© Альтшуллер Г.С., Фильковский Г.Л., 1975
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ
ТЕОРИИ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ

В течение последнего года бакинская группа ОЛМИ регулярно обсуждала проблемы теории решения изобретательских задач. При этом рассматривались различные стороны теории. Главную проблему, к которой постоянно возвращалось обсуждение, можно сформулировать так: "Теория решения изобретательских задач вступает в новую фазу развития: каковы особенности этой фазы? каковы пути и перспективы дальнейшего развития?"

Постепенно наметились некоторые выводы, которые мы хотим изложить в этой статье. Мы пишем эту статью для преподавателей методики изобретательства, разработчиков, выпускников общественных школ и институтов изобретательского творчества. Поэтому мы не будем начинать с азов.

О будущем трудно писать с полной определенностью. В этой статье наряду с бесспорными положениями, есть предположения, гипотезы, догадки. Мы будем благодарны за высказанные замечания и соображения.

1.

Теория решения изобретательских задач разрабатывается с 1946 года. За тридцать лет несколько раз менялись идейные установки теории - главные ориентиры, представления о целях и конечных результатах работы. Эти тридцать лет можно разбить на три основных этапа. Однако, прежде чем перейти к их описанию, посмотрим, какова была в ту пору позиция официальной науки.

Показательны в этом отношении статьи, опубликованные в N2 журнала "Изобретатель" за 1929 г. (учитывая, что в период 1937-45 других работ по психологии изобретательского творчества не появлялось, можно считать, что взгляды, существовавшие в 1929 г., сохранили силу и к 1946 г.)

"Есть "что-то" общее всем изобретателям, что отделяет их от не-изобретателей как в человеческом роде, так и среди крыс. Это "что-то" "скорее всего заключается в химическом составе крови, в изобретательском темпераменте" - писал проф. Н.К. Кольцов.

Проф. В.А. Гиляровский отстаивал другую точку зрения: изобретательская деятельность - своего рода патологический сдвиг, "чокнутость". "Существует целый ряд болезней, при которых на фоне общего возбуждения наблюдается повышение интеллектуальной продуктивности и творческой фантазии, связанное с созданием произведений высокой ценности. Чаще всего это бывает при циркулярном психозе в состоянии маниакального возбуждения". И далее: "Поднятый покойным немецким ученым Оппенгеймером вопрос о возможности повышения ценности личности, благодаря патологическим сдвигам, можно считать решенным в положительном смысле".

В специальной литературе по изобретательскому творчеству деятельность изобретателя рассматривалась в лучшем случае как труднопознаваемая: "Мы в настоящее время практически ничего не знаем о психологическом процессе, создающем изобретение. Мы не знаем ни условий, благоприятных для создания изобретений, ни особенностей и характерных черт изобретателя" (Росман). Чаще открыто провозглашалась непознаваемость изобретательского творчества: "Инженер имеет то общее с художником, что его лучшие работы основаны на вдохновении, которое переходит за край логических выводов" (проф. Ганфштенгель).

В 1948 году издательство АН УССР выпустило третьим(!) изданием книгу акад. К. Воблого "Организация труда научного работника". Работа исследователя (и изобретателя) описывалась в ней так: "Исследователь начинает с упорного раздумья над интересующим его вопросом. Длительная мыслительная работа не дает результатов, тогда исследователь, измученный бесплодными усилиями сдвинуться с мертвой точки зрения, бросает работу, переходит к другим занятиям, к легкому чтению, к экскурсиям, прогулкам и т.д. И вот в один из таких моментов, далеких от занимающей его проблемы, неожиданно в поле зрения появляется идея, дающая ключ к разрешению всего вопроса". Откуда же появляется эта решающая идея? К. Воблый отвечает так: "В творческом процессе исключительно важную роль играет подсознательная деятельность. Физиологи, психологи и ученые разных специальностей приходят к единогласному выводу о важной роли в творчестве подсознательной деятельности".

Позиция официальной науки и до сих пор принципиально не отличается от того, что утверждали Росман, Ганфштенгель и др. Изменились акценты: энергичнее подчеркивается роль знаний, труда, опыта. Но незыблемым остается основной догмат: главное в творческом мышлении - это сами процессы мышления, психология человека, эмоции. При этом в одних работах подчеркивается непознаваемость творческого процесса, в других непознаваемость притушевывается игрой буферных слов "интуиция", "способность", "личные качества" и др.

Время от времени тот или иной ученый высказывал здравые мысли о необходимости хотя бы извлечь полезные советы из опыта изобретателей. В том же "Изобретателе" (N1-1929) акад. С. Ольденбург писал: "Приходится очень жалеть, что история изобретений мало еще разработана, и мы поэтому во многом еще не имеем отчетливого представления о психологии и механизме изобретений. Между тем эти знания могли бы очень пригодиться изобретателям, охраняя их от многих ошибок и неправильных подходов". К сожалению, такие высказывания не имели реальных последствий, а представления официальной науки, основанные на явном или неявном признании непознаваемости процессов творчества, через учебники, монографии, статьи и научно-популярную литературу формировали общественное сознание.

Официальная наука оказалась бессильной дать изобретателям практически работоспособные рекомендации. Она не могла этого достичь даже в тех случаях, когда ставила такую цель. Так, например, в конце 60-х годов в Институте общей педагогической психологии АПН СССР была создана лаборатория эвристики под руководством доктора психологических наук В. Пушкина. В плане работы лаборатории было указано, что к концу пятилетнего срока будут получены практические рекомендации для изобретателей и рационализаторов. Срок прошел, рекомендаций нет.

Неудивительно, что первых практических результатов добились "люди со стороны": Ф. Цвикки, А. Осборн, У. Гордон. Они не вышли за пределы основного догмата о непознаваемости творчества. Но они здраво рассудили, что непознаваемость - непознаваемостью, а в практической деятельности можно и нужно эмпирически применять найденные методы борьбы с психологической инерцией.

Предлагая мозговой штурм, А. Осборн прямо опирался на основной догмат: корни творчества уходят в подсознание. Мозговой штурм и призван был "помочь" подсознанию - снять с него тормозящее воздействие сознания, расковать подсознание, создать условия свободной игры неуправляемых процессов. А на деле получилась попытка управления сознанием. Это особенно хорошо видно на синектике, являющейся дальнейшим развитием мозгового штурма: введена определенная последовательность решения задачи, используются - вполне сознательно! - определенные приемы, тщательно изучаются записи хода решения с целью выявления удачных подходов и приемов.

Заслуги А. Осборна, У. Гордона, Ф. Цвикки велики и будут еще оценены по справедливости. Но мозговой штурм, синектика, морфологический анализ не стали сильными методами решения творческих задач: их авторы не смогли выйти за пределы "притяжения" основного догмата и не пришли к мысли о необходимости изучать объективные закономерности развития технических систем.

Первый этап работы над теорией решения изобретательских задач тоже основывался на представлении о примате психологического фактора. Но с самого начала была принята иная программа действия. "Надо изучить опыт изобретательского творчества и выявить характерные черты хороших решений, отличающие их от плохих. Отсюда можно будет определить отличие хорошего мышления от плохого".

Таким образом, в центре исследования с первых же шагов оказалась логика развития технических систем. Вместо исследования играющего "исключительно важную роль" подсознания началось изучение изобретательских задач и их решений.

Основным материалом для исследования на этом этапе были литература по истории техники и заявки на изобретения, проходящие через Инспекцию по изобретательству Каспийской военной флотилии.

Почти сразу удалось обнаружить, что решения изобретательских задач хороши (сильны), если эти решения преодолевают техническое противоречие, содержащееся в поставленной задаче, и, наоборот, плохи (слабы), когда техническое противоречие не выявлено или оно не преодолено.

Далее было обнаружено нечто более неожиданное: оказалось, что даже самые сильные изобретатели не понимают, не видят, что правильная тактика решения изобретательских задач должна состоять в том, чтобы шаг за шагом выявлять техническое противоречие, исследовать его причины и устранять их, тем самым устраняя и техническое противоречие. Даже столкнувшись с открытым, кричащим о себе техническим противоречием, и увидев, что задачу удалось решить благодаря устранению этого противоречия, изобретатели не делали никаких выводов на будущее, не меняли тактику и, взявшись за следующую задачу, могли потратить годы на перебор вариантов, даже не пытаясь сформулировать содержащееся в задаче противоречие...

Рухнула надежда извлечь из опыта "больших" (великих, крупных, опытных, талантливых) изобретателей нечто полезное для начинающих: "большие" изобретатели работали тем же примитивным методом проб и ошибок.

Оказалось, что объективное отличие хорошего решения от плохого не означает субъективного отличия мышления изобретателя. Таким образом, последовательное осуществление поставленной программы привело к необходимости изменения самой исходной позиции.

Здесь начался второй этап (1949 - 1964 г.г.) развития теории. Идейную установку в начале этого этапа можно сформулировать так: "Надо составить программу планомерного решения изобретательских задач, годную для всех изобретателей. Эта программа должна быть основана на пошаговом анализе задачи с целью выявления, изучения и преодоления технического противоречия. Программа не заменит знаний и способностей, но она будет предохранять от многих ошибок и даст изобретателю хорошую тактику решения изобретательских задач".

Если на предыдущем этапе главным в изобретении считалось то, что изобретение - это деятельность человека, то теперь главным является то, что изобретение - это решение изобретательской задачи. Идейные основы начала этого этапа стыкуются с подходом Пойа: "решение задач является специфической особенностью интеллекта, а интеллект - это особый дар человека"; но можно дать программу анализа задач, с помощью которой человек, максимально используя содержание задачи, направлял бы свои мысленные операции на ее решение (Д. Пойа "Математическое открытие" - "Из предисловия автора"). Однако в отличие от Пойа и др. в теории решения изобретательских задач к этому моменту имелся такой важный для построения программ механизм, как выявление и устранение технических противоречий.

Программы решения изобретательских задач поначалу были далеки от алгоритмов, но с каждой новой модификацией они становились четче и надежнее, постепенно приобретая характер программы (предписаний) алгоритмического типа. Было введено фундаментальное понятие ИКР, составлены первые таблицы применения приемов устранения технических противоречий. Теперь главным материалом для исследования стала патентная информация, описания изобретений. Начали проводиться учебные семинары, постепенно накапливался опыт обучения АРИЗу.

И снова обнаружилось нечто неожиданное. Оказалось, что при решении задач высших уровней:

- нужны знания, обязательно выходящие за пределы специальности, которую имеет изобретатель;

- производственный опыт навязывает бесплодные пробы в привычном направлении;

- единственной "способностью", ощутимо влияющей на ход решения, является "способность" придерживаться АРИЗ.

