивать и видоизменять высказанные идеи. Этот штурм ведет постоянная группа. Ее члены постепенно привыкают к совместной работе, перестают бояться критики, не обижаются, когда кто-то отвергает их предложения.

В методе применены четыре вида аналогий — прямая, символическая, фантастическая, личная.

При прямой аналогии рассматриваемый объект сравнивается с более или менее похожим аналогичным объектом в природе или технике. Например, для усовершенствования процесса окраски мебели применение прямой аналогии состоит в том, чтобы рассмотреть, как окрашены минералы, цветы, птицы и т. п. или как окрашивают бумагу, обои, кинопленки, телеизображение и т. п.

Символическая аналогия требует в парадоксальной форме сформулировать фразу, буквально в двух словах отражающую суть явления. Например, при решении задачи, связанной с мрамором, найдено словосочетание «радужное постоянство», так как отшлифованный мрамор, (кроме белого) — весь в ярких узорах, напоминающих радугу, но все эти узоры постоянны.

При фантастической аналогии необходимо представить фантастические средства или персонажи, выполняющие то, что требуется по условиям задачи. Например, хотелось бы, чтобы дорога существовала там, где ее касаются колеса автомобиля.

Личная аналогия (эмпатия) позволяет представить себя тем предметом, о котором идет речь в задаче. В примере с окраской мебели можно вообразить себя белой вороной, которая хочет окраситься. Или, если совершенствуется зубчатая передача, представить себя шестерней, которая крутится вокруг своей оси, подставляя бока соседней шестерне. Нужно в буквальном смысле входить «в образ» этой шестерни, чтобы на себе почувствовать все, что достается ей, и какие она испытывает неудобства или перегрузки. Что дает такое перевоплощение? Оно значительно уменьшает инерцию мышления и позволяет рассматривать задачу с новой точки зрения.

* * *

С методом «Синектика» более подробно можно познакомится здесь (Реферат книги Gordon W.J.J. Sinectics: The Development of Creative Capacity — New York, 1961.)

Морфологический анализ

Морфологический анализ — пример системного подхода в части изобретательства. Метод разработан известным швейцарским астрономом Ф. Цвикки.

Благодаря этому методу удалось за короткое время получить значительное количество оригинальных технических решений в ракетостроении.

Для проведения морфологического анализа необходима точная формулировка проблемы, причем независимо от того, что в исходной задаче речь идет только об одной конкретной системе, обобщаются изыскания на все возможные системы с аналогичной структурой и в итоге дается ответ на более общий вопрос. Например, необходимо изучить морфологический характер всех видов транспортных средств и предложить новую эффективную конструкцию устройства для транспортирования по снегу — снегохода.

Точное определение класса изучаемых систем (устройств) позволяет раскрыть основные характеристики или параметры, облегчающие поиск новых решений.

Применительно к транспортному средству (снегоходу) морфологическими признаками могут быть функциональные узлы снегохода: А — двигатель, Б — движитель, В — опора кабины, Г — управление, Д — обеспечение заднего хода и т. п.

Каждая характеристика (параметр) обладает определенным числом различных независимых свойств. Так, двигатели: А1 — внутреннего сгорания, А2 — газовая турбина, А3 — злектродвигатель, А4 — реактивный двигатель и т. д.; движители: Б1 — воздушный винт, Б2 — гусеницы, Б3 — лыжи, Б4 — снегомет, Б5 — шнеки и т.; кабины: В1 — опора кабины на снег, В2 — на двигатель, В3 — на движитель и т. д.

По заданной проблеме в матричном выражении (морфологическом ящике) фиксируются наиболее существенные параметры. Например, для снегохода матрица будет иметь вид:

(А1, А2, А3, А4)
(Б1, Б2, Б3, Б4, Б5)
(В1, В2, В3)

Возможные сочетания: А1, Б3, В2, или А1, Б2, В3, или А2, Б1, В2, или А4, Б4, В3 и т. д.

Матрица — символическая форма описания решений. Она дает представление о всех возможных конструктивных схемах снегохода путем фиксирования в каждой строке матрицы одного из элементов. Набор этих элементов будет представлять возможный вариант исходной задачи. Рассматривая разные сочетания этих элементов, можно получить большое сочетание всевозможных вариантов решений, в том числе самых неожиданных. Так, морфологическая матрица для реактивных двигателей, работающих на химическом топливе, построенная Ф. Цвикки, содержала 576 возможных вариантов решений.

