Генрих Альтшуллер - Крылья для Икара. Как решать изобретательские задачи

Сформулировать техническое противоречие — значит перейти от ситуации к задаче. Поэтому правильный переход от административного противоречия к техническому — это существенный сдвиг в решении задачи.

3. Физическое противоречие: «Эта часть рассматриваемой системы должна находиться в таком-то физическом состоянии, чтобы удовлетворить одному требованию задачи, и должна находиться в противоположном физическом состоянии, чтобы удовлетворить другому требованию задачи».

Требования, указанные в условиях задачи (и в техническом противоречии), несовместимы из-за того, что для их выполнения одна и та же часть системы должна находиться в двух диаметрально противоположных физических состояниях: быть горячей и холодной, проницаемой и непроницаемой, электропроводной и неэлектропроводной, тяжелой и легкой, подвижной и неподвижной и т. д. Какое именно физическое противоречие скрыто в глубине технического противоречия — чаще всего неизвестно. Нуяшо каким-то образом добраться до физического противоречия. Но если мы знаем физическое противоречие, то изобретательская задача из туманной превратилась в конкретную и потому значительно более простую техническую или физическую задачу. Во многих случаях после выявления физического противоречия становится очевидным, какой прием или физический эффект надо применить, чтобы получить ответ.

Физическое противоречие — последний барьер на пути к ответу. И чем точнее сформулировано физическое противоречие, тем ниже этот барьер.

УСЛОЖНИМ ЗАДАЧУ, ЧТОБЫ ЕЕ УПРОСТИТЬ

Итак, трудная задача трудна по трем причинам: 1) сначала мы имеем дело не с задачей, а с изобретательской ситуацией — целым клубком задач, и нужно каким-то образом выделить из этого клубка единственно правильную задачу; 2) пытаясь решить задачу обычными (известными, привычными) путями, мы наталкиваемся на техническое противоречие, и нужно каким-то образом докопаться до спрятанного в его глубине физического противоречия; 3) чтобы устранить физическое противоречие, нужно каким-то образом найти подходящий технический прием или физический эффект.

Всего три действия! Если их осуществить, трудная задача будет решена или, по крайней мере, превратится в задачу значительно более легкую. Загвоздка, однако, в том, что мы не знаем, каким именно образом выполнить эти действия. Легко сказать — перейти от ситуации к задаче. А как это сделать? Как искать физическое противоречие? Как подбирать нужный технический прием или физический эффект?

И снова возникает мысль: вот если бы существовали какие-то правила... Впрочем, совместимы ли творчество и правила? Разве одно не исключает другое? К этой проблеме мы еще вернемся. А сейчас просто констатируем: да, такие правила существуют.

Вот одно из них. Оно заключается в том, что любую изобретательскую ситуацию надо прежде всего перевести в мини-задачу по принципу: все остается так, как было, но исчезает вредное, ненужное качество или появляется новое полезное качество. Надо по возможности избегать изменений в системе — такова идея этого правила. Сначала выгоднее решить мини-задачу и уж потом, по мере необходимости, браться за задачи, связанные со значительными изменениями технической системы и всей иерархической лестницы. Допустим, решая задачу о шлаке, мы нарушили правило перехода к мини-задаче и придумали совершенно новый металлургический процесс. В самом идеальном случае пройдут десятки лет, пока будет спроектировано и построено повое оборудование. Десятки лет будут продолжать работать доменные печи, и по-прежнему будет теряться жидкий шлак.

Переход к мини-задаче имеет три важных преимущества:

1. Такой переход легко осуществить. Достаточно ввести дополнительное требование: техническая система и вся иерархическая лестница остаются без изменении (точнее, не усложняются), недостаток (он указан в изобретательской ситуации) исчезает. Например: «Система перевозки шлака остается прежней (не усложняется), по потери жидкого шлака сведены к нулю».

2. Переход к мини-задаче резко сокращает число вариантов, которые надо рассмотреть, чтобы решить задачу. Сразу отпадают все варианты, связанные со значительными изменениями системы. Так, в записи обсуждения задачи о шлаке явно не соответствуют мини-задаче следующие идеи: передвинуть шлакоперерабатываю-щую установку к домне; создать металлургический процесс с регенерацией шлака; оборудовать ковши перемешивающими устройствами; построить шлакопровод; создать скоростное оборудование для перевозки шлака; построить печь для вторичного подогрева шлака; построить ковши-термосы. Не годятся и предложения, которые не обеспечивают сохранения всего шлака в жидком состоянии: конусные пробки, сливной кран в нижней части ковша, разрушение шлаковой корки взрывом. Из двенадцати идей «под вопросом» остаются только две: подогревать шлак горелками (или электронагревателем) и оборудовать ковш теплоизолирующими крышками.

3. Найденное решение мини-задачи легко внедрить, поскольку нет необходимости что-либо перестраивать, переделывать. Представим себе, пока в порядке фантазии, хорошее решение задачи о шлаке. Скажем, достаточно бросить в ковш пачку поваренной соли — и скорость охлаждения шлака в сто раз уменьшится, жидкий шлак, не затвердевая, прибывает на шлакоперерабатывающую установку. При столь простом решении не существует проблемы внедрения: в течение одного дня можно хоть двадцать раз провести натурный эксперимент, способный убедить любого скептика.

Может показаться, что использование правила перехода к мини-задаче означает отказ от смелых, оригинальных изобретений. Это совсем не так. Мини-задача ориентируется не просто на минимальные изменения того, что есть. Она, словно нарочно, требует почти невозможного и дерзкого: незначительными изменениями добиться максимального результата. Изобретатель как бы сам себе утяжеляет задачу, вводя дополнительное требование: нужный результат должен быть достигнут без усложнения системы. Сделать задачу более тяжелой, чтобы легче было ее решать, — путь парадоксальный, и нет ничего удивительного в том, что этот путь часто ведет к красивым и неожиданным изобретательским идеям.

Рассмотрим это на любопытном примере.

Задача 10. Предприятие выпускает приборы в цилиндрических пластмассовых корпусах. Готовую продукцию надо покрыть тонким слоем специальной защитной краски. Использовать электростатические способы окраски по ряду причин невозможно. Окраску ведут обычными распылителями: в течение 15—20 секунд распылители наносят краску на цилиндр, затем в окрасочную камеру поступает следующий цилиндр и т. д.

К сожалению, окраска идет слишком медленно. Повысить скорость окраски нетрудно: если пустить распылитель на полную мощность, цилиндр покроется краской за доли секунды. Но при этом будет практически невозможно получить тонкое и ровное покрытие. Лишнее мгновение — и слой краски будет слишком толстым, образуются потеки. И наоборот: чуть меньше, чем надо, — и где-то останутся незакрашенные места.