Отсюда неизбежен был вывод: ни знания, ни опыт, ни способность ("природный дар") не могут служить надежной основой для эффективной организации творческой деятельности. Нет людей, которые могли бы регулярно, одну за другой, решать задачи высших уровней благодаря своим знаниям, опыту и способностям. Если цена задачи 100 000 проб, никто не сможет решить ее в одиночку. Если задача решается каким-то физическим эффектом в сочетании с несколькими комбинированными приемами, никакие способности не помогут человеку, не знающему этого физического эффекта и образуемых им сочетаний.
 Большие изобретения (т.е. изобретения четвертого и пятого уровней) делаются эстафетным способом: участок в 100 000 проб перекапывается сотнями и тысячами "землекопов", а потом изобретение приписывается последнему "землекопу", хотя он ковырял землю ничуть не талантливее своих предшественников.

Есть и другой способ, который можно назвать "задача сама ищет своего решателя". Трудная задача трудна потому, что она относится к одной области, а для ее решения нужны знания совсем из другой области. Когда в 1898 году Крукс поставил задачу связывания атмосферного азота, эта задача - благодаря научному авторитету Крукса - стала известна очень многим ученым. И норвежский специалист по полярным сияниям Виркеланд предложил использовать процессы, подобные происходящим в верхней атмосфере. Задача "отыскала" человека, чьи специальные знания были необходимы для ее решения.

Способ, при котором "задача сама ищет своего решателя", опять-таки основан на пробах и ошибках, только пробы эти ведутся почти одновременно. Способ громоздкий и не гарантирующий решения задач, для которых нужно сочетание физэффектов или сочетание физэффектов и приемов.

Приступая к решению изобретательской задачи высшего уровня, человек должен располагать знаниями о всей технике, о всей физике, о всей химии. Между тем объем знаний у человека в миллион раз меньше.

Решая задачу, человек должен уметь правильно перерабатывать имеющуюся информацию (допустим, она имеется в полном объеме). "Правильно перерабатывать" - значит осуществлять цепь последовательных действий, управляя этими действиями так, чтобы они вели к решению задачи. Вместо этого человек использует примитивный перебор вариантов, руководствуясь старыми представлениями и личным (и потому случайным) опытом.

Человек не умеет решать изобретательские задачи высших уровней.

Поэтому ошибочны все теории, которые прямо или косвенно исходят из того, что, исследуя творческий процесс, можно выявить эффективные приемы, методы эвристики и т.д. Ошибочны все методики и методы, основанные на стремлении активизировать творческое мышление, поскольку это - попытка хорошо организовать плохое мышление.

Таким образом, второй этап, начавшийся с мысли о том, что изобретателям надо дать полезный вспомогательный инструмент, завершился выводом о необходимости коренной перестройки изобретательского творчества, изменения самого мышления изобретателя.

Программа теперь стала рассматриваться как самостоятельная, независимая от человека, методика решения изобретательских задач. Мышление должно следовать этой методике, управляться ею, и тогда оно будет талантливым.

Возникла необходимость поставить операции, производимые в алгоритме решения изобретательских задач, на объективную основу, обосновать их объективными законами развития технических систем.

Формула третьего этапа (1965-1975 г.г.) была такой: "Изобретения низших уровней - вообще не творчество. Изобретения высших уровней, делаемые методом проб и ошибок, - это плохое творчество. Нужна теория решения изобретательских задач, позволяющая планомерно решать задачи высших уровней. Эта теория должна основываться на знании объективных законов развития технических систем".

Начало третьего этапа совпало по времени с периодом интенсивного проведения семинаров, а затем стала складываться система школ и институтов изобретательского творчества. Совершенствование АРИЗ и разработка теории постепенно превращались в коллективную работу. Появился АРИЗ-71. Значительно усилилось информационное обеспечение АРИЗ, в частности был составлен "Указатель применения физических эффектов". Затруднения, возникающие при анализе и обусловленные нечеткой природой технических противоречий, удалось преодолеть введением понятия о физических противоречиях. Было положено начало вепольному анализу, связавшему процесс решения задачи с некоторыми фундаментальными законами развития технических систем и позволившему наметить пути к планомерному отысканию физических эффектов, необходимых для решения задачи. Выяснилось, что для преодоления физических противоречий нужны не отдельные приемы, а комплексы: пары "прием - антиприем", сочетания вепольного типа (физэффекты и приемы). Была составлена общая схема развития технических систем и началось исследование конкретных механизмов смены одних технических систем другими.

Как и на втором этапе, основным материалом для работы была патентная информация. Но ее изучение велось теперь не столько для составления и пополнения таблиц устранения технических противоречий, сколько для исследования общих закономерностей развития технических систем. Знание этих закономерностей позволяло вносить коррективы в АРИЗ и вепольный анализ, а система школ и институтов изобретательского творчества давала возможность быстро и надежно проверять на практике новые выводы, предложения и гипотезы.

Со второго этапа еще оставались типичные механизмы "как решать задачу", в том числе и психологические, например "метод моделирования маленькими человечками". Но они все в большей степени заменялись объективными законами развития технических систем. Становилось ясно, что главное в изобретении не то, что изобретение - это решение задачи, а то, что изобретение - это развитие технической системы. Задача - это только одна из форм, в которой потребности развития технической системы обнаруживаются человеком. С помощью теории можно развивать технические системы планомерно, не дожидаясь, пока возникнет задача.

Один из основных законов развития технических систем состоит в том, что, достигнув естественного предела в своем развитии, система не заменяется другой, а сначала включается в качестве подсистемы в новую систему. Так на смену весельным кораблям пришли парусно-весельные. В процессе их развития паруса постепенно вытесняли весла, пока не появились "чистые" парусники. Когда из "парусного принципа" было извлечено максимум возможного, появились парусные корабли, снабженные паровым двигателем. В процессе дальнейшего развития паровой двигатель вытеснил паруса, и появились пароходы.

Главные ориентиры теории изобретательства развивались в соответствии с этим законом.

На первом этапе развития теории главным ориентиром при исследованиях и предполагаемым конечным результатом работы был человек, его творчество, сильное изобретательское мышление. Второй этап начался с установления в качестве ориентира мышления, направляемого указаниями по анализу и решению задачи (или коротко: ориентира "человек-задача"). К концу этапа он сменился самостоятельным ориентиром "задача". В начале третьего этапа главным ориентиром было решение задачи, основанное на объективных законах развития технических систем. А сейчас, к концу третьего этапа, он сменяется ориентиром "теория развития технических систем", т.е. последовательным, планомерным развитием технических систем в соответствии с объективными законами их развития.

Третий этап продолжается и ныне, в 1975 году. Но уже обнаружилось нечто новое, ведущее к дальнейшему изменению идейных установок теории и вступлению теории в четвертый этап развития.

В последующих разделах мы охарактеризуем этот новый этап, но сначала подробнее остановимся на сегодняшнем состоянии теории решения изобретательских задач.

2.

Понятие "изобретательская задача" в современной теории решения изобретательских задач включает те задачи, для решения которых необходимо устранить техническое противоречие. Большинство патентуемых технических решений не соответствует такому понятию изобретения: это небольшие конструктивные или технологические новшества, для создания которых не нужно никакого творчества.

Вот, например, "изобретение" по а.с. 427 423: "Способ определения давления газа в электрических лампах накаливания, отличающийся тем, что, с целью ускорения и упрощения процесса измерения и обеспечения возможности его использования для ламп с давлением как ниже, так и выше атмосферного, лампу помещают в герметично закрываемый цилиндр, разбивают ее бойком, установленным на крышке цилиндра, и численное значение давления газа в лампе определяют по предварительно градуированной шкале манометра, соединенного с внутренним объемом цилиндра". Задача состояла в том, чтобы определить давление газа внутри лампы, причем допустимо было разбить для этого лампу. Разбитая лампа высвобождает газ и, следовательно, суть задачи в том, чтобы провести прямое измерение давления высвобожденного газа. Со времен Торричелли, Бойля и Мариотта известно, что для этого нужно использовать манометр.

Чтобы эта задача стала изобретательской, надо изменить ее условия: давление газа должно быть определено без разрушения лампы, причем вес самой лампы (без газа) точно неизвестен. Такое требование переводит задачу первого уровня, легко решаемую каждым школьником с одной-двух попыток, в задачу третьего уровня (по крайней мере), для решения которой методом проб и ошибок нужно перебрать сотни или тысячи вариантов.

Другой пример - "изобретение" по а.с. 423 894 (пять авторов): "Способ герметизации внутренней полости труб при химической и электрохимической обработке при помощи пробок из пластмассы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности герметизации труб малого диаметра различного сечения, конец трубы обжимают до вдавливания металла в пластмассу". Здесь исходная задача также не содержит технического противоречия. Чтобы его выявить, надо изменить условия задачи, указав, например, что ни трубу, ни пробку нельзя деформировать, а других веществ (кроме трубы и пробки) применять для герметизации нельзя.

Еще один пример - "изобретение" по а.с. 452 412 (двадцать авторов): "Вкладыш к поддону для изложницы, устанавливаемый в ее гильзе перед разливкой, отличающийся тем, что, с целью надежной приварки его к слитку, он выполнен из пористого материала". Каждый человек знает: чтобы сцепление было лучше, надо гладкую поверхность сделать негладкой, например, пористой (микропористая подошва ботинок) или рубчатой (автошины). Изобретательская задача могла бы возникнуть, если бы требовалось сохранить гладкую поверхность вкладыша, а сцепление требовалось бы увеличить.

И еще один пример - "изобретение" по а.с. 266 422 (двадцать шесть авторов): "Блок вертикально-шпиндельных хлопкоуборочных аппаратов, включающий несущую раму и поворотные рамки-секции с рабочими барабанами и съемщиками, отличающийся тем, что, с целью обеспечения удобства обслуживания съемщиков внутренних секций, оси поворота смежных рамок расположены на их противоположных концах". Рамки, которые раньше открывались в одну сторону, предложено открывать в разные стороны - как дверцы в шкафах. В исходной задаче нет ни малейшего намека на техническое противоречие.

Важнейшим разделом современного патентоведения считается методика выявления изобретений. Изобретения настолько измельчали, что их приходится выявлять. Словно это вши, прячущиеся в складках одежды. Паровую машину, электромотор, радио, синтетический каучук и многие тысячи других действительных изобретений не надо было выявлять, они кричали о себе, их нельзя было не заметить. Ныне специально обученные люди в порядке выполнения служебных обязанностей выискивают словесные обороты, исхитряясь запатентовать тривиальные технические решения. Вчитайтесь в формулу "изобретения" по а.с. 427 423. Казалось бы, все проще простого: хочешь узнать состояние газа внутри лампы - разбей лампу и измеряй. Но в такой формулировке было бы видно, что в "изобретении" нет ни малейших признаков новизны. И вот начинается казуистика. Указывается, что это - способ определения давления газа не где-нибудь, а именно в лампах накаливания, хотя точно так же можно определять давление газа в консервных банках, ампулах и т.д. Затем идет дотошное описание целей "изобретения" и еще более дотошное описание процедуры разбиения лампы. Разбивают лампу не как-нибудь, а бойком. Как будто что-то изменится, если лампа будет разбита иначе, например раздавлена крышкой цилиндра. Далее указано, что давление измеряют не как-нибудь, а с помощью манометра. И манометр этот имеет проградуированную шкалу. И подсоединен этот манометр не к радиоприемнику и не к вентилятору, а к "внутреннему объему цилиндра" - вот как!..