Ответственный этап метода оценка вариантов решений, вытекающих из структуры морфологической матрицы. Сравнивают варианты по одному или нескольким наиболее важным для данной технической системы, показателям.

Метод контрольных вопросов

Этот метод позволяет генерировать новые идеи и решения, стимулировать их с помощью наводящих вопросов. Применяется в форме монолога, обращенного к самому себе, либо монолога изобретателей.

В сущности, это усовершенствованный вариант метода проб и ошибок, ведь каждый вопрос служит своеобразной пробой (или серией проб) с единственным отличием: по списку вопросов проще и быстрее охватить некоторое начальное поле вариантов. Авторы отбирают из изобретательского опыта вопросы, которые обеспечивают преимущества метода контрольных вопросов перед обычным методом проб и ошибок.

Один из наиболее полных и удачных списков контрольных вопросов принадлежит английскому изобретателю Т. Эйлоарту.

Например:

  • узнать мнение некоторых неосведомленных в данном деле людей (т. е. избежать психологической инерции);
  • устроить сумбурное групповое обсуждение, выслушивая без критики каждую идею;
  • испробовать «национальные» решения: хитрое шотландское, всеобъемлющее немецкое, расточительное американское, сложное китайское и т. д.;
  • представить фантастические, биологические, экономические, химические и другие аналоги.

Вопросы в такой системе позволяют полнее увидеть свойство совершенствуемого объекта, но как его изменять — этого, к сожалению, они не подсказывают.

Итак, вы познакомились с несколькими методиками поиска технических решений. Подробнее с ними можно ознакомиться в популярной и специальной литературе.

Многочисленность методов объясняется недостаточной эффективностью каждого из них. По сути дела все они являются лишь модификациями метода проб и ошибок, так как позволяют за единицу времени перебрать большее количество вариантов. Но мир бесконечно разнообразен и количество сочетаний даже ограниченных по числу элементов может составлять десятки и сотни тысяч.

Сегодняшнее положение с методами творчества удивительно напоминает положение, которое было на заре становления химии как науки. Трудолюбивые алхимики, познавая мир, обнаружили в нем многие тысячи химических веществ. Как в них разобраться, как систематизировать и как их просто запомнить? Алхимики окончательно запутались, хотя ими были предложены десятки и сотни методик. По сути, каждый алхимик имел свой, в тайне хранимый от всех метод. Но тут выяснилось, что они перестали понимать друг друга... Порядок навела периодическая система Менделеева, которая показала, что в мире существует лишь несколько десятков основных первичных элементов, а все многообразие веществ строится на сочетании этих ограниченных по числу элементов. Так и в мире техники. Мы уже пережили «период алхимии» и должна была появиться своя «таблица Менделеева». Она появилась — это Теория

Решения Изобретательских Задач — ТРИЗ.

Знакомство с ТРИЗ, или как надо изобретать

Вспоминается один старый фантастический рассказ.

На далекую планету опустился корабль землян. Три года длился полет, и вот теперь усталый экипаж с любопытством поглядывал в иллюминаторы.

Рядом с кораблем стояли три удивительных предмета. Они поразительно напоминали старинные прабабушкины сундуки — такие же окованные медной лентой крышки с заклепками, шершаво окрашенные бока и огромные навесные замки. Экипаж окружил сундуки и с удивлением стал их рассматривать. Командир связался с Землей и доложил ситуацию. Центр управления полетами после некоторого замешательства сообщил, что никогда наши прабабушки не посещали эту планету и что такая ситуация не предусмотрена ни одной инструкцией. Командиру рекомендовалось действовать по собственному усмотрению…

…Прервем здесь изложение и попробуем представить себя на месте этого командира. Как бы вы поступили? Все, кому предлагалась эта задача, давали почти однотипные ответы. Вначале, считали многие, надо вскрыть один сундук и посмотреть — что там? Вы так же подумали? Но после того как был сбит замок, сундук на глазах у всех стал испаряться и вскоре вовсе исчез без следа.

Из трех осталось два. Следующие ваши действия?

Ну что ж, многие из вас наверняка предложат затащить сундуки в корабль и отправить их на Землю. Но как только сундук стали поднимать по трапу, он вдруг размягчился и, превратившись в жидкость, стек в песок. Быстро взяли песок на анализ, но ничего кроме кварца в нем не нашли. Остался последний сундук. Что будете делать?

