© Альтшуллер Г.С., Творчество как точная наука,
М., "Советское радио", 1979 г., с. 137 - 143.
"БЛУЖДАЯ РАССЕЯННЫМ ВЗГЛЯДОМ..."

НЕСКОЛЬКО ЗАМЕЧАНИЙ О ЛИТЕРАТУРЕ
ПО ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКОМУ ТВОРЧЕСТВУ

Все-таки можно ли изобретать без теории? Без вепольного анализа, без дотошных операций по АРИЗ, без всей этой нелегкой науки? Можно. Вот типичный пример.

Сталь выплавляют в конверторах — огромных металлических тиглях с внутренней футеровкой (облицовкой) из огнеупорного кирпича. Каждые 7—10 дней футеровка сгорает, приходится прекращать работу, охлаждать конвертор, выламывать футеровку и выкладывать ее заново. Возникла идея: менять тигель конвертора целиком. Но конвертор—это сооружение высотой с восьмиэтажный дом; слишком сложно снимать тигель с подшипников, а потом устанавливать заново. Как же быть? Над этой проблемой долго размышлял изобретатель канд. техн. наук В. Горелов. Проблема не поддавалась, шли "пустые" пробы. И вот однажды... "Дочке необходимо было купить игрушку,— рассказывает Горелов.— Блуждая рассеянным взглядом по магазинным полкам, залюбовался русскими матрешками, красиво оформленными и выстроившимися за своей "мамой", в которую остальные вставляются одна в другую. Что-то они напоминали, но что? Прошел мимо, а потом вернулся — вспомнил! Да ведь если убрать верхнюю часть и пристроить руки-цапфы — это же конвертор, в который вкладывается чуть меньший корпус с футеровкой" ("Изобретатель и рационализатор", 1976, № 9, с. 20).

Ну, а если бы В. Горелов не зашел в "Детский мир"? Или если бы в тот день на полках магазина не стояли матрешки?.. Конечно, задачу так или иначе решили бы, но с еще большими потерями времени.

Обратимся теперь к таблице основных приемов [13]. Нужно повысить "удобство ремонта" (строка 34). Если идти известными путями (снимать весь тигель), потребуется дополнительное время на установку отремонтированного тигля. Колонка 25 ("потери времени") или 32 ("удобство изготовления"); приемы в первой клетке: 32, 1, 19, 25; во второй: 1, 35, 11, 10. Прием 1 — разделить объект на части. Именно этот прием и обнаружил В. Горелов, "блуждая рассеянным взглядом". (Матрешка уже реализована в конструкции тигля, так как футеровка находится внутри корпуса. Суть изобретения в отделении футеровки, поэтому "рассеянный взгляд" должен был зафиксировать именно разобранную матрешку.)

Другая задача и другой изобретатель — канд. техн. наук А. Белоцерковский: "...к идеальной жидкости для гидроэкструзии предъявляются два взаимоисключающих требования: в зоне действия ее на заготовку жидкость должна быть маловязкой и хорошо передавать высокое гидростатическое давление, а в зоне герметизации и трения (на входе плунжера в контейнер) жидкость должна быть высоковязкой с хорошими смазочными свойствами. Мы предпринимали многочисленные попытки скомбинировать такую жидкость из различных компонентов, обращались в институты химического профиля, терпеливо изучали литературу и патенты. Подходящую жидкость найти не удавалось. Решение пришло внезапно и в самом неподходящем для научного творчества заведении — в коктейль-холле. Как-то субботним вечером мы рассеянно поглядывали на манипуляции девушки-барменши, ловко сбивающей многослойные искрящиеся напитки. Тогда-то и возникла простая до нелепости идея: что, если сделать "коктейль" и в контейнере для гидроэкструзии (а. с. № 249 906). Попробовали — и действительно все прошло отлично" ("Изобретатель и рационализатор", 1970, № 12, - с. 21).

Физическое противоречие лежит на виду, решение задачи предельно облегчено. Сразу ясно, что противоречивые свойства надо разделить в пространстве. Следовательно, могут быть две и только две возможности: 1) взять одну жидкость и создать разные условия в разных частях машины; 2) взять две жидкости и разделить их в пространстве, причем жидкости не должны смешиваться друг с другом. Изобретатель долгое время видел только первый путь, да и то частично: искал жидкость, которая в разных частях машины ведет себя по-разному. Любой слушатель общественной школы изобретательского творчества знает, что есть жидкости, меняющие вязкость в магнитном или электрическом поле; есть жидкости, меняющие вязкость в зависимости от температуры, от градиента скорости в слоях... Но проще идти вторым путем: пусть в разных частях машины работают разные жидкости. Для этого надо подобрать несмешивающиеся жидкости ("коктейль") — вязкую и маловязкую. Интересно сопоставить рассказ изобретателя и давным-давно опубликованный комментарий к одной из учебных задач [12, с. 176]:

"...Мы налили в контейнер для гидроэкструзии... маловязкую рабочую жидкость — попросту говоря, воды... В полость контейнера мы залили слой высоковязкой жидкости с плотностью ниже плотности воды... минеральное масло марки СУ".