Кому и зачем это нужно? Для информации? Но поток подобных "изобретений" создает лишь информационный шум: человеку, знающему физику хотя бы в объеме неполной средней школы, нет необходимости знакомиться с "изобретением" по а.с. 427 423 и из него узнавать, что манометром можно, оказывается, измерять давление газа.

Вероятно, рациональное зерно системы выявления и патентования подобных микроизобретений (псевдоизобретений) заключается в том, что среди мелочи вдруг могут оказаться и крупные изобретения. Однако нельзя не удивляться ничтожному к.п.д. такой организации изобретательского творчества.

Изобретательская задача обязательно должна содержать техническое противоречие (ТП). Иногда ТП отчетливо изложено прямо в условиях задачи, иногда оно обнаруживается при попытках решить задачу известными способами.

Рассмотрим конкретные примеры.

ЗАДАЧА 1

Вагон загружают ломом. Чтобы обеспечить требуемую точность загрузки (1-2 т), приходится неоднократно прерывать погрузку и отвозить вагон на железнодорожные весы. Как быть?

ЗАДАЧА 2

Надо измерять с самолета глубину реки через каждые 200 метров на протяжении 10 км. Скорость течения реки неизвестна. Как быть?

В условиях задачи 1 прямо указано на ТП: точность конфликтует с производительностью. Условия задачи 2 ничего не говорят о ТП. Чтобы сформулировать ТП, надо включить в условия задачи 2 указания на известный способ и присущий ему недостаток. Известен, например, способ измерения глубин с помощью радиобуев: с самолета сбрасывают буй, снабженный эхолотом и радиоустановкой, передающей на борт самолета результаты измерений. Способ этот точен, но - в условиях задачи 2 - неприемлем из-за сложности и требуемого оборудования: ради каждого промера приходится расходовать дорогое электронное устройство типа радиобуя.

Обе задачи - сравнительно несложные. Но решение их с помощью метода проб и ошибок требует длительного перебора вариантов. Обычно берут прототипом те плохие способы, которые указаны в условиях задачи, и пытаются их улучшить. Выдвигают, например, идеи о встраивании весов в вагон, о размещении весов под рельсами и т.д. Мысль о том, что взвешивать надо без весов, либо вообще не появляется, либо появляется и тут же отбрасывается: человек не знает правил, которые подсказали бы, что надо ухватиться именно за эту мысль. Если в условиях задачи нет данных о прототипе, отыскивают плохой прототип (в задаче 2 - сбрасывание телеизмерительной аппаратуры) и рассматривают множество заведомо безнадежных вариантов, связанных с этим прототипом.

Иначе идет процесс решения по АРИЗ: планомерно - шаг за шагом - проводится анализ условий задачи. Каждый шаг выполняется по точным предписаниям, благодаря чему анализ общедоступен; ошибки возникают не из-за отсутствия способностей или специальных знаний (для анализа достаточны и школьные знания), а из-за стремления преждевременно, не закончив анализа, "прыгнуть" к ответу.

Современный АРИЗ - это, прежде всего, система, а не механическая сумма шагов. Но все-таки можно выделить четыре основных механизма анализа. Каждый из этих механизмов реализуется группой шагов, причем некоторые шаги одновременно выполняют несколько функций.

1. Определение идеального конечного результата (ИКР) резко уменьшает число возможных вариантов, отсекая все решения низких уровней. "Объект сам сообщает о своем весе", следовательно, сообщает без весов.

2. Определение физического противоречия (ФП) продолжает процесс сужения поля поисков, оставляя - при правильной формулировке ФП - одно решение (хотя и не всегда в явном виде). Так, в задаче 1 ФП состоит в том, что объект должен двигаться и не должен двигаться. Такое ФП может быть преодолено разделением противоречивых требований в пространстве (часть объекта движется, часть неподвижна), или во времени (объект то движется, то не движется). Первое отпадает по условиям задачи: нам надо знать вес всего объекта. Остается второе. Мы выделили единственно верное решение, хотя еще не знаем, как его осуществить технически.

3. Системный анализ позволяет определить объем изменений - надо ли менять надсистему, систему, объект, часть объекта. В условиях задачи указаны система и входящие в нее объекты. Проверка возможности изменения надсистемы и части объекта является поэтому проверкой обходных путей решения. Кроме того, обязательное выделение части объекта (подсистемы) позволяет локализовать ФП, привязать его к конкретной технической субстанции.

4. Вепольный анализ помогает устранить выявленное ФП, показывая, что для этого надо сделать: ввести вещество, ввести поле, ввести преобразование полей и т.д. При решении задач, условия которых не содержат указаний на прототип, вепольный анализ позволяет ввести недостающие объекты и построить из них искомую систему.

Так, в условиях задачи 2 упомянуто только одно вещество (вода). Исходя из основных аксиом вепольного анализа, можно сразу сказать, что должно быть введено второе вещество В₂ и поле. Поскольку требуется даровое измерительное устройство, придется использовать природное вещество (воду, камни и т.п.) и природное поле, например, световое. Чтобы отражать свет, вещество В₂ должно находиться на поверхности, т.е. должно быть поплавком. Введя теперь ФП (В2 поплавок и не-поплавок), можно еще приблизиться к ответу: В₂ должно либо периодически менять плавучесть (это сложно), либо состоять из двух частей - поплавка и не-поплавка (груза).

рис. 1

Здесь вепольный анализ и ФП перестают работать: мы выполнили требования вепольного анализа (введя В₂, способное отражать свет) и выполнили операцию преодоления ФП (разделив В₂ на две части). Если нет ФП - нет и изобретательской задачи, она уже решена.

Действительно, если взять поплавок А и камень В, соединенные, например, леской, то глубину реки АС можно определить из прямоугольного треугольника АВС:

, где х = АС, у = ВС

Поскольку у нас одно уравнение с двумя неизвестными, необходимо ввести второе уравнение. Здесь возможны только три варианта:

рис. 2	рис. 3	рис. 4

Первый вариант ничего не дает, третий дает обратное решение (определение высоты реки для наблюдателя на дне). Остается второй вариант, который и представляет собой единственно верное решение: зная длины АВ и А’В и определив по снимку АА’, нетрудно вычислить АС. Расходуемое "оборудование" практически ничего не стоит, а на одном снимке можно уместить участок с десятками сброшенных поплавков (а.с. 180 815).

В этом примере хорошо видно, где именно срабатывает вепольный анализ, где продвижение идет за счет выявления ФП, а где начинают работать знания. Но при реальном решении задач по АРИЗ одновременно действуют все его аналитические "механизмы":

- идет пошаговый системный анализ, позволяющий выделить ту часть объекта, которая подлежит изменению;

- от ИКР к формулировке физического противоречия переходит установка на осуществление требуемого действия "без ничего", без сложных и дорогих устройств;

- вепольный анализ корректирует почти каждый шаг, а затем помогает перейти к физике - к полям и веществам, реализующим требуемые действия.

В ходе анализа постоянно вклиниваются фактические знания (надо знать, что камень тонет, а поплавок плавает; надо учесть, что их стоимость пренебрежимо мала, как и стоимость соединяющей их лески; надо знать о существовании аэрофотосъемки и т.д.). Но сверх этого ход анализа (особенно после выявления ФП) во многом определяется информационным обеспечением АРИЗ. Это тоже знания, однако знания специальные, относящиеся, прежде всего, к эффективным приемам устранения ФП.

С каждой модификацией в АРИЗ существенно усиливается информационное обеспечение. Здесь надо подчеркнуть, что полезна отнюдь не всякая информация. Изобретателя можно снабдить техническими и физическими энциклопедиями, справочниками и т.п. - это лишь затруднит поиски новой сильной идеи. Нужна информация, извлеченная из необъятной научной, технической и патентной литературы, сжатая в тысячи раз и представленная в форме, хорошо "стыкующейся" с той формой, в которой определяется ФП.

В современном АРИЗ имеются три главных информационных механизма:

1. Система приемов. Путем анализа большого массива патентной информации удалось выявить основные (элементарные) приемы. Исходный массив был очень велик: многократно просматривались все советские бюллетени изобретений с довоенных лет и многие бюллетени зарубежные (особенно с середины 60-х годов). Из этого огромного массива патентной информации было отобрано около 40 тысяч изобретений. Отбор производился так, чтобы отсеять все изобретения первого уровня и основную массу изобретений второго уровня, т.е. рядовые технические решения, не содержащие ощутимой новизны, оригинальности. Дальнейший анализ (он велся преимущественно по описаниям изобретений, реже - по рефератам и формулам) позволил выделить 40 основных (элементарных) приемов и составить таблицу их применения в зависимости от типа технического противоречия в рассматриваемой задаче.

Работа с приемами продолжалась четверть века, но появление АРИЗ-71 фактически обесценило список и таблицу применения основных приемов: в АРИЗ-71 анализ ведется глубоко - до выявления ФП; задача чаще всего решается на этом этапе, а если и не решается, выгоднее повторить и углубить анализ, а не возвращаться "ближе к поверхности" - к техническим противоречиям.

За последние годы система приемов АРИЗ была существенно перестроена. Выяснилось, прежде всего, от каких факторов зависит эффективность того или иного приема. В частности, оказалось, что очень сильные решения задач всегда достигаются не одним приемом, а комплексом, определенным сочетанием приемов. Были разработаны парные приемы ("прием - антиприем"), появился вепольный анализ, основанный на идее веполей, являющихся комплексом приемов. Наконец, из многих комплексов были выделены стандарты - сочетания приемов и физэффектов, всегда дающие сильные решения определенного класса задач.

Химия умерла бы, если бы она ограничилась только изучением химических элементов. Основные приемы - тоже "элементы". Их надо знать. Но работать чаще приходится с "молекулами" - парными приемами, веполями, стандартами.

Теперь, когда построена система "элементарные приемы - пары - веполи - стандарты", эта информационная часть АРИЗ стала непосредственно и эффективно участвовать в решении задач. Многие задачи теперь могут быть автоматически решены по стандартам. Во многих случаях система приемов подсказывает верное решение после определения ФП, а иногда и сразу после определения ИКР.

Открытие "молекул" (комплексов приемов) позволило оживить десятилетиями накапливающуюся информацию по элементарным приемам, позволило увидеть ее заново. Можно только удивляться, что система приемов не была закончена - как система - раньше, десять-пятнадцать лет назад. С другой стороны, сейчас, после трех лет интенсивной разработки системы приемов, становится очевидным громадный разрыв между этой частью АРИЗ и тем поистине жалким перечнем 10-15 случайных приемов, продолжающим кочевать из книги в книгу (см., например, второе издание книги В.И. Ковалева "В поиске нового", Лениздат, 1975).

Переворот в этой части АРИЗ еще далеко не завершен. Одно из перспективных направлений - исследование макро- и микро-уровней приемов. По-видимому, каждый прием имеет два "лица": на микроуровне и на макроуровне. Так, принцип дробления не может не иметь качественных отличий, если речь идет в одном случае о дроблении угольной глыбы, а в другом - о дроблении угольной пыли. Некоторые физические эффекты можно рассматривать как приемы на микроуровне. Например, принцип динамизации обычно относится к макроуровню: разрезать, скажем, трактор на две части и соединить эти части на шарнирах. Неподвижное становится подвижным. Но что такое тепловое расширение, как не та же динамизация, осуществляемая растягиванием кристаллической решетки?..