Уверен: вот теперь вы надолго задумались. И предлагаете изучить более внимательно внешний вид сундука, не трогая его, сфотографировать, попытаться понять какие-то его особенности, закономерности окружающей среды и т. д.

Фантастический рассказ заканчивался тем, что эти так называемые сундуки были одной из форм местной жизни с высочайшим уровнем цивилизации. Они появились у корабля, чтобы изучить пришельцев и, если те окажутся разумными существами, открыть им свое содержимое и подарить все свои знания. Но, увы, у землян не хватило интеллекта, чтобы допустить мысль о том, что кто-то может быть умнее их.

Не поступаем ли и мы так с окружающим миром, считая, что на все имеем право, что все кругом наше и как решим, так оно и будет? Величайшее заблуждение, порожденное эгоцентризмом человека. Кстати, все ранее упомянутые методики творчества несут на себе именно эту самую печать эгоцентризма. Расшифруем это слово. Эгоцентризм — это отношение человека к себе как к центру Вселенной. Иначе говоря, это высшая форма эгоизма. Действительно, решая задачу, мы в первую очередь думаем только о себе и погружены в свое мышление. Нас не интересует, как «живут» изменяемые нами системы, каким законам они подчиняются, что их связывает между собой. Настоящий эгоцентризм!

Игнорирование законов изменяемых систем и является основной причиной неэффективности известных методик. Психология как наука о закономерностях и формах психической деятельности человека тоже мало чем может помочь изобретателю, ибо она изучает изменения во внутреннем мире человека, его субъективные переживания, а не изменения объективных природных элементов.

Философы давно определили, что техника — это видоизмененный элемент природы. Действительно, первая мотыга, которую человек взял в руки, представляла собой загнутую ветку дерева, которой удобно было рыхлить землю в поисках съедобных корней. Видоизменяясь, естественная мотыга приобрела форму лопаты и удобную рукоятку. А когда появился двигатель, эта лопата превратилась в экскаватор — сложную техническую систему.

А наше жилище? Сегодня это сложнейший набор механических, гидравлических, электрических и прочих систем. А ведь вначале была просто пещера — природный элемент, который человек начал видоизменять, устроив очаг, вырубив полати и ступени, повесив полог.

Токарный резец был вначале обычным ножом, который когда-то изготавливали из каменных пластин или из клыков и когтей хищников, т. е. опять же из природных элементов. Подобные превращения претерпели и одежда, и посуда, и орудия труда, в общем, все то, что нас окружает сегодня и что мы называем технической системой. Кроме того, можно сказать, что техника — это еще и часть самого человека, точнее продолжение его органов. Взятая в руку палка — продолжение нашей руки — помогла дотянуться до высоко висящего на дереве яблока. Ходули, лыжи, колеса велосипеда, автомобиля — это продолжение наших ног, которое позволяет быстрее преодолевать расстояния. Слуховой рупор, которым пользовались наши прадеды, а сейчас телефон, радиоприемник — это наши «технические уши», которые улавливают звуки за сотни и тысячи километров.

Телевизор — это наши глаза, вынесенные в местность, где происходят какие-то интересные события, и т. д. Следовательно, техническая система — это не только видоизмененный элемент природы, но еще и средство для повышения возможностей человека. Как видим, объективное и субъективное тесно переплелось, образовав новый, ранее неизвестный мир, который живет и развивается по своим законам и закономерностям. Изучением этих законов, а также их использованием и занимается новая наука о творчестве — теория решения изобретательских задач — ТРИЗ. Основы ТРИЗ просты и понятны. Они легко усваиваются даже школьниками начальных классов. Но за этой простотой стоит мировой опыт тысяч изобретателей.

Однажды было проведено своеобразное соревнование между профессиональными проектировщиками и школьниками из кружка юного изобретателя «Импульс» (г. Ангарск), в котором они изучали основы ТРИЗ. Обеим командам была предложена одна и та же задача — спроектировать теплицу с автоматическим проветриванием. При повышении температуры теплица должна выпускать перегретый воздух, а при понижении — не впускать холодный.

Команда взрослых разработала свой вариант: форточки теплицы соединялись с помощью сложной системы рычагов и валов с приводной станцией, которая включалась по сигналам ЭВМ и многочисленных температурных датчиков, расположенных в разных точках теплицы. Это был сложный, дорогой, но, по мнению проектировщиков, единственно возможный вариант теплицы с автоматическим выпуском прогретого воздуха.

