Г. АЛЬТШУЛЛЕР - АЛГОРИТМ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Психологи довольно точно,разобрались в механизме мыщления на первом и втором уровнях (поскольку этог механизм, на отличается от.^творческого мышления)., идет перебор вариантов, негодные варианты отбрасыва-юхея, каждый отброшенной вариант проясняет задачу, перестраивая ее условия.
Трудности для традиционной психологии возникают^ при раскрытия уедавдзмд творчества на более высоких уровнях. Теоретически число подлежащих перебору вариантов очень велико, но не вызывает никаких сомнений, что изобретатель не перебирает их все подряд, а каким-то образом сужает число проб и ошибок: из Г00000 возможных проб изобретатель эвристически выделяет «участок», скажем, со 100 пробами Решающее значение имеет механизм этого выделения, дальше действует обычный перебор.
Вся эвристика (в значительной Мере и психология творческого мышления) построена на надежде выявить механизм перехода от 100000 вариантов к 100 Эксперименты в этом направлении столь же стары, как и сама эвристика И столь же безрезультатны.
Ошибочно исходное положение Никаких эвристических механизмов перехода от «большого поискового поля» (сотни тысяч попыток) к «малому, но нужному участку» (сотни попыток) ие существует Хотя задачу, требующую 100 000 проб, изобретатель действительно решает всего 100 пробами
Кажущееся противоречие объясняется тем, что психологи рассматривают действия одного человека, а задачи высших уровней решаются последовательными усилиями многих людей.
Представим себе, что клад спрятан в поле площадью 100 000 м2. В течение нескольких поколений последовательно на поле работали 1000 человек. Каждый вел раскопки на участке в 200 м 2 (участки часто перекрывают друг друга). Постепенно выяснились области, где бесполезно копать, но все равно там копали… Наконец появляется 1001-й искатель. Он уже знает, где заведомо не надо копать - за полвека это выяснили его предшественники. Он выбирает некопаный участок - и находит клад. Тут появляется психолог: «Скажите, как вам удалось найти клад с такого небольшого числа попыток?» А ведь все просто: остальные участки были раскопаны, полувековая работа сузила громадное поисковое поле до скромного участка.
В качестве конкретного примера рассмотрим изобретение компактного вариатора.
Вариатор - бесступенчатая коробка передач. Возможность плавного регулирования числа оборотов исключительно важна для машиностроения и ряда других отраслей техники. Поиски наилучшего вариатора ведутся во многих странах с начала XX столетия.
С 1945 года над этой проблемой работал изобретатель Е. И. Пирожков под руководством доктора технических наук Г. Г. Баранова. Ранее Е. И. Пирожков изобрел небольшой гидравлический вариатор (а. с. № 70842). Таким образом, налицо идеальные условия: действует человек, уже имеющий изобретательский опыт, а за его действиями следит известный ученый.
Как же протекала работа?
Вот ее описание, взятое из журнала «Изобретатель и рационализатор» (№ 7, 1969 г.):
«Было выполнено несколько серьезных научно-исследовательских работ. Изучено колоссальное количество отечественной и зарубежной литературы. По «косточкам» разобраны конструкции практически всех вариаторов и выявлены сильные и слабые стороны каждого. Это был титанический, не прекращающийся ни на один день труд. Несмотря на успех своего изобретения, Пирожков понял, что гидравлические передачи так же, как и пневматические и электрические, страдают одним существенным недостатком, исправить который нельзя…
…Среди специалистов мало кто обращал внимание на фрикционные передачи. Многих отпугивали их бью-
щие в глаза недостатки. Например, вариаторы, работающие всухую, очень ненадежны… фрикционные тела проскальзывают… приходится очень сильно сжимать контактирующие пары. Силы, возникающие при этом (до нескольких десятков тонн!), быстро разрушают валы и подшипники.
Интересно также, что в свое время считалось, будто колеса паровоза и рельсы надо делать зубчатыми. Иначе локомотив не сдвинется с места. Очевидно, с тех пор и осталось предубеждение против фрикционных передач. А ведь у них есть прекрасные качества…
…Пирожков оценил это. Если избавиться от недостатков или хотя бы свести их к минимуму, то фрикционным передачам не будет равных.