2. Система физэффектов. Некоторые физэффекты вошли в число основных приемов. Но еще несколько лет назад АРИЗ не имел специального информационного аппарата по физэффектам. Теперь есть основа для такого аппарата: разработан первый "Указатель применения физэффектов", составлены первые таблицы применения физэффектов.

Эти материалы не только дают конкретную информацию при решении конкретных задач, но и перестраивают имеющиеся у изобретателя знания, давая возможность увидеть подчас весьма своеобразные изобретательские возможности физических эффектов и явлений.

Специалист обычно хорошо знает и чувствует "свои" физэффекты и очень туманно представляет, какие возможности таятся в "чужих" физэффектах. Суметь активизировать физические знания, дополнить их данными о редких и новейших физэффектах - значит во много раз поднять творческий потенциал изобретателя.

Для изобретательского освоения физики очень важное значение имеет обнаруженная недавно возможность описывать различные физические эффекты и явления в вепольной форме. Поскольку мы уже сейчас можем более или менее уверенно записывать условия задач в вепольной форме, создаются предпосылки для того, чтобы использовать вепольный анализ в качестве языка-посредника между изобретательством и физикой.

3. Система учебных задач. В течение годичного курса в общественной школе изобретательского творчества слушатели знакомятся - по литературе и на занятиях - с 50-80 учебными задачами, большинство из которых имеет очень сильные решения. Поэтому совокупность учебных задач дает слушателю опыт, имеющий не узкоспециальный, а общетехнический характер. Многие новые задачи можно решать, опираясь только на этот опыт.

Возьмем, например, задачу об измерении глубины реки. Для любого изобретателя эта задача не имеет хороших аналогов; специальный опыт подсказывает лишь слабые решения (сбрасывание телеизмерительной аппаратуры). Учебные задачи дают иные аналоги. Есть учебные задачи об обнаружении места прихвата буровых труб и об измерении диаметра шлифовального круга в процессе работы, когда круг "спрятан" внутри обрабатываемого цилиндра. Внешне эти задачи непохожи на задачу об измерении глубины реки. Но слушатель, решивший эти задачи, знает, что все они имеют одну суть: надо определить глубину (длину), не видя "дна" (точки начала отсчета). И решения у этих задач подобны: "измерялка" должна быть линией (а лучше - треугольником) с прерывистыми метками. Поплавки на леске и представляют собой такую линию. Чтобы от этой идеи перейти к окончательному ответу, достаточно рассмотреть всего два варианта: "измерялка" в виде треугольника расположена вершиной вниз или вершиной вверх.

Здесь еще нет четкого правила, нет стандарта на решение. Но есть сильный аналог, и это облегчает решение.

3.

Мы сознательно не останавливаемся на многочисленных вспомогательных механизмах АРИЗа, хотя они оригинальны (например, оператор РВС) и сильны (например, предписание убирать специальную терминологию). Для характеристики современного АРИЗа важнее другое: за всеми механизмами - аналитическими и информационными - за последние годы отчетливо просматриваются общие закономерности развития технических систем.

Решая раньше задачу об измерении веса загруженного вагона можно было выявить техническое противоречие и прийти к выводу о необходимости применения приема N18 (использование механических колебаний) и измерение веса через измерение собственной частоты колебания загружаемого вагона. Но неизвестно было, почему именно этот прием дает хорошее решение задачи: можно было только ссылаться на таблицу, отражающую статистику.

Теперь мы знаем, что существует закон согласования ритмики частей системы: системы с согласованной ритмикой (частоты колебаний частей системы приведены во взаимное соответствие) обеспечивают наилучшее прохождение сквозь систему потоков энергии и информации. В данном случае есть возможность подсоединить к загружаемому вагону прибор с собственной частотой колебаний, соответствующей частоте колебаний массы "вагон + груз", то есть можно построить систему с согласованной ритмикой.

По а.с. 174 586 для облегчения выемки угля пласт разрыхляют: для этого пробуривают скважины, заполняют их водой и передают через нее импульсы давления. Частота импульсов при этом определяется характеристиками используемого оборудования. В силу действия закона согласования ритмики эта система с необходимостью должна была смениться системой, в которой частота импульсов будет согласована с частотой, в которой "живет" пласт. И вот появляется а.с. 317 797: "Способ предварительного ослабления угольного пласта путем воздействия на породы массива искусственно создаваемыми импульсами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности ослабления, на массив, предварительно приведенный в возбужденное состояние, воздействуют направленными импульсами с частотой, равной частоте собственных колебаний массива". То, что между этими изобретениями прошло семь лет, есть плата за незнание объективных законов развития ТС.

Другой пример. Киносъемочный комплекс - это техническая система, состоящая из киносъемочного аппарата, осветительных приборов, звукозаписывающей аппаратуры и т.д. Аппарат ведет съемку с частотой 24 к/сек, причем при съемке каждого кадра затвор открыт очень небольшой промежуток времени. А светильники освещают съемочную площадку все время. Таким образом, полезно используется очень малая часть (иногда 1-2%) энергии; остальная энергия расходуется, в сущности, на вредную работу: утомляет артистов, греет воздух. Ясно, что по закону согласования ритмики эта система должна смениться системой, в которой безинерционные светильники работали бы синхронно и синфазно вращению шторки объектива.

На объективных закономерностях развития технических систем основаны и центральные механизмы АРИЗа - определение ИКР и выявление физического противоречия.

Один из основных законов развития технических систем состоит, образно говоря, в том, что "системы развиваются системно".

Пусть имеется система А, осуществляющая функцию Ф. И пусть наряду с функцией Ф надо осуществлять функцию Т. "Простейший" путь, который обычно сразу приходит в голову при постановке подобной задачи, - присоединить к системе А систему В, осуществляющую функцию Т:

рис. 5

Такое механическое сложение двух систем не соответствует объективному закону развития. Объективный путь развития технических систем состоит в том, что система А преобразуется в А", а затем входит в качестве подсистемы в новую систему А"+Х, которая и осуществляет функции Ф и Т:

рис. 6

При этом преобразованные элементы системы А участвуют в осуществлении действия Т. Машина тем ближе к идеальной, чем меньше добавка Х, то есть чем в большей степени действие Т осуществляется самими элементами системы А. В идеале должно быть:

рис. 7

Объективный закон развития технических систем и состоит в том, что Х стремится к нулю, новое действие все в большей степени осуществляется элементами (преобразованной) системы А.

К чему это приводит, видно из истории (точнее - предыстории) создания газотеплозащитного скафандра. В течение ряда лет задача ставилась так: "Нужен холодильный костюм для горноспасателей, работающих при температуре около 1000 C. Костюм должен быть рассчитан на два часа работы при весе не более 8-10 кг". Задачей безуспешно занимались многие изобретатели и конструкторы, дважды проводились всесоюзные конкурсы. Казалось, задача принципиально нерешима: даже если все 8-10 кг отданы холодильному веществу (лед, фреон и т.п.), "запаса холода" могло не хватить. А ведь сам костюм тоже должен иметь вес.

Откуда же взялись эти цифры - 8-10 кг?

На горноспасателя нельзя "нагрузить" более 28 кг, иначе он не сможет работать. 7 кг - вес необходимых инструментов. 12 кг - вес кислородного дыхательного аппарата. Холодильный костюм заранее мыслился как нечто дополнительное, отделенное от инструментов и дыхательного аппарата. Это и обусловило весовой предел в 8-10 кг.

Задачу следовало ставить иначе. Например: "Нужен такой дыхательный прибор, который одновременно будет осуществлять и противотепловую защиту". Или: "Нужен такой холодильный костюм, который одновременно обеспечит защиту дыхания". Иначе говоря, новую функцию следовало получить не за счет введения нового устройства, а "даром" - за счет побочного действия имеющегося устройства, которое должно работать "за двоих". Именно это реализовано в газотеплозащитном скафандре на жидком кислороде (а.с. 111 144): испаряясь и нагреваясь кислород поглощает тепло, а затем используется для дыхания.

Когда при решении задачи по АРИЗ мы формулируем ИКР ("Такой-то объект системы должен САМ сделать то-то"), мы фактически формулируем знания о новой, нужной нам технической системе, в которой реализован приведенный выше закон развития технических систем. В ходе дальнейшего анализа выясняется, насколько следует отступить от идеала при современном уровне развития техники и науки. Но закон уже сработал: он указал нам объективное направление развития технической системы, подсказал правильный путь поиска решения задачи.

Действие описанного закона приводит к тому, что один и тот же объект включается в две системы - А и Х. В каждой из этих систем он выполняет свою функцию, каждая из них накладывает на него свои требования. Для того, чтобы работать в системе А, он должен иметь определенные свойства, чтобы работать в системе Х, он должен иметь другие свойства. В изобретательских задачах высоких уровней эти свойства оказываются несовместимыми. Так возникает физическое противоречие. Например, в газотеплозащитном скафандре рабочее вещество должно быть как можно холоднее, чтобы охлаждать, и должно иметь комнатную температуру, чтобы быть пригодным для дыхания. В решении противоречивые требования разделяются во времени: сначала вещество холодное, потом теплое; сначала оно работает в холодильной системе, потом - в дыхательной.

Выявление и преодоление физического противоречия является не просто методом решения задач. Это - объективно необходимый шаг в развитии технических систем.

В отличие от технического, физическое противоречие органически связано с оператором его преодоления, т.е. оператором преобразования технической системы. Благодаря этому, с переходом к физическим противоречиям происходит переход от таблицы разрозненных приемов устранения технических противоречий к теории преодоления физических противоречий. С этой точки зрения и сами приемы модифицируются, вместо списка приемов появляется система операторов.

Первым шагом в этом направлении было введение "квазиобратных операторов", основанных на парах "прием - антиприем".

Прием обычно позволяет осуществить одно требование физического противоречия. Например, пусть объект должен быть большим и маленьким: раздробим его - и каждая часть объекта стала маленькой. Теперь применяем антиприем: объединяем части и получаем большой агломерат. Однако второе наше действие не было просто обратным первому, так как в результате мы получили агломерат, отличающийся от исходного объекта: в целом он большой, но состоит из отдельных малых частей. Наши действия являются "квазиобратными".

Математический анализ этого понятия, проведенный Е. Карасиком, привел к очень интересному выводу: имеющие большое значение и широко распространенные в современной математике "сопряженные операторы" являются вырожденным случаем квазиобратных.

Квазиобратные операторы описывают объективный процесс преобразования исходного элемента технической системы, в результате которого получается новый элемент, совмещающий в себе несовместимые в исходном требования. Тем самым они описывают один из этапов объективного процесса развития технических систем, отражением которого является преодоление физического противоречия при решении изобретательской задачи по АРИЗ.