Но вот развернули свои листы с рисунками теплицы школьники. В их теплице не было видно никаких механизмов, не было ЭВМ и многочисленных датчиков температур. Напротив, она стала проще, чем была, в ней исчезли даже форточки, которые надо было открывать и закрывать для проветривания.

  • А как же теплица проветривается? — недоуменно спросил старший из проектировщиков.
  • А она сама, когда надо, выпускает через себя перегретый воздух и не пропускает снаружи холодный, — ответил школьник, один из авторов проекта.

Действительно, крыша теплицы была изготовлена из специальной прозрачной пористой пленки, которая при нагреве раскрывала свои поры и выпускала через себя горячий воздух, при охлаждении же эти поры закрывались, удерживая тепло.

Это как кожа человека, поры которой на жаре расширяются, на холоде сжимаются. Современная химия позволяет получить такой искусственный термочувствительный материал.

Да, решение было красивым и неожиданным, так что победили в соревновании юные изобретатели.

В этой книге вы встретите еще не одно решение ребят и вместе с ними пройдете увлекательный путь от постановки изобретательской задачи до ее решения.

* * *

Какие же основные шаги предусматриваются при решении изобретательской задачи по ТРИЗ?

  1. Системный анализ. Выявление задачи из сложившейся ситуации и ее поэтапное уточнение путем проведения причинно-следственного анализа до обнаружения места первопричины — так называемой оперативной зоны.
  2. Формулирование идеального конечного результата для элементов, находящихся в оперативной зоне.
  3. Выявление противоречий, мешающих достижению найденного идеального решения. Уточнение противоречий и анализ их структуры.
  4. Разрешение противоречий путем задействования законов развития технических систем и решательных инструментов ТРИЗ.

Основные решательные инструменты ТРИЗ:

  1. Информационный фонд — набор эвристических приемов устранения технических противоречий, основные принципы разрешения физических противоречий, задачи-аналоги, физико-химические и геометрические эффекты.
  2. Структурный вещественно-полевой анализ, рассматривающий взаимодействие веществ и энергий (полей) в системе и их изменения.
  3. Стандарты на основе вепольного анализа, указывающие конкретные пути восстановления работоспособности технической системы в соответствии с законами развития технических систем.
  4. Психологические операторы, предназначенные для ослабления инерции мышления и развития творческого воображения.

Со всеми этими понятиями вы подробно ознакомитесь в разделах настоящей книги.

Кроме того, в ТРИЗ входит и эффективно используется алгоритм решения изобретательских задач — АРИЗ. Это инструмент, который организует мыслительный процесс изобретателя при поиске нового технического решения путем задействования вышеперечисленных шагов и инструментов. Подробно о нем можно познакомиться здесь:

А сейчас начнем знакомиться с конкретными разделами ТРИЗ…

 

Глава 4 из книги Геннадия Иванова

Глава из книги Геннадия Иванова «Формулы творчества, или как научиться изобретать. Книга для учащихся старших классов», Москва, «Просвещение», 1994 г.

Бросая в воду камушки, смотри на круги, ими образуемые; иначе такое бросание будет пустой забавой. Козьма Прутков
Ряды бесконечности

Как по-разному мы думаем, когда решаем одну и ту же задачу! Вероятно, прав был грузинский мыслитель II века Исани Петрица, когда заметил: «Каждый познающий действует соответственно своей сущности».

Допустим, предстоит построить деревенский дом. Печник будет видеть трубу, плотник — крышу, стекольщик — окна, каждый обращает внимание на то, в чем он специалист. Вероятно, так и должно быть, когда мы имеем дело со знакомой, неоднократно выполняемой работой. Но творческая работа требует системного мышления, которое охватывает взаимодействие всех систем между собой и на всех уровнях.

Вспомним хотя бы работы талантливейшего литовского художника Чюрлениса.

Большинство его картин выполнено, если так можно выразиться, в трехмерном пространстве, хотя в одной плоскости. Море на этих полотнах представлено зрителю в виде расположенных на переднем плане крупных морских капель, затем они преобразуются в морские глубины и, наконец, бесконечная ширь уходящей вдаль океанской поверхности. Каждую такую картину можно смотреть часами, и она будет все время казаться новой, потому что она многогранна и системна.

А что такое система в технике?

Можно дать такое определение. «Система — это комплекс организованных в пространстве и времени взаимосвязанных между собой элементов, необходимых и достаточных для выполнения требуемой функции, которую определяет человек».