"...Главное требование — не смешиваться с нефтью... Все вещества бывают либо органические, либо неорганические. Еще алхимикам было известно, что "подобное растворяется в подобном". Нефть — вещество органическое. Значит, экран должен быть неорганическим. Самая распространенная неорганическая жидкость — вода".

Конечные ответы совпадают: вода и масло, вода и нефть. В обоих случаях состав "коктейля" один и тот же...

Порой трудно понять, почему в поисках идеи "блуждают рассеянным взглядом" где угодно, но только не там, где следовало бы "блуждать" в первую очередь — в книгах по теории решения изобретательских задач. Ведь можно просто перебрать 40 основных приемов, этому даже учиться не надо...

Инженер Ю. Портнягин столкнулся с задачей, очень похожей на ту, которую решал В. Горелов: нужно было ускорить ремонт печи, на этот раз стекловаренной. Дно печи выкладывают огнеупорными шамотными брусьями — на это уходит 90% времени, затрачиваемого на ремонт. Все дело в том, что брусья должны плотно прилегать друг к другу, поэтому их приходится обрабатывать вручную. Ю. Портнягин был на лекциях по ТРИЗ и знал, что существуют 40 приемов. Поэтому решение задачи пошло иначе. "Перебирая приемы решения изобретательских задач, — пишет Ю. Портнягин ("Изобретатель и рационализатор", 1973, № 4, с. 28), — я все время ломал голову, как же сделать, чтобы швы между брусьями были минимальными? Есть такой прием — усилить вредный фактор и превратить его в полезный... Мысленно увеличиваю — шире и шире... Что дальше? Вот что: надо это пространство с неровными криволинейными стенками засыпать высокоогнеупорным бетоном... Наши экономисты подсчитали экономический эффект от облегчения труда — 103 руб. 36 коп. на каждый кубометр кладки!.. Комитет по делам изобретений выдал мне на этот способ авторское свидетельство № 270 209".

Простая мысль — посмотреть список приемов, но как редко она возникает! Главный конструктор проекта Д. Цитрон рассказывает об изобретении, основанном на применении... "воздушного мешка"; как мы видели, это весьма распространенный прием, и в литературе по ТРИЗ нетрудно найти примеры его использования. Но Д. Цитрон обнаружил его не в книгах, а... среди игрушек сына: "Разбирая однажды с сыном его старые игрушки, увидел надувного резинового клоуна. То, что я искал!" ("Изобретатель и рационализатор", 1972, № 5, с. 12).

Еще один любопытный пример. Сформулируем его в виде задачи.

Задача 61
Существуют так называемые металлоплакирующие смазки. В них на 90% обычного масла приходится 10% тонко измельченного металлического порошка. При работе порошок создает на трущихся поверхностях тончайший защитный слой металла. Приготовление смазок очень простое — путем механического перемешивания.

Но такие смазки не годятся, если зазор между трущимися поверхностями меньше гранул порошка. Можно, конечно, сильнее истереть порошок — сделать коллоидный раствор. Но и в этом случае получаются слишком большие частицы. Больше измельчать — значит перейти от коллоидного раствора к истинному раствору (в истинном растворе металл содержался бы в виде молекул, атомов или ионов). Но металлы не растворяются в масле. Как быть?

Явное физическое противоречие: металл должен быть в смазке, чтобы шло плакирование, и металла не должно быть в смазке, чтобы не было крупных частиц. Типичнейшая задача на применение стандарта 10. Этот стандарт включает семь способов вводить вещество, когда вводить его нельзя. По условиям задачи сразу отпадают шесть способов (введение поля вместо вещества, введение "наружной" добавки и т. д.); остается один: ввести добавку в виде химического соединения, из которого она потом выделится.

Что же это за соединение? Очевидно, оно должно обладать тремя свойствами: содержать металл, растворяться в смазке (давать истинный раствор), выделять металл при возникновении сил трения.