Объективные закономерности развития технических систем видны и за отдельными приемами, используемыми в АРИЗ. Для примера рассмотрим один из основных приемов устранения технических противоречий - "использование гибких оболочек и тонких пленок". Почему этот прием используется так часто и довольно эффективно? Почему оболочки гибкие, а не твердые, пленки тонкие, а не толстые?

Этот прием работает обычно, когда в технической системе возникает физическое противоречие типа: "объект должен быть и объекта быть не должно" или "объект должен быть большим и маленьким", "вещества должно быть много и мало". Для того, чтобы объект был и объекта не было, сделаем объект в виде гибкой оболочки. Тогда он есть, он, например, изолирует какую-то часть технической системы. Но при этом сквозь него можно осуществлять какие-то действия, перемещения внутри "изолированной" части, т.е. объекта нет.

Второе противоречие преодолевается использованием объекта из тонкой пленки: такой объект одновременно большой и маленький. Тонкая пленка покрывает большую поверхность, занимает много места - она большая. Но при этом она имеет малый вес, содержит мало вещества - она маленькая. Таким образом, тонкая пленка объективно совмещает в себе оба несовместимые требования.

Как видим, прием "использование гибких оболочек и тонких пленок" описывает закономерное развитие технических систем, в которых появляется физическое противоречие указанного типа. А это - довольно частое противоречие. Отсюда распространенность этого приема, его эффективность, закономерность его применения в разных задачах независимо от отраслей техники, гениальности изобретателя и проч.

4.

В 1975 г. в АРИЗ впервые были введены стандарты на решение изобретательских задач. Стандарты основаны на объективных законах развития технических систем и представляют собой четкие правила решения изобретательских задач. Каждый стандарт действует в пределах своего (достаточно широкого) класса задач, причем в пределах этого класса стандарт гарантирует решение высокого уровня.

Стандарт есть стандарт: его применение не требует никакого творчества, как не требует творчества, скажем, отыскание корней кубического уравнения, если известна формула Кардано.

На протяжении многих лет для защиты от нападок приходилось подчеркивать, что АРИЗ - не рецепт, что АРИЗ не умаляет роли индивидуальных особенностей и т.д. АРИЗ действительно не был рецептом, но не потому, что это плохо или невозможно: просто в АРИЗе еще не было той степени точности, при которой можно игнорировать индивидуальные особенности человека, психологические факторы и т.д. Ныне, с уточнением ряда шагов АРИЗа и - главное - с введением стандартов, АРИЗ становится более чем рецептом, АРИЗ постепенно становится сводом формул, основанных на объективных законах развития техники.

Возьмем, например, стандарт на "ликвидацию вредных явлений, возникающих при соприкосновении подвижного и неподвижного объектов": если два подвижных относительно друг друга объекта должны соприкасаться и при этом возникает вредное явление, то задача решается введением третьего вещества, являющегося видоизменением одного из веществ, данных по условиям задачи.

Этот стандарт основан на использовании одного из главных правил вепольного анализа: наиболее простой и эффективный метод разрушения веполей состоит во введении третьего вещества. Обычно условия задачи налагают запрет на использование третьих веществ (прослоек, прокладок и т.п.). Возникает физическое противоречие: третье вещество должно быть и его не должно быть. В стандарте указан путь преодоления этого противоречия: третье вещество должно быть видоизменением одного из соприкасающихся веществ. Тогда третьего вещества не будет, поскольку оно является одним из уже имеющихся веществ, и оно будет, ибо оно все-таки отличается от имеющихся веществ.

В тексте стандарта указаны признаки соответствующего класса задач, описана техника применения стандарта, приведены многочисленные примеры. Пользоваться таким стандартом может и школьник. Это проверено, например, на наиболее слабой группе слушателей ОИТТпрофтеха: чрезвычайно трудные для этой группы задачи типа задачи Ю. Поповой - после ознакомления со стандартами - решались за считанные секунды.

Введение в АРИЗ стандартов "весомо, грубо, зримо" показало: процесс решения задачи заменяется использованием "формул", творчество исчезает.

Здесь следует еще раз сказать: стандарты дают решения высоких уровней, т.е. то, что принято считать сильными изобретениями. Творчества нет, а продукт творчества есть - и самый высококачественный продукт!

Парадокс этот объясняется тем, что характеристику процесса решения задачи мы привыкли распространять и на продукт решения. Неупорядоченный перебор вариантов - это творчество, новая техническая система - тоже творчество. Отсюда ошибочный вывод: не будет перебора вариантов (творчества), не будет и новых технических систем. Одна техническая система закономерно сменяется другой: за парусным кораблем должен был появиться корабль парусно-паровой, а затем - пароход. Никакой самый гениальный изобретатель ни при каких "осенениях" и "вдохновениях" не мог бы изменить эту закономерную последовательность. "Осенения" и "вдохновения" - это лишь моменты, когда усилия изобретателя совпадают с закономерным направлением развития совершенствуемой технической системы. Перебор вариантов, бесчисленные, неупорядоченные наскоки на задачу - не самоцель, они лишь средство (притом плохое средство) перехода от одной технической системы к другой. И если этот переход мы можем осуществить "по формулам", тем лучше для технического прогресса.

Давно идут споры о том, можно ли алгоритмизировать изобретательское творчество. Приведено множество доказательств против и не меньше за такую возможность - с самых различных позиций. Истина же в том, что это сделать и можно, и нельзя. Нельзя алгоритмизировать творческое мышление человека с его наскоками, отступлениями, непредсказуемыми поворотами, зависящими от тысяч совершенно неожиданных внешних и внутренних причин. Но это и не надо делать. Можно и надо алгоритмизировать объективный, закономерный процесс развития технических систем, являющийся единственным ощутимым и имеющим объективное значение результатом творческого мышления.

Мы знаем пока лишь некоторые из основных законов развития технических систем. Еще не за всеми механизмами АРИЗа видны эти законы. Но мы вышли на правильное направление: надо выявлять и использовать систему объективных законов развития технических систем. И если бы сегодня в этом направлении работала не Общественная лаборатория методики изобретательства, а штатная лаборатория или институт, то в ближайшие годы мы знали бы многие законы развития технических систем. Продвижение в этом направлении не встречает принципиальных трудностей. Работа состоит в сборе и анализе соответствующей информации, причем направление анализа уже известно и есть хорошие примеры такого анализа. Создание исчерпывающей теории развития технических систем - лишь вопрос времени. За несколько лет усиленной работы здесь можно докопаться до самой глубины процессов развития технических систем.

Работа по созданию теории развития технических систем ведется на общественных началах и идет поэтому медленнее, чем хотелось бы. Но для нас совершенно очевидно, что организация технического прогресса, основанная на допотопном "творчестве" (т.е. на неупорядоченном переборе вариантов), неизбежно сменится наукой о развитии технических систем: принципиально новые технические системы будут создаваться путем точных расчетов, как ныне создаются новые мосты, здания и т.п.

Межзвездные перелеты сегодня объективно невозможны: нет необходимых источников энергии и материалов. Для создания науки о развитии технических систем сегодня нет объективных препятствий, кроме огромной психологической инерции. Метод проб и ошибок с древнейших времен был единственным методом обеспечения технического прогресса: страшно оторваться от привычного и единственно известного метода... Если бы пятьсот лет назад кто-то сказал: "Чтобы увеличить скорость движения кареты, надо прежде всего убрать лошадей" - на него посмотрели бы, как на сумасшедшего. Сегодня такое утверждение очевидно: да, надо убрать лошадей, заменив их мотором...

Ниже приведено письмо, датированное октябрем 1975 г. Автор письма - изобретатель З. - имеет десятка полтора авторских свидетельств и интересные идеи в области сейсморазведки. О методике изобретательства З. ничего не знает: не читал книг и статей, не слышал о системе обучения и т.д. Случайно узнав, что в Баку есть "клуб изобретателей", он обратился в ОИТТ с просьбой отрецензировать его проект. Мы объяснили З., что "клуба" у нас нет, а есть общественный институт, занимающийся развитием теории изобретательства и подготовкой кадров. В ответ прибыло цитируемое письмо. З. начинает это письмо с того, что книгу "Алгоритм изобретения" он видел, но не читал. Психологи справедливо отмечают: там, где не хватает информации, включаются эмоции...

"В принципе я с вами не согласен, т.е. я думаю, что вы делаете полезное дело, но явно "перебарщиваете", когда допускаете непочтительное отношение к "озарению", "осенению" и все это хотите "закрыть" под благородным предлогом "формализации", "алгоритмизации", "математизации", "теоретизации" и всяких прочих... заций изобретательского творчества. Вольно или невольно вы обижаете изобретателей, приписывая им качество малограмотных людей, похожих на слепых котят, познающих жизнь методом "проб и ошибок".

Говоря по существу, я удивляюсь тому, как вы безапелляционно сбрасываете со счета талант и вдохновение. Разве вы не знаете, что существует консерватория и даже композиторский факультет, что существует наука о электромагнитных волнах светового диапазона частот, химия и наука о красках... В основах акустики, оптики есть все, что надо, чтобы стать Чайковским или Бетховеном, Айвазовским или Шишкиным. А литературные факультеты университетов? Разве не обязаны они выпускать, ну хотя бы маяковских в серийном исполнении? Алгоритмизировать изобретательство! Назовите это как-нибудь иначе, и тогда я с вами соглашусь. Я не думаю, что в развитии наук о музыке и сочетании красок уже все сделано. Там, видимо, тоже есть над чем поработать физикам и математикам, но ведь там и в мыслях нет ни у кого "ликвидировать" творчество. У человека может быть огромный запас слов и глубочайшее знание грамматических и прочих правил речи, но он, этот феноменальный специалист, языкознавец, никогда не сможет стать хорошим писателем, если у него нет таланта. Талант? Что это такое? На этот вопрос я не берусь отвечать. Не знаю. Но он существует.

Я считаю, что любой человек может стать большим изобретателем... любой - независимо от того, какое образование он получил - низшее или университетское. Даже человек, живущий с детства до старости в глухой тайге, в тундре, в пустыне, способен сделать великое изобретение или открытие. С другой стороны, я не менее убежден, что никакие университеты не могут любого человека "сделать" изобретателем. Изобретатель - это не ремесленник, а гений, хотя степень гениальности у разных изобретателей разная - у одного, как у Сальери, а у другого, как у Моцарта. "Сделать" Моцарта из Сальери не способна никакая наука. Вот убить Моцарта - это можно.

Изобретательство - это не работа; это хобби, это даже развлечение. Человек изобретает везде: на прогулке и в поезде, у станка и в постели. Он работает с таким же самозабвением и вдохновением, как композитор или поэт, но вы ведь знаете, что композиторы и поэты бывают настоящие и ненастоящие. Первые живут в веках, а вторые умирают раньше, чем их отнесут на настоящее кладбище.

Поймите меня правильно - я не против обобщения и изучения физических, физиологических, экономических и прочих объективно существующих элементов, из которых состоит изобретательское творчество. Но ликвидировать само творчество и "закрыть" изобретательство - это уж, вы меня извините, неприемлемо".