Например, самолет — это достаточно сложный комплекс, состоящий из фюзеляжа, крыльев, хвостового оперения, двигателя, управления и т. д., которые взаимосвязаны друг с другом и совершают единую функцию — перемещение в воздухе. Это система? Конечно!

А сейчас продолжим пример в чисто условном плане. Допустим, что в результате какого-то несчастного случая или аварии самолет развалился в воздухе, и его осколки упали на землю. Это что — система? Конечно, нет. Эти осколки уже не выполняют прежней функции — летать. А вот для эксперта, который выехал на место катастрофы самолета, лежащие на земле осколки представляют собой систему, позволяющую выявить причину аварии. Итак, систему определяет сам человек в зависимости от нужной ему функции.

Нам трудно понять или даже просто запомнить россыпь каких-то отдельных факторов или событий. Но если они выстраиваются в логически связанный сюжет, т. е. образуют систему и выполняют функцию, мы легко воспроизводим их в любой момент. Например, попробуйте запомнить следующие буквы: НКАЕТХИ. Тяжело, а главное непонятно, зачем. Но вот те же буквы, расположенные системно, с образованием слова ТЕХНИКА, запоминаются легко. Наша память легче воспринимает блочные понятия, поэтому эффективное мышление — это в первую очередь системное, блочное мышление.

Вместе с тем мы должны четко понимать, что не существует ни в природе, ни в технике каких-либо обособленных систем. Любая из них является частью другой системы, которую называют уже надсистемой, а та, в свою очередь, и сама является частью другой, более крупной надсистемы. Этот ряд идет бесконечно вверх и вширь, охватывая необозримые пространства космоса. В то же время любая самая малая система состоит из ряда других, более мелких систем, называемых подсистемами. И этот путь вглубь, хотя и сужаясь, также является бесконечным, теряясь в микрокосмосе вещества. И все системы связаны между собой, причем эта связь становится все более жесткой при углублении в подсистему и все более свободной при уходе в надсистему. Но никогда взаимосвязь систем не исчезает полностью.

Признаки таланта

Когда говорят об изобретателе, то часто употребляют сочетание «сильное мышление». Что же такое сильное мышление? Автор теории ТРИЗ Г. С. Альтшуллер так отвечает на этот вопрос: «Обычное мышление, когда человек видит только то, что дано в задаче. Если задача, допустим, связанная с деревом, и человек видит только это дерево. Сильное мышление — когда одновременно работают минимум девять мысленных экранов: человек видит систему, данную в задаче, надсистему, подсистему — три разных этажа. И на каждом этаже — прошлое, настоящее, будущее. То есть надо видеть не только дерево, но и лес, и клеточку дерева. И все это в развитии: прошлое, настоящее, будущее».

Решая задачу, изобретатель должен одновременно держать в поле зрения все, что связано или может быть связано с ней.

Разумеется, это упрощенная схема. В действительности, как мы знаем, присутствует много этажей вверх и вниз от рассматриваемой системы, много экранов (систем) влево (далекое прошлое) и вправо (далекое будущее). При решении изобретательских задач методом проб и ошибок человек может лишь случайно, неосознанно использовать такой тип мышления. Но интуиция подводит гораздо чаще, чем принято об этом говорить.

Многоэкранный (многосистемный) стиль мышления должен быть нормой изобретателя, рабочей схемой, построенной с учетом развития технических систем.

Проиллюстрируем это положение небольшими примерами. Допустим, вы участвуете в проектировании одной из систем жизнеобеспечения космонавта. В эту систему входит и кварцевый резонатор, представляющий собой миниатюрную пластинку, которая выдает и поддерживает на определенном уровне необходимые сигналы. Ваша задача — сконструировать для этого резонатора специальную емкость, в которой бы всегда, при любых обстоятельствах, поддерживалась одна и та же температура. Резонатор очень чутко реагирует на колебания температуры, поэтому и нуждается в специальной защите.

Вы начинаете изучать систему стабилизации температуры. По этому вопросу выпущена масса литературы и много апробированных хороших устройств. Поместите кварцевую пластинку в сосуд Дьюара с двойными теплоизолирующими стенками, снабдите его внутренней системой обогрева, блоком контроля, блоком регулирования, блоком... Стоп! Что-то невероятно усложнился и потяжелел наш кварцевый резонатор. Из одной пластинки он превратился в тяжелый чемодан, который должен носить космонавт. Что-то здесь неладно. Случилось это потому, что мы рассматривали порученную нам систему в отрыве от надсистемы, в которую он входит. А что там? Нет ли в надсистеме участков, имеющих стабильную температуру? Конечно же, это сам космонавт! Температура его тела всегда 36,5°.

