Генрих Альтшуллер - Алгоритм изобретения

Возникновение кибернетики на первых порах усилило очередной отлив эвристики. В электронной вычислительной технике господствовал принцип последовательного перебора вариантов. Популярная и внешне убедительная аналогия между работой вычислительной машины и работой мозга укрепила мнение, что изобретательские задачи должны обязательно решаться путем «проб и ошибок».

Электронные вычислительные машины совершенствовались, и к концу 50-х годов стало ясно, что сплошной перебор вариантов — даже при колоссальном быстродействии — не годится для решения творческих задач. Пришлось вспомнить об эвристике. Возникла идея эвристического программирования: пусть машины не перебирают подряд все варианты, а по определенным правилам отбирают относительно небольшое количество вариантов, достаточное для решения.

В 1957 году американские исследователи А. Ньюэлл, Дж. Шоу и Г. Саймон опубликовали эвристическую программу под названием «Общий решатель проблем». Терминология была новая, с кибернетическим акцентом, а идея старая: создать универсальные правила решения творческих задач. Однако «решатель проблем» оказался весьма специализированным: он был пригоден в основном для доказательства теорем математической логики. А. Ньюэлл попытался использовать «Общий решатель» для игры в шахматы — ничего не получилось. Об изобретательских задачах и говорить не приходится: они заведомо были не под силу «Общему решателю».

Впоследствии А. Ньюэлл, Дж. Шоу и Г. Саймон создали специальную шахматную программу. Но при этом пришлось отказаться от традиционных для эвристики поисков универсальных правил. Исследователи обратились к изучению объективных закономерностей шахматной игры. Имеется хорошо разработанная шахматная теория — она и была положена в основу программы.

Казалось бы, найден верный путь: создавая эвристические программы, надо основываться на объективных закономерностях, действующих в данной области. Однако современная эвристика без особого энтузиазма осваивается с этой мыслью. Дело в том, что в шахматах была готовая теория, были учебники с правилами, обобщениями, советами, были многочисленные анализы сыгранных партий. Не будь всего этого, пришлось бы проделать в тысячи раз более сложную работу: сначала создать теорию, а уж потом, опираясь на эту теорию, разработать эвристическую программу игры. Именно поэтому сегодняшняя эвристика ничего не может предложить изобретателям.

Разделяя творческий процесс на отдельные стадии, Росман и другие исследователи не учитывали, что каждая стадия может проходить на качественно отличающихся уровнях.

Это типично для исследований, посвященных изобретательскому творчеству. Изобретения рассматриваются «вообще», хотя на самом деле они представляют собой множество весьма отличающихся друг от друга объектов.

Сравним два конкретных изобретения:

Приспособление для открывания бутылок, выполненное в виде укрепленного на рукоятке захвата, отличающееся тем, что с целью открывания бутылок, укупоренных полиэтиленовыми пробками, захват выполнен в виде скобы подковообразной формы с загнутым внутрь ее по всему периметру бортиком с фаской.

Способ усиления электромагнитных излучений (ультрафиолетового, видимого, инфракрасного и радиодиапазонов волн), отличающийся тем, что усиливаемое излучение пропускают через среду, в которой с помощью вспомогательного излучения или другим путем создают избыточную, по сравнению с равновесной, концентрацию атомов, других частиц или их систем на верхних энергетических уровнях, соответствующих возбужденным состояниям.

Безусловно, в обоих случаях творческий процесс должен проходить через одни и те же стадии (в каждом деле есть начало, середина и конец). Но существует очевидная качественная разница между «усмотрением потребности» в механизации извлечения полиэтиленовых пробок и «усмотрением потребности» в создании индуцированного излучателя (лазера). Столь же очевидная качественная разница должна быть и в механизме «рождения новой идеи» в двух этих изобретениях.

Я опросил подряд 29 человек в возрасте от 12 до 46 лет — все они за 2—5 минут находили идею механизма для открывания пластмассовых пробок. Привожу запись решения задачи моим сыном (12 лет):

«Экспериментатор.Нужно придумать открывалку для пластмассовых пробок. Штопор не годится. Острая штуковина, которой открывают металлические пробки, тоже не годится. Для пластмассовых пробок нужна какая-то другая открывалка.

Испытуемый.Мама открывает ножом.

Экспериментатор.Ножом неудобно. Нужна специальная открывалка.

Испытуемый.Можно ножницами.

Экспериментатор.А почему ножницами лучше?

Испытуемый.Ну, нож захватывает пробку только с одной стороны, а ножницы — с двух сторон.

Экспериментатор.А как сделать еще лучше?

Испытуемый (с энтузиазмом).Надо захватить с трех сторон! (Примечание: это и есть «скоба подковообразной формы» по авторскому свидетельству № 166584.)

Экспериментатор.Но все-таки нужна специальная открывалка.

Испытуемый.Ну такое лезвие, чтобы хватало пробку с трех сторон (показывает пальцами). А сверху прицепить ручку».

Чтобы разобраться в технологии изобретательского творчества, необходимо рассмотреть изобретательскую деятельность с учетом многообразия уровней на каждом этапе творческого процесса.

Этим мы и займемся.

На стр. 32 приведена структурная схема творческого процесса. Этапы обозначены на ней буквами ( А, Б, В, Г, Д, Е ), уровни — цифрами (1, 2, 3, 4, 5). Каждая стадия может быть пройдена на одном из пяти уровней.

В дальнейшем мы детальнее рассмотрим, чем отличаются уровни. А пока с некоторым приближением можно считать характерным:

для первого уровня: использование готового объектабез выбора или почти без выбора;

для второго уровня: выбородного объекта из нескольких;

для третьего уровня: частичное изменениевыбранного объекта;

для четвертого уровня: создание нового объекта(или полное изменение исходного);

для пятого уровня: создание нового комплекса объектов.

Приведем несколько конкретных примеров изобретений разного уровня.

Авторское свидетельство № 157356: «Защитный колпак к баллонам для сжатых, сжиженных и растворимых газов, отличающийся тем, что, с целью значительного снижения стоимости и экономии металла, колпак выполнен из пластмассы и снабжен ребрами жесткости на внутренней поверхности».