Нет необходимости разбирать эти эмоции. З. не знает, что такое теория изобретательства, ему кажется, что это обычное изучение техники, физики, физиологии, экономики, и он ссылается на консерватории и университеты, о сущности работы которых он тоже плохо осведомлен (все крупнейшие современные композиторы вышли из консерваторий). Интересно другое. Интересен тот слепой фанатизм, та слепая вера, с которой - еще до знакомства с материалами по теории изобретательства - отрицается возможность алгоритмизации процесса создания новых технических систем. Не знаю, говорит З., что такое талант, но он существует. Не знаю, что такое алгоритмизация изобретательства, не читал, но она невозможна, неприемлема...

Если сказать З., что это - идеализм, мистика, он обидится. Он уже обижен: как так изобретателей считают малограмотными людьми, которые подобно слепым котятам действуют методом проб и ошибок... З. невдомек, что это давно признано самими изобретателями и давно исследовано и описано психологами. З. и в самом деле малограмотен в области теории, истории и психологии творчества. Сочли бы мы грамотным современного артиста, если он ничего не знает о системе Станиславского? Безусловно, нет! Так почему надо считать грамотным современного изобретателя, который за полтора десятка лет работы не удосужился полистать книги об изобретательском творчестве и понятия не имеет не только об АРИЗ, но и мозговом штурме и морфологическом анализе?

Малограмотность у З. особая, воинствующая: для великих изобретений нужен только талант, наука способна только убить Моцарта...

Тысячи, десятки тысяч раз история показывала: непознаваемое становится познаваемым, неуправляемое - управляемым. Но воистину: единственный урок истории состоит в том, что люди не усваивают уроки истории.

5.

Решение задач высших уровней типично не только для изобретательства. Их приходится решать и в математике, и в естественных науках, и в педагогике, и в политике, и в организационной деятельности и проч., и проч.

Новые теории в науке создаются тем же методом проб и ошибок со всеми его модификациями ("эстафетный способ"; способ, когда "задача ищет своего решателя", и др.). При этом ретроспективно видно, что наука развивается логично, закономерно.

В науке возникают те же трудности, что и в области изобретательской деятельности: для создания нового нужна информация из разных отраслей (а она разрознена, не систематизирована), нужно знание типовых приемов, нужно умение избегать типичных ошибок.

Однако если в реорганизации изобретательской деятельности мы продвинулись далеко, то в других областях сейчас господствуют те же воззрения, что и в изобретательстве в 1929 году. "Открыватель", ученый, творец рассматривается как особый человек, с особым мышлением, какими-то необычными способностями и, может быть, даже необычным составом крови (по-современному - с особым строением нервных цепей).

Вот одно из типичных высказываний. А.И. Ракитов в книжке "Принципы научного мышления" (Москва, 1975) пишет о построении физических законов: "Здесь нужна особая сила абстракции. Способность к такой абстракции предполагает личный талант, особую творческую одаренность, умение придумать, сформулировать нечто такое, что само, будучи ненаблюдаемым, могло бы объяснить реально наблюдаемое, зримое, осязаемое явление" (стр. 57).

Между тем ничто не мешает упорядочить производство таких открытий - подобно тому, как АРИЗ упорядочил процесс производства изобретений.

Уже сегодня можно, например, сделать первый шаг к созданию теории открытий, составив список типичных ошибок, допускаемых при "неупорядоченном творчестве".

Рассмотрим, например, как решалась весьма актуальная начиная с XVI века проблема: откуда в море лед?

На этот счет были две основные гипотезы. По одной - лед образуется при замерзании морской воды, и, следовательно, огромные ледовые поля покрывают все северные моря и весь океан вокруг Северного полюса. По другой - лед приносится в море из рек, и, следовательно, если достаточно далеко отойти на север от берега, то по свободной воде можно попасть из Европы в Японию и т.п.

Для решения проблемы Ломоносов проделал лабораторные опыты. Он писал: "Многократно повторяя опыты, я нашел, что вода, в которой растворено столько же соли, сколько ее содержится в равном количестве морской воды, даже при самом сильном холоде не замерзает до твердого и чистого льда, но лишь застывает как некое сало, прозрачное и сохраняющее соленость воды. То же происходит с настоящей морской водой..." И далее - вывод: "Отсюда следует, что крепкий, прозрачный и пресный лед, из коего состоят ледяные поля, не может образоваться в самом море. Ибо если морская вода не образует прозрачного и чистого льда в малом сосуде, где холод равномерно действует на стоячую воду, то сколь менее это возможно в глубоком море, которое всегда находится в движении, где воздух и холод воздействуют только с поверхности... Взвесив все это, вряд ли кто сочтет правдоподобным, чтобы большие ледяные поля и горы брали свое начало в самом море".

Но, как мы знаем, Ломоносов ошибся. Его ошибка вызвана тем, что результаты, полученные в пробирке, он перенес на открытый океан.

В пробирке с морской водой, действительно, нельзя получить лед. Это происходит потому, что точка замерзания зависит от концентрации растворенного вещества: при увеличении концентрации точка замерзания падает. В начале замораживания образуется кристаллик льда, а соль из него уходит в жидкую воду и повышает в ней концентрацию соли, понижая точку замерзания. Продолжаем охлаждать - появляется еще один кристаллик и еще более повышается концентрация соли в жидкой воде, еще ниже становится точка ее замерзания. Получаются отдельные кристаллики, между которыми находится незамерзшая и очень соленая вода, т.е. то самое сало, которое наблюдал Ломоносов.

Другое дело - в море. Там при замерзании воды выделяющаяся соль растворяется в остальной воде, а ее так много, что добавочная соль фактически не увеличивает концентрацию соли в ней и не понижает точку замерзания. Процесс замерзания и выделения соли продолжается и образуется лед. (Более подробно см. В.Л. Лебедев "Откуда в море лед?", "Химия и жизнь", N2, 1975.)

Составив список таких ошибок и применив к нему инверсию, нетрудно прийти к списку "как надо делать". Развивая и уточняя его, можно получить программу решения "открывательских" задач в науке и других областях деятельности.

Это облегчается тем, что во всех видах деятельности мы встречаемся с преодолением противоречий, подобных физическим. Поэтому к решению задач можно применить аппараты теории изобретательства, аналоги изобретательских приемов.

Е. Карасик приводит интересные примеры из математики.

Задача: требуется описать окружность вокруг треугольника АВС, т.е. построить центр этой окружности - точку Х. Условие, определяющее точку Х как центр описанной окружности, имеет вид: ХА=ХВ=ХС [1]. Но мы не можем найти точку, удовлетворяющую условию /1/. Мы можем строить точки, удовлетворяющие соотношению: ХМ=ХР. Противоречие: соотношение [1] должно содержать одно равенство, чтобы можно было строить, и должно содержать два равенства, чтобы описывалась нужная точка.

Преодолевается оно тем, что условие [1] разделяют на два условия, объединенных в систему:

ХА = ХВ

ХВ = ХС

Каждое из этих условий содержит одно равенство, система же содержит два равенства. Теперь независимо строятся геометрические места ХА=ХВ и ХВ=ХС. Пересечение их (система) дает искомую точку Х.

Еще один пример из математики. В вариационном исчислении множество допустимых вариаций должно быть открытым, чтобы можно было применить основную лемму. Но часто на множество допустимых вариаций накладывается ограничение вида |du| £ 1. Таким образом, оно становится замкнутым.

Противоречие: область допустимых вариаций должна быть открытой и должна быть неоткрытой. Преодолевается оно путем подстановки: du  = sin dv. Теперь область изменения dv открыта, а du - замкнута. Основную лемму можно применять по вариации dv. В окончательном же результате будет стоять только переменная u. Но без введения переменной v невозможно было бы получить необходимый результат.

Здесь применен аналог приема "косвенного действия" или "посредника".

Противоречие в науке. Для объяснения "Тунгусского явления" последовательно выдвигались гипотезы гигантского метеорита, нескольких метеоритных глыб, метеоритного дождя, облака космической пыли, снежной кометы. Гипотезообразование шло по пути умельчения частиц, составляющих Тунгусское тело. Но затем оно остановилось, не сумев преодолеть противоречия: для того, чтобы объяснить отсутствие всяких остатков и воронок, Тунгусское тело надо предполагать очень маленьким или состоящим из отдельных мельчайших частиц, а для того, чтобы объяснить размеры и характер причиненных им разрушений, его надо предполагать большим, массивным, плотным.

Приведем пример более фундаментального противоречия.

Свет является в определенном смысле частицей, в определенном - волной. И эти два представления неразрывно связаны между собой соотношением между энергией и частотой, выведенным Эйнштейном на основе его теории фотонов. А это соотношение ясно показывает, что дуализм света неразрывно связан с существованием квантов. Но квантование обнаружено и у электронов, и других материальных частиц. Следовательно, и они должны иметь волновую природу. Последовательное развитие этой идеи привело к тому, что стационарное состояние системы частиц, например, атома должно соответствовать стационарному колебанию некоторой величины.

Но рассмотрим колеблющуюся струну с закрепленными концами. В такой струне может возбуждаться бесконечное число стоячих волн. Случай, когда струна несет только одно стационарное колебание, колеблется строго по синусоиде - исключительный. Обычно струна после нескольких начальных колебаний начинает двигаться по очень сложному закону. При этом ее движение представляет собой сумму (суперпозицию) некоторого числа (конечного или бесконечного) стационарных колебаний.

Поэтому применение общей волновой идеи к квантовым атомным системам приводит к противоречию.

"По первоначальным представлениям Бора, атом всегда находится в том или ином стационарном состоянии. При этом предполагается дискретность, как раз и означающая квантование. Такой взгляд ни в чем не противоречит классической картине состояния атома. Однако если предположить, что стационарное состояние соответствует стационарным колебаниям, то общая теория... приводит к такому выводу: состояние атома в данный момент времени может свестись к единственному стационарному состоянию только в исключительном случае. В общем же случае оно представляет собой наложение определенного числа стационарных состояний. Можно сказать, что с точки зрения классических представлений такое утверждение лишено всякого смысла, ибо невозможно себе представить, что атом может в один и тот же момент времени находиться в нескольких состояниях" (Л. де Бройль, "Революция в физике", М., 1963, стр. 143).

Это противоречие преодолевается вероятностной интерпретацией новой механики.

Наконец, приведем пример из области политической деятельности, когда для успешного решения задачи требуется преодолеть противоречие, подобное физическому противоречию в изобретательстве. На вопрос, надо ли свергать Временное правительство и когда, В.И. Ленин отвечал: "... 1) его надо свергнуть, - ибо оно олигархическое, буржуазное, а не общенародное, оно не может дать ни мира, ни хлеба, ни полной свободы; 2) его нельзя сейчас свергнуть, ибо оно держится прямым и косвенным, формальным и фактическим соглашением с Советами рабочих депутатов и главным Советом, Питерским, прежде всего; 3) его вообще нельзя "свергнуть" обычным способом, ибо оно опирается на "поддержку" буржуазии вторым правительством, Советом рабочих депутатов, а это правительство есть единственно возможное революционное правительство, прямо выражающее сознание и волю большинства рабочих и крестьян" (В.И. Ленин, Полн. собр. соч., т. 31, стр. 147).

Ничто не мешает повторить путь, пройденный при построении теории изобретательства, и построить теорию решения научных задач, теорию открывательства. При этом нет необходимости копировать в развернутом виде весь путь. Опираясь на накопленный опыт, можно сжать начальные этапы построения теории и быстрее подойти к выявлению закономерностей развития тех систем, с которыми имеет дело наука. При этом нужно искать в науке инварианты тех объективных закономерностей, которые действуют в технике, в изобретательстве.

Обратимся к истории математики.

Коши рассматривал непрерывные функции и для определения площади под кривыми, описываемыми этими функциями, ввел новую операцию - интегрирование. На этом как будто надо остановиться - задача решена. Но Риман сделал следующий шаг: он рассмотрел весь класс функций, к которым применима эта операция, с новой точки зрения посмотрел на старые объекты. И обнаружил совершенно новый, интересный класс, гораздо более широкий, чем начальный класс непрерывных функций, с гораздо более богатой структурой. Дальнейшее бурное развитие теории интегрирования было связано именно с изучением этого класса (подкласс непрерывных функций с точки зрения интегрирования был быстро исчерпан), развивалось само понятие интеграла для расширения этого класса, придания ему различных "хороших" свойств.

Так же происходит и с теорией изобретательства. При изучении развития чисто технических систем был выработан ряд понятий и операций. А теперь с точки зрения этих понятий и операций можно рассматривать все прочие системы и на этой основе строить совершенно новые структуры. Начальный же подкласс чисто технических систем должен исчерпываться - в основном, за счет создания системы стандартов.

В собственно теории изобретательства рассматриваются технические системы, осуществляющие функции над материальными объектами: амперметр измеряет силу тока, костюм снабжает кислородом и охлаждает горноспасателя и т.д. Поэтому и сами эти системы были материальными. Но основные законы, открытые теорией развития технических систем, формулируются в более общем виде - для технических систем, осуществляющих какие-то функции. Это и дает возможность использовать их как основу для создания теории развития "других" технических систем.

Рассмотрим, например, естественно-научные теории.

Любая естественно-научная теория является технической системой (машиной), осуществляющей такую функцию: она переводит одни знания о каких-то реальных объектах в другие. Так, классическая механика - это техническая система, которая из знаний о состоянии системы определенным образом взаимодействующих тел в данный момент времени получает знания о состоянии этой системы в любой другой момент времени. Химия - это техническая система, которая из знаний о веществах до реакции получает знание о веществах после реакции. И т.д.

Элементами технической системы "теория" являются понятия. Законы - системы связанных понятий - соответствуют примерно устройствам, механизмам.

Вспомним, как работает один из основных законов развития технических систем, определяющий механизм ИКР, и проследим его работу в развитии технической системы "теория".

Кризисная ситуация в науке возникает, когда в теории выявляется плохая особенность: теория А выполняет функцию Ф, но это мешает ей выполнять функцию Т. Например, классическая механика исправно выполняла свою функцию. Но в ней обнаружилась плохая особенность: из нее вытекало, что законы электродинамики будут различными в двух движущихся прямолинейно и равномерно относительно друг друга системах; из этого следует, что в таких системах будет различной скорость света, а это противоречит результатам экспериментов.

"Простейший" путь выхода из кризиса - механически добавить к имеющейся технической системе (теории) какие-то механизмы, законы, представления, которые осуществляли бы нужную функцию. Так, делались попытки добавить к законам механики еще новые законы, описывающие свойства эфирного ветра. В результате всегда получаются плохие теории.

Объективный закон состоит в "системном" развитии теорий: добавки должны быть как можно меньше, а элементы исходной системы должны быть преобразованы так, чтобы в максимальной степени участвовать в осуществлении новой функции, самим ликвидировать плохую особенность. Элементами теории являются понятия. Поэтому суть работы ИКР в развитии теории состоит в том, что ставка делается на преобразовании понятий, исключая всевозможные добавления, достроения к имеющейся теории. На этом пути появляются сильные теории. Так, сильный выход из кризиса классической механики дала теория относительности, изменив сами элементы исходной теории - понятия пространства и времени. Сами эти понятия сделаны такими, что законы электродинамики инвариантны относительно инерциальных систем отсчета, а значит, и скорость света в таких системах одинакова.

При таком анализе совершенно неважно, как шел Эйнштейн или кто-нибудь другой к своим открытиям, подобно тому, как не важно, как тот или иной изобретатель сделал свое изобретение. Важно лишь, вследствие каких объективных закономерностей предыдущая теория сменяется последующей.

Рассмотрим теории другого типа, так называемые теории-модели. К ним относится, например, теория строения звезд. Элементами этих теорий являются "квазиреальные" объекты, т.е. объекты, которые ведут себя соответственно известным нам физическим законам. Эти теории есть технические системы, "машины", построенные из квазиреальных объектов и призванные вести себя так же, как ведет себя наблюдаемый реальный объект.

Основные законы развития технических систем действуют и в развитии этих теорий.

Так, к середине XIX века Солнце и другие звезды представлялись в виде массивных и очень горячих тел. После открытия закона сохранения энергии потребовалось найти источник их тепла.

Первая гипотеза, изложенная в 1848 г. одним из открывателей закона сохранения энергии Р. Майером, состояла в почти механическом присоединении к звезде источника тепла. По Майеру, звезда греется от того, что на нее падают метеорные тела.

Это была очень слабая гипотеза. По ней требовалась чрезвычайно большая масса метеоров и пришлось бы вводить дополнительные гипотезы о распределении метеоров в пространстве и т.п.

Поэтому следующим шагом, значительным продвижением вперед и приближением к "идеалу" было перенесение источника тепла внутрь звезды. Первой гипотезой в этом направлении была гипотеза гравитационного сжатия Гельмгольца. Но она давала слишком малое время существования Солнца (по сравнению с данными геологии), и поэтому приходилось добавлять разные внешние энергетические факторы, как, например, в гипотезе Кролла о том, что Солнце в прошлом столкнулось с другой звездой.

Следующим проявлением объективного закона приближения к "идеальности" был переход к представлению о том, что вещество звезды само себя греет. Это были гипотезы радиоактивности вещества звезды, аннигиляции и, наконец, ядерных превращений.

Таким образом, теория строения звезд становилась все лучше и лучше, развиваясь в соответствии с объективными законами развития технических систем.

Научные теории развиваются закономерно. Человечество не знает законов развития теорий и действует методом проб и ошибок. Направление и характер проб зависят от личного опыта, воспитания, философии ученого, количества людей или поколений, решавших стоящую задачу, а иногда и просто от случая.

Однако в любом случае успех или неудача того или иного поворота мысли определяется, в конечном счете, тем, насколько он соответствует объективным законам развития. Надо изучить эти законы и управлять мыслью соответственно им.

Официальная наука знает только один путь перехода от одной теории к другой - "творчество". Поэтому мысль о том, что научный прогресс может осуществляться без творчества, еще никогда не высказывалась в науке. Пока в науке господствует убеждение, что все дело в "таланте". Но постепенно появляются отдельные признаки понимания того, что и в научном прогрессе (как в прогрессе техническом) действуют объективные законы.

Например, в книге "Возникновение квантовой электроники" (изд. "Наука", 1974) И.М. Дунская, рассмотрев предысторию квантовой электроники, приходит к выводу: "Итак, в радиофизике (и радиотехнике) 50-х годов существовала следующая ситуация: с одной стороны, настоятельная необходимость освоения более коротких длин волн, с другой - невозможность создания на основе ранее используемых физических принципов высокостабильных, малошумящих и достаточно мощных приборов в этих диапазонах длин волн. Иными словами, в радиофизике 50-х годов возникла ситуация, которая на языке материалистической диалектики может быть охарактеризована как обострение назревшего противоречия, суть которого изложена выше" (стр.144). И далее: "Общий закон развития науки может быть записан в следующем виде: развитие науки идет через разрешение назревших противоречий; революционные открытия в любой области науки являются результатом разрешения обострившегося в данный исторический период противоречия, в результате чего появляются качественно новая гипотеза, принцип, теория, новая область науки" (стр.145).

Конечно, противоречие, сформулированное И.М. Дунской, весьма далеко от какого-либо рабочего вида, подобного физическому противоречию в теории изобретательства. От понимания "силы" противоречий до построения эвристических программ открытий (типа АРИЗ) - дистанция огромного размера (как от понимания "силы" пара до действующей паровой машины), но важно, что первые проблески есть (разумеется, не только в книге И.М. Дунской). Сказав "а", рано или поздно придется сказать "б": если открытие - как и изобретение - есть преодоление противоречия, значит можно построить алгоритм открытий, а потом, совершенствуя его, придти к теории развития научных (по аналогии с техническими) систем.

Суть современной научно-технической революции не в том, что вводятся ЭВМ и используется атомная энергия. И даже не в том, что человек вышел в космос. Истинная революция - это революция в методе производства новых знаний. Сегодня очевидно, что переход от одной технической системы к другой методом "творчества" обречен на вымирание: технические системы могут и должны развиваться на основе знания объективных законов технического прогресса. Завтра столь же очевидным станет неизбежность отказа от архаичного научного "творчества": научные теории могут и должны развиваться на основе объективных законов научного прогресса.

6.

В любом виде человеческой деятельности переход к новому, осуществляемый сейчас "творчеством", неизбежно должен смениться соответствующей теорией развития. Возьмем, например, творчество учителя. Ныне учителями ребенка стихийно или по должности являются родители, телевидение, внешняя среда, школьные педагоги и т.д. Действуют они методом проб и ошибок, на основе личных субъективных убеждений или вообще "как само пойдет". Между тем интеллект ребенка развивается закономерно, проходит одни и те же этапы, подвергается одним и тем же стадийным преобразованиям. Это хорошо показано в исследованиях Пиаже и его сотрудников. От учителя зависит время задержки на каждом этапе, легкость или трудность перехода к следующему этапу, а также как далеко будет развиваться интеллект, где его развитие остановится. Короче, от учителя зависит эффективность развития ребенка, так же как от изобретателя зависит эффективность развития техники, хотя и не зависит объективный ход ее развития. Ясно, что учитель может и должен действовать не случайным образом, а в соответствии с объективными законами развития интеллекта. Научная организация учительского творчества должна начинаться не в школе и не в детском саде, а с первых дней жизни ребенка. Надо планомерно развивать интеллект ребенка в соответствии с объективными законами его развития.

При создании этой теории развития, по крайней мере, при создании ее основ, большую роль может сыграть теория развития технических систем. Так, Пиаже обнаружил "логичность" развития понятий и выявил основные преобразования, которые с ними происходят. Но подобные процессы имеются и в теории изобретательства.

Современная теория преодоления противоречий основана на принципе разделения противоречивых требований по "двойственным сторонам" объекта. Вот простейший пример.

Предположим, идет продажа какого-то порошка. Дозы этого порошка должны быть малыми, т.к. он используется в малых количествах. Но дозы порошка должны быть большими, чтобы его легко было продавать (по ИКР - надо обойтись без точных весов и других механизмов). Противоречие.