Это то, что нужно!

Пластинку кварцевого резонатора нужно положить во внутренний карман костюма космонавта — и проблема решена. Кроме того, это решение имеет еще один плюс: если космонавт заболеет, т. е. у него повысится температура, об этом сразу же будет известно на Земле, так как частота сигналов изменится, и тогда будут своевременно приняты меры.

Как видим, многоэкранный стиль мышления позволяет не только находить новые решения, но и делать их наиболее экономичными. Однажды на строительстве, где всегда что-нибудь случается, возникла очередная проблема. Когда был закончен второй этаж и уложены прочные плиты перекрытия, на которых будут стоять тяжелые станки, выяснилось, что обслуживающий стройку автокран, подающий поддоны с кирпичами, не дотягивается до третьего этажа. Стройка остановилась, надо было ждать, когда на соседней стройке освободится мощный автокран с более длинной стрелой. Если забрать его оттуда, значит, там люди будут сидеть без работы.

Бригада не работала, ругая бестолковость работников отдела организации работ. Выход нашел бригадир. В обеденный перерыв он привел большой кран и с его помощью установил свой маленький кран на строящийся дом. Вся операция заняла не более двадцати минут. Работа на обоих объектах продолжалась.

Что позволило найти такое решение? Системное мышление. Бригадир видел не только свой дом, кран, но и надсистему с ее возможностями.

А вот эта история произошла с заслуженным изобретателем из Магнитогорска М. И. Шараповым. Ему поручили найти средство для предотвращения износа трубы, по которой транспортировались кислотосодержащие отходы. Порой проходило всего несколько недель, а трубы надо было уже менять, кислота проедала самые толстые стенки. Завод нес большие убытки. Институтами разрабатывались различные покрытия, но и они не спасали дело.

Первое, что сделал М. И. Шарапов, — это проанализировал надсистему сброса всех отходов. Он обнаружил расположенную почти рядом другую трубу, по которой сбрасывались щелочные отходы. Эта труба, в отличие от кислотной, напротив, обрастала внутренней коркой так, что ее приходилось регулярно прочищать. Вы уже догадались, что сделал изобретатель? Конечно, он подключил трубы перекрестно. Теперь в каждой трубе одну неделю текла щелочная среда, а другую неделю — кислотная. Щелочь образовывала отложения, кислота их снимала. И так без конца. Заметьте, в обеих системах почти ничего не изменилось, но трубы стали безызносными, стоят до сих пор, не требуя ремонта.

Талантливый изобретатель должен мыслить системно, глобально, а действовать локально и с малыми затратами, учитывая будущее, настоящее и прошлое.

С думой о будущем

Что значит думать о будущем? Помните, Робинзон Крузо, решив выбраться со своего острова, свалил огромное дерево и несколько месяцев долбил из него лодку. Наконец он ее изготовил и только тут понял, что дотащить ее до берега не сможет. Так и стояла его лодка вдали от берега, укоряя своего создателя в несистемности мышления. А если бы Робинзон подумал о будущих проблемах, он наверняка выбрал бы другое дерево поменьше или перекатил бы свою заготовку, пока она еще круглая, поближе к берегу и там бы начал ее обрабатывать.

Вспоминается одна из газетных публикаций, посвященных освоению Луны. Один из космических аппаратов должен был взять пробу грунта с обратной стороны Луны, в ее затемненной зоне. Для этого на корабле был предусмотрен прожектор для освещения лунной местности. Оператор, находясь на Земле, рассматривал поверхность и давал автомату команду на взятие той или иной пробы грунта.

Вся система была отработана и неоднократно испытана в земных условиях.

Сомнений в работоспособности всей системы не было. Единственно, что тревожило конструкторов — это механическая прочность колбы лампы прожектора. При стартовых перегрузках колба лампы иногда не выдерживала и ломалась у самого основания. Проектировать и испытывать новую колбу уже не было времени, до старта комплекса оставалось всего несколько дней.

Подыскали соответствующую лампу от танковых прожекторов: они более стойко выдерживали вибрацию и перегрузки при ускорении, но были значительно тяжелее прежних.