Это оказалось возможным благодаря простой, но чрезвычайно остроумной идее: если силы, действующие на сателлит, перераспределить так, чтобы они образовали замкнутый многоугольник, то их сумма будет равна нулю. Тогда промежуточное тело будет находиться в равновесии, а вал и подшипники разгрузятся. Вся сложность заключается в том, что в любом вариаторе одна из сил меняет свое положение. Значит, надо найти такую, далеко не всякую и одновременно простую форму промежуточного тела, которая позволила бы уравновесить сателлит. Выяснилось, что приемлемая форма его - сочетание двух усеченных конусов.
…Решение это пришло неожиданно.
Пирожков уехал в командировку, вырвавшись из текучки преподавательских работ, отчетов, докладов. И в поезде мелькнула вдруг та редкая и счастливая мысль, которую, по выражению Эйнштейна, не надо даже записывать. Схема нового вариатора стояла перед глазами. Это было в 1952 году. Прошло семь лет напряженного труда с тех пор, как Пирожков впервые столкнулся с проблемами вариаторостроения…»
Проанализируем теперь ход этой семилетней работы.
Существовало обширное поисковое поле, на котором уже полвека работали тысячи людей. Изобретатель начал с участка, который был связан с его личным опытом: попытался усовершенствовать гидравлические вариаторы. Попытки оказались безуспешными, и участок поисков начал дрейфовать по поисковому полю. Одновременно собиралась информация о поис-
новых участках других изобретателей. Это чрезвычайно важная особенность, реального изобретательского твор: чества, которая полностью пропадает при психологическом моделировании творческих процессов Психолог, следи он за Е. И. Пирожковым, зарегистрировал бы его личные пробы и не учел бы пробы других изобретателей Между тем дрейф поискового участка, в пределах которого вел пробы Е. И. Пирожков, корректировался информацией с других участков. Займись изобретатель этой задачей лет на 30-40 раньше, информации с других участков не было бы, вся картина поисков выглядела бы совершенно иначе.
В оценке подобных ситуаций сейчас все поставлено с ног на голову. Если изобретатель решил задачу, которую не смогли решить тысячи его предшественников за иолстолетня, говорит; тут должны быть выдающиеся изобретательски^ способности. И не учитывают, что решить задачу без предшественников-намного труднее; уве? личивается степень неопределенности и, следовательно, количество требуемых попыток. Как ни парадоксально, но решить задачу тем легне, чем большее количество людей безуспешно пыталось сделать это раньше. Ибо каждая неудачная попытка - это дополнительная информация, позволяющая лучше донять задачу и сузить поле поисков.
Перелом в работе Е. И. Пирожкова наступил тогда, когда изобретатель существенно перестроил задачу. Основываясь на своих пробах и на информации о чужих пробах, он отказался от попыток усовершенствовать наиболее популярные прототипы и обратил внимание на «золушку»- фрикционную передачу. Поисковый участок был перемещен в самый дальний, заброшенный угол поля. Осуществился переход с поля в сто тысяч попыток «на уголочек» в сто попыток, н отыскание решения стало неизбежным,
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 цар-
ствах-государствах (других отраслях техники). Но мы видим, насколько далека картина реального изобрета тельского творчества от эвристически направленного процесса
* * *
Сделаем небольшое отступление.
При анкетных опросах выяснилось, что некоторые изобретатели не хотят знакомиться с патентной литературой до решения задачи. Мотивировка: патентная информация подталкивает к тривиальным решениям, сковывает воображение.
Попробуем разобраться в этих утверждениях.
Если нужно улучшить имеющийся объект, т. с. сдеЛать изобретение второго-третьего уровней, мы ъсегд* 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 ново*?, т е. сделать изобретение четвертого-пятого уровней, условия задачи расширяются настолько, что Нельзя опре*-делений ответить на вопроса какук) именно патентную информацию следует смотреть?