Решение состоит в том, что порошок рассыпают с малой поверхностной плотностью по листу бумаги и укрепляют на нем. Теперь легко отмерить, скажем, 2 мг порошка - надо просто отрезать 2 кв.см этой бумаги (если порошок рассыпан с плотностью 1 мг/кв.см).

Как видим, решение достигнуто благодаря применению тонких пленок: доза порошка сделана малой по количеству вещества и, одновременно, большой по размеру. Тем самым сохранены оба противоречивых требования.

Но теперь эти требования уже не противоречат друг другу, а легко "уживаются" в одном объекте. Это произошло потому, что изменилось само исходное понятие: "доза" дифференцировалась на два более четких понятия - "количество вещества" и "размер".

В процессе преодоления физического противоречия происходит изменение, развитие понятий. В этом своем аспекте теория изобретательства интересным образом стыкуется с результатами опытов Пиаже и его сотрудников и в определенном направлении углубляет и конкретизирует выводы генетической эпистемологии.

Пиаже искал закономерности в развитии самих понятий и не смог пойти дальше, чем экспериментальное установление закономерностей развития каждого понятия (закономерности развития понятия "класс", закономерности развития понятия "серия" и др.), хотя улавливается какая-то общность, аналогия между этими закономерностями. Мы же знаем, что существуют общие законы развития систем, а развитие их элементов (в данном случае - понятий) индуцируется этими законами в каждой конкретной системе и у каждого конкретного элемента по-своему. Кроме того, мы знаем конкретные объективные механизмы, приводящие к необходимости именно таких, а не других преобразований элементов.

Переход от "творчества" к сознательному использованию законов развития, по-видимому, наиболее сложным и трудным окажется в искусстве. Здесь тоже существуют закономерности развития (в том числе, возникновение противоречий при развитии систем), но на ход развития искусства оказывают сильное влияние сторонние процессы, прежде всего, социальные.

В искусстве особенно сильна слепая вера в непостижимость "творчества". Надо сказать, что на протяжении веков эта вера играла положительную роль и отнюдь не была проявлением глупости или кретинизма. Пока процесс создания нового основывается на "творчестве", творцу нужна убежденность, что он обладает какими-то особыми качествами. Эта убежденность - рабочий инструмент, позволяющий с титаническим упорством осуществлять пробу за пробой и идти в "диком" направлении, противоречащем общепринятому мнению (т.е. преодолевать психологическую инерцию). В технике в аналогичных случаях изобретатель может опираться на расчеты, наблюдения, опыт. В искусстве опорой служит вера: "Я могу это сделать. Другие не могут, а я могу и сделаю".

Правда, сейчас и в развитии искусства все отчетливее выступают закономерности. Уже сегодня можно, например, проследить логику изобретения джаза: здесь та же железная закономерность, как и в изобретении парохода или электрической лампы. Есть и сознательные попытки "алгоритмизации" (система Станиславского, например). И все-таки фанатичная вера в непостижимость творчества очень сильна в искусстве. Может быть, именно потому и сильна, что сейчас ее подтачивают еретические сомнения...

Вот, что пишет (в 1975 году!) драматург В. Розов: "Как известно, акт творчества непроизволен. Он не покорен даже очень мощному волевому усилию или категорическому повелению. Человеческая воля может быть направлена только на улучшение обстоятельств, в которых может возникнуть творческий акт. Но и это не всегда помогает. Как известно, в прекрасных райских домах творчества далеко не всегда возникают великие творения. А Горький написал свою замечательную пьесу "Дети солнца" в тюрьме Петропавловской крепости" ("Вопросы философии", N3, 1975, стр. 151). Потрясающее доказательство! Дома творчества - это просто пансионаты с улучшенными условиями (каждому дают отдельную комнату, разрешают стучать на машинке). Дома творчества возникли в эпоху, когда большинство литераторов жило в коммунальных квартирах: удобнее работать в пансионате, чем в коммунальной квартире. В силу случайных причин эти пансионаты называются "домами творчества", и вот логика: творчество неуправляемо, ибо в домах творчества не творят ничего стоящего...

Знаменательно, что с отрицанием познаваемости творчества выступает В. Розов - драматург, чьи пьесы предельно управляемы: в них каждая строчка учитывает конъюнктуру. Может быть, отсюда та историческая категоричность, с которой Розов повторяет свой тезис... Так или иначе, интересно проследить рассуждения Розова. К сожалению, именно на таком уровне будет возражать нам большинство оппонентов.

"Как ни парадоксально, - пишет далее В. Розов, - но художник в момент творческого акта как бы не мыслит, мысль убьет творчество. В лучшем случае мысль играет роль той воды, в которой растворяется акварельная краска. Повторяю: творческий акт непроизволен. Разумеется, огромная работа, которая может предшествовать творческому акту, никем не сбрасывается со счета. Как мне кажется, художник мыслит до момента творчества и после него, во время же самого акта творчества рефлексии быть не должно. Сложнее, конечно, дело обстоит с научным творчеством. Но и оно - сестра художественному, возможно, даже родная. Несколько лет тому назад в одной статье я прочел замечание о том, что первоисточником величайших достижений и открытий во всех сферах культуры, науки, техники и искусства является внезапное и без видимой причины возникающее озарение. Это и есть творчество". Изумительный довод: в какой-то газетной заметке было сказано...

Схему творчества по В. Розову можно графически показать так:

В деятельности человека непроизвольно возникают пики, их вершины - "озарения" - и есть творчество. Схема, в сущности, глубоко антигуманная. Она утверждает, что никогда нельзя поднять деятельность людей на уровень вершин: лишь изредка у отдельных творцов будут "озарения".

Изобретателю З., письмо которого мы привели выше, и драматургу В. Розову кажется оскорбительной сама мысль об "отмене озарений". На самом деле, мы отнюдь не против "озарений": мы хотим, чтобы вся деятельность была на уровне, который раньше достигали только вершины пиков. Мы против прыжков в высоту - мы хотим заменить их непрерывным полетом. И если прыжки в высоту зависят от индивидуальных качеств человека, то для полета нужна машина - крылья и мотор. О неизбежности появления крыльев и мотора мы и говорим.

Теорию изобретательства оказалось возможным создать раньше теорий развития в других видах деятельности, в основном, по двум причинам: 1) закономерности развития технических систем проявляются с особенной непосредственностью и четкостью и 2) в технике (в отличие от науки, искусства и т.д.) имелся готовый патентный фонд, опираясь на который, можно было вести исследование.

С создания аналогов патентного фонда надо начинать реорганизацию механизмов прогресса в любом виде деятельности. К этой работе можно приступать немедленно (в сущности, ее следовало начинать давно). Патентные фонды позволят выявить специфические виды противоречий, преодоление которых обеспечивает прогресс в том или ином виде деятельности. От исследования противоречий можно переходить к изучению объективных закономерностей развития систем (научных, социальных и т.д.). Это - работа не на одно десятилетие. Но начинать ее надо сегодня, сейчас.

7.

Теория решения изобретательских задач развивалась в борьбе с попытками изучать творчество "вообще". В сущности, призыв к изучению творчества "вообще" прикрывал неумение исследовать конкретные виды творчества. Несоизмеримо легче "изучать" творчество на "игре в пять" (или на "игре в пятнадцать"), что и по сей день делает В. Пушкин, или "изучать" творчество на головоломках, как это делает Я. Пономарев, чем собирать патентный фонд открытий, выявлять противоречия, возникающие в процессе развития теорий, и искать объективные законы, порождающие эти противоречия.

Все, что за 30 лет сделано в теории решения изобретательских задач, удалось сделать только потому, что исследование велось конкретно. Изучалось не творчество "вообще", а изобретательское творчество. И даже не изобретательское творчество "вообще", а современное изобретательское творчество при решении задач высших уровней. И вот теперь наступает новый этап в развитии теории решения изобретательских задач, когда, опираясь на накопленный опыт, мы можем перейти к изучению решения задач (в дальнейшем - к теории прогресса) "вообще", т.е. во всех видах деятельности. Теория решения изобретательских задач дает нам плацдарм для наступления на стихийное творчество в науке, искусстве, общественной деятельности и т.д.

Разумеется, и на новом этапе будет продолжаться разработка собственно теории решения изобретательских задач. Эта теория должна окончательно превратиться в теорию развития технических систем. Тут еще предстоит многообразная работа по изучению законов развития технических систем, по построению обширной библиотеки стандартов, по дальнейшему совершенствованию АРИЗ и расширению системы обучения. Это очень большая работа, и в ближайшие годы именно она будет требовать 90% всех усилий.

Однако уже сейчас можно и нужно начинать продвижение за пределы техники, прежде всего - в области развития научных систем (теорий), где еще господствует убеждение в непознаваемой сущности "творчества", где поиск нового ведется методом проб и ошибок, и каждый шаг вперед связан с колоссальной растратой усилий, средств, времени.

По-видимому, эта "вылазка" должна начинаться с накопления патентного фонда открытий и извлечений из этого фонда информации о типичных противоречиях при развитии научных теорий и типичных приемах их устранения. Вслед за этим можно будет приступить к построению первых алгоритмов решения научных задач. Наступит день, когда с помощью такого алгоритма впервые удастся сделать новое открытие...

Нужна "вылазка" и в области искусства. Здесь особенно перспективным представляется исследование истории живописи - "изобретения" новых направлений, новых подходов, новой техники. Художнику приходится преодолевать противоречия (полотно должно быть небольшим по фактическим размерам и большим по объему изображаемого объекта, например океана; изображение должно быть неподвижным и подвижным и т.д.); исследование этих противоречий обогатит и теорию развития технических систем.

За всеми частными теориями прогресса все четче и четче будет просматриваться общая теория, которую мы - в рабочем порядке - назвали Общей Теорией Хорошего Мышления.

Люди плохо, неумело мыслят - это неоспоримый факт. Редкие случаи Хорошего Мышления проявляются сейчас как мгновения неуправляемого "озарения". Из миллиона человек "озарения" возникают у одного человека, да и у того они составляют суммарно лишь несколько минут в течение жизни. Мы против этого. Мы считаем, что человек должен научиться мыслить соответственно решаемым им задачам. Когда человек встречает любую трудную задачу, ситуация ничем не отличается от того, что есть в изобретательстве: та же страшная нехватка информации, то же убийственное действие психологической инерции, то же потрясающее отсутствие системы мыслительных операций - и как следствие - примитивный перебор вариантов. И если в изобретательстве нам удалось создать Систему Хорошего Мышления, то почему нельзя этого сделать в других областях?.. Человек должен хорошо мыслить - сильнее всяких "озарений" и "осенений". Сегодня это может показаться невероятным, как показалась бы невероятной пещерному человеку идея о том, что редкие костры, затерянные в первобытной ночи, неизбежно должны смениться сплошным морем электрического света над современными городами.

Человек сможет Хорошо Мыслить, если будет создана Общая Теория Хорошего Мышления. В этом - конечная цель нашей работы.