Конструкторы пришли согласовывать свое решение к генеральному конструктору.

Выяснив, в чем дело, он спросил: «А зачем нужна колба в лампе?» —«Чтобы защитить спираль накаливания от взаимодействия с кислородом воздуха, иначе она быстро сгорит», — ответили конструкторы. «А на Луне есть воздух?» снова спросил генеральный. И тут всем вдруг стало ясно, сколько лишних трудов они сделали, подыскивая нужную колбу для лампы.

Налицо результат несистемного мышления, который, увы, очень часто присутствует в наших действиях. Думать о будущем — это значит не делать ошибок в настоящем.

С думой о настоящем

Нити нашего бытия, наших дел и забот переплетены в многозвенном полотнище окружающего мира. Потянув за одну из них, мы приводим в движение сотни других. Все связано со всем. Еще древние говорили: «Трогая траву, не потревожь звезду!»

Действительно, если мы уничтожим на Земле растительность, то изменится и газовая атмосфера Земли как по качеству, так и по объему. Атмосфера, скорее всего, уменьшится, так как исчезнет кислород, вырабатываемый растениями. Можно сказать, что уменьшится диаметр Земли, а значит, увеличится скорость ее вращения. Вспомните вращающегося фигуриста на льду: прижатие рук к телу увеличивает скорость его вращения. По этой причине изменится общая динамика и траектория движения Земли в пространстве. А взаимодействующие с Землей и Солнцем ближайшие планеты и звезды вынуждены будут сдвинуться, перегруппироваться, чтобы уравновесить всю систему в целом.

Воистину — трогая траву, не потревожь звезду!

В этом примере заведомо сгущены краски, чтобы нагляднее показать взаимосвязь всех элементов, систем, в том числе и в технике, которые нас окружают. Любое изменение хотя бы малой детали в какой-либо машине влечет за собой изменения всех ее остальных частей — в надсистеме и подсистеме.

Всем известны колесные тракторы типа «Беларусь». Это удобная, подвижная и многофункциональная машина в сельском хозяйстве. Несколько лет понадобилось, чтобы создать для одной из ее моделей легкий двигатель из алюминиевых сплавов. Двигатель поставили на серийную машину, и тут выяснилось, что передние колеса плохо «держат» дорогу. Легкий двигатель не в состоянии был своим весом плотно прижать колеса к земле, и при вспашке трактор в буквальном смысле «вставал на дыбы». Пришлось впереди двигателя на раме пристроить ряд чугунных болванок. Что же выиграли? А ничего. Только усложнили технологию изготовления двигателя и сделали дороже весь трактор. Это результат несистемного мышления конструкторов.

В общем, как сказал Бернард Шоу, «узкая специализация в широком смысле слова ведет к широкой идиотизации в узком смысле этого слова».

С думой о прошлом

А что значит думать о прошлом системы? Прежде всего, это не делать ошибок в будущем. Проследим сказанное на примере.

Стационарные морские буровые установки представляют собой платформу, которая стоит на трех или четырех опорах-сваях, закрепленных на дне моря. Платформа достаточно высоко поднята над уровнем моря и несет на себе буровые станки, дизельные и компрессорные установки, каюты для обслуживающего персонала и все другие необходимые устройства. Такие буровые установки начинают все шире применяться в северных морях. Но если летом они работают нормально, то зимой возникает масса проблем. Главная из них — это обрастание платформы и ее опор льдом. Переохлажденные морские волны образуют на опорах многотонные ледяные глыбы, которые приходится ежедневно сбивать. Это очень трудная и опасная работа. Кроме того, ледяной покров моря под действием приливных сил постоянно «дышит», перемещаясь то вверх, то вниз. Если он захватит опоры платформы, возможна аварийная ситуация.

Был объявлен конкурс на лучшую машину, которая скалывала бы лед с опор платформы. Появились десятки конструкций с ломами, граблями, скребками и прочими штуковинами. Некоторые из них были даже изготовлены. Их единственный недостаток состоял в том, что они не работали. Дело в том, что скалывающие органы в виде лома быстро обрастали глыбой льда и бесполезно елозили рядом с опорой.

А в одном из американских патентов предлагалось вокруг платформы и каждой ее опоры разместить специальные механизмы в виде самоходных фрез. Устройство снабжалось мощными электродвигателями, которые круглосуточно вращали гигантские фрезы, строгающие льды. Это было хотя и запатентованное, но некрасивое, энергоемкое и сложное решение проблемы в лоб. Известно, что лед по прочности почти одинаков с бетоном и, чтобы строгать его, потребуются колоссальные мощности.