Первому требованию легко удовлетворить. Есть сколько угодно веществ, содержащих металлы, например поваренная соль. Металл в ней есть и металла в ней нет (он связан и не проявляет своих металлических свойств). Третье требование тоже легко выполняется: вещества, содержащие металл, разлагаются, например, под действием электрического тока, теплового поля. Последнее лучше: ток надо подводить, а тепло само выделяется при трении. Теперь надо выяснить, какие вещества хорошо растворяются в смазке. Но и здесь нет трудностей. Смазка —органическое вещество, хорошо растворяются в ней органические же вещества ("подобное растворяется в подобном"). Значит, нужно металлоорганическое вещество (какая-нибудь соль металла и органической кислоты), разлагающееся при нужной нам рабочей температуре трения. Остается взять справочник по органической химии и подобрать подходящую металлоорганическую соль.

Эта задача неоднократно решалась на занятиях по ТРИЗ. На получение общей идеи решения ("Нужно какое-то металлоорганическое соединение") уходит в среднем 30—40 мин; правильных ответов на первом курсе около 40%, на втором — около 70%. Подбор конкретного вещества дается в виде домашнего задания. Сдают работы в среднем 60% (нужны справочники по химии, не все успевают их достать), практически во всех сданных работах правильные ответы (иногда указывают не только то вещество, которое нужно, но и еще два-три).

Теперь посмотрим, как была решена эта задача "в натуре". Из статьи изобретателя канд. техн. наук В. Шиманского: "...Короче говоря, нужна растворимая в масле присадка... Были обследованы самые различные соединения. Их даже трудно все перечислить. И опять помог случай. Как-то я стоял в книжном магазине, и кто-то попросил продавщицу: "Подайте, пожалуйста, "Методы элементоорганической химии". Счастливая мысль! А что если попробовать металлоорганические соединения? Попросил "Методы" для себя. Это была воистину золотая жила. Уксуснокислый кадмий, оказывается, разлагается при 250 . Эксперимент дал ответ: это вещество растворимо в масле. Поверхности трения покрываются кадмием" ("Изобретатель и рационализатор", 1972, № 2, с. 6).

Пожалуй, самое трагичное в таких историях то, что из них не извлекают уроков на будущее. Те же изобретатели, решая другие задачи, действуют все тем же методом проб и ошибок, вновь теряя годы из-за незнания азов ТРИЗ. "Прошло три года, — пишет канд. техн. наук А. Белоцерковский о другой задаче, — я пробовал по-разному видоизменять процесс, однако безуспешно..." ("Изобретатель и рационализатор", 1972, № 8, с. 6). Если в течение трех лет группа инженеров во главе с канд. техн. наук "по-разному видоизменяет процесс" и "блуждает рассеянным взглядом" — это обходится государству не менее чем в 50 тыс. руб. Для сравнения: годовая смета общественного института изобретательского творчества (при 100 слушателях) составляет всего 3 тыс. руб.

Мы говорили об изобретателях, решавших задачи в одиночку или небольшими группами. Может быть, в крупных коллективах дело обстоит иначе? Может быть, там существует более эффективная технология творчества?

Вот что рассказывает генеральный конструктор О.К. Антонов ("Литературная газета", 14 августа 1968 г., с. 2):

"Когда конструировали "Антея", особенно сложным был вопрос о схеме оперения. Простой высокий киль с горизонтальным оперением наверху при всей ясности и заманчивости этой схемы, рекомендованной аэродинамиками, сделать было невозможно — высокое вертикальное оперение скрутило бы как бумажный пакет фюзеляж самолета, имеющий огромный вырез для грузового люка шириной 4 метра и длиною 17 метров.

Разделить горизонтальное оперение и повесить "шайбы" по концам стабилизатора тоже было нельзя, так как это резко снижало критическую скорость фляттера оперения.

Время шло, а схема оперения не была найдена.

Современное авиационное КБ — коллектив, планомерно работающий по общей программе. Генеральный конструктор думает о задаче не в одиночку. Каждым узлом самолета занимается группа талантливых конструкторов, располагающих самой свежей информацией обо всем, что относится к их специальности. Нo если останавливается одна такая группа, это сбивает ритм работы всего коллектива. Нетрудно представить себе, что стоит за простой фразой: "Время шло, а схема оперения не была найдена".

"Как-то раз, проснувшись ночью, — продолжает О.К. Антонов, — я стал по привычке думать о главном, о том, что больше всего заботило и беспокоило. Если половинки "шайбы" оперения, размещенные на горизонтальном оперении, вызывают своей массой фляттер, то надо расположить шайбы так, чтобы их масса из отрицательного фактора стала положительным... Значит, надо сильно сдвинуть их и разместить впереди оси жесткости горизонтального оперения...

Как просто!

Я тут же протянул руку к ночному столику, нащупал карандаш и записную книжку и в полной темноте набросал найденную схему. Почувствовав большое облегчение, я тут же крепко заснул".  За три года до опубликования статьи О.К. Антонова "Экономическая газета" посвятила свою шестнадцатистраничную вкладку материалам под названием "Внимание: алгоритм изобретения!" [25]. В этих материалах была, в частности, небольшая таблица устранения технических противоречий. Нужно увеличить площадь оперения — это третья строка таблицы; если идти известными путями, появляется вредный фактор — это 14-я колонка таблицы. На пересечении — в соответствующей клетке таблицы — указаны три приема, причем первый из них дословно совпадает с решением, найденным О.К. Антоновым: "Вредные факторы могут быть использованы для получения положительного эффекта" (вспомните задачу, которую решал Ю. Портнягин). Такие таблицы публиковались и раньше, отнюдь не обязательно было перебирать множество вариантов, теряя время, искать решение бессонными ночами.

"Блуждание рассеянным взглядом" как метод решения изобретательских задач не только ведет к потерям времени, но и неизбежно порождает множество слабых, неудачных изобретений, которые невозможно внедрить. Вот типичный пример. В нашей стране ежемесячно выпускают около 300 млн. штук фаянсовой посуды. После первого обжига изделия делят на три группы, каждую из которых затем вторично обжигают по своей технологии. Сортировку ведут по звуку: работница берет тарелку, ударяет ее металлическим молоточком и в зависимости от тональности звука кладет тарелку на одну из трех позиций. Такая сортировка — труд чрезвычайно монотонный и тяжелый. Естественно, возникла изобретательская задача: надо избавиться от ручного труда. И вот группа изобретателей разрабатывает... "рукастый" автомат. Одна рука автомата хватает тарелку, другая ударяет молоточком: звуковые колебания воспринимаются микрофоном, анализируются... словом, полностью скопированы действия человека. В книгах по ТРИЗ есть множество примеров — весельный пароход, шагающий пароход, "рукастая" швейная машина, иллюстрирующих правило: нельзя механически копировать действия человека. "Рукастая" сортировочная машина была построена, ее попытались внедрить... и обнаружили массу недостатков. Машина резко повысила процент боя посуды: грубые манипуляторы машины БЫЛИ лишь внешней копией человеческой руки, которая на самом деле есть часть системы "рука — мозг". Машину не внедрили; деньги, затраченные на ее создание, оказались чистым убытком.

С точки зрения ТРИЗ — хрестоматийный случай плохой организации творчества. Проверка качества обжига тарелок — нерешенная задача. Но, может быть, в других отраслях техники аналогичные задачи решались, причем даже с более жесткими требованиями в отношении производительности и точности? Такая проверка предусмотрена даже в ранних модификациях АРИЗ (в АРИЗ-77 шаг 1.8 б). Взять хотя бы радиотехнику. Резисторы, широко используемые в радиотехнике, — та же керамика, их надо обжигать и проверять. Но резисторы — "тарелка" настолько маленькая, что молоточком не проверишь. Есть автомат АКС-1: керамика просвечивается двумя монохроматическими лучами света, об обжиге судят по соотношению интенсивностей прошедших через образец световых потоков.

Может быть, где-то есть способ контроля обжига еще более мелких изделий? Есть. Солнце "обжигает" зерна, поэтому в сельском хозяйстве и пищевой промышленности тоже приходится определять, как идет этот "обжиг". А. с. № 431 431: "Способ анализа структуры зерна пшеницы путем использования его оптических свойств, отличающийся тем, что с целью повышения точности анализа определяют пропускную и отражательную способности, а о структуре судят по их отношению".

Когда изобретают, "блуждая рассеянным взглядом", очень мало шансов, что этот взгляд попадет именно на то авторское свидетельство (из многих сотен тысяч), которое подскажет путь решения. Взгляд останавливается на том, что видно всем... и появляется "рукастая" машина.

Трудности с внедрением неизбежны, если изобретение значительно опережает свое время. Бывают и трудности, обусловленные консерватизмом, нежеланием рисковать и т. д. И все-таки во многих случаях первопричина затруднений в том, что задача плохо решена.

В цитированной статье О.К. Антонов справедливо отметил, что "о процессе творчества написано много, в том числе и много чепухи. Увы, дело обстоит именно так. "Осенения", "озарения", "случайные находки" — все эти выражения легковесны, внешне занимательны. Отсюда поток