Эта задача разбиралась на одном из заседаний кружка юного изобретателя «Импульс». Вначале были рассмотрены и забракованы все имеющиеся решения, в том числе и американский патент. Анализируя предлагаемые конструкции, ребята пришли к выводу, что все они «крушили» следствия, но не причину. Продумывая ситуацию, кто-то из членов кружка вспомнил, что ранней весной, когда лед тонкий, его легко разрушить, а еще лучше — не допускать его образования на поверхности опоры.

Но для этого нужна тепловая энергия. Где же ее взять? Оказывается, она в избытке имеется в надсистеме. Дизельные двигатели, стоящие на платформе и вращающие буровой инструмент, выбрасывают бесполезно в воздух десятки кубометров раскаленных выхлопных газов. Остается только спустить выхлопную трубу в воду рядом с опорой — и проблема решена. Выхлопные газы, поднимаясь вверх, не только обогревают опоры, но и, лопаясь на поверхности воды, постоянно перемешивают ее, не давая возможности образоваться монолитному льду. Если даже лед образуется, он будет весь пропитан выхлопными газами и представлять собой совершенно неопасную рыхлую массу. И хотя в результате мощность двигателя, стоящего на платформе, несколько теряется, выигрыш несомненен. Вот это-то решение с общего согласия и было оформлено заявкой на изобретение.

Итак, если хотите быть изобретателем, помните следующее:

  1. Мир системен и состоит из нескончаемых рядов надсистем и подсистем.
  2. Все системы взаимосвязаны между собой. Изменение в одной из них влечет изменения во всех остальных. Жесткость (зависимость) связей увеличивается в сторону подсистем и ослабевает в сторону надсистем.
  3. Талантливое мышление человека включает в себя минимум девять экранов — систему, надсистему и подсистему в прошлом, настоящем и будущем времени. Видеть систему в будущем — это значит не делать ошибок в настоящем. Видеть систему в прошлом — это значит не делать ошибок в будущем.
  4. При решении изобретательской задачи нужно мыслить глобально, охватывая все системы и в пространстве, и во времени, а действовать локально, с минимальными затратами того же пространства и времени.
* * *

А теперь задачи для самостоятельного решения.

Задача 1.

Вы библиотекарь. У вас сотни активных читателей, которые ежедневно приходят за новыми книгами. Здание библиотеки старое, и потребовался его ремонт. Нужно переезжать в новое здание, но у вас нет ни автомобилей для перевозки книг, ни средств, чтобы оплатить работу грузчиков. Как быть?

Задача 2.

Вы поехали на рыбалку и вынуждены были остановиться на проселочной дороге, так как спустило одно колесо. Дело привычное. Вы отвернули четыре гайки, которые крепят колесо к оси, аккуратно положили их на обочину дороги и пошли к Багажнику, чтобы, достать запасное колесо. В этот момент местный лихач мотоциклист, объезжая вас, наехал на лежащие гайки и расшвырял их в стороны. Как отыскать их в густой траве?

3адача 3.

Однажды к изобретателю пришел тренер по скоростному спуску на лыжах и попросил помощи. Дело в том, что он подготавливал новую тренировочную трассу скоростного спуска. По международным правилам поверхность этой трассы должна быть покрыта корочкой льда. Для этого трассу увлажняют водой. Тренер приобрел насос, поставил его на берегу речки, подключил к электролинии и протянул на гору шланг. Но насос оказался маломощным, и вода не поднималась выше середины трассы. Тогда поставили более мощный насос, но вода снова не достигала вершины трассы, так как она просто замерзала в шланге, не доходя до его конца. Что вы посоветуете тренеру?

Добавить в блокнот

(Голосов: 0, Рейтинг: 0)


Добавить комментарий:

Комментарии:
  
Креативная неделя

Купить электронные книги


Купить книги по ТРИЗ

книги по ТРИЗ Анализ технической информации и генерация новых идей Денис изобретатель ТРИЗ найти идею книга
Петров ТРИЗ. Теория решения изобретательских задач. Учебник по дисциплине "Алгоритмы решения нестандартных задач" Правила творческого мышления, или Тайные пружины ТРИЗ Приключения колобка

Подписка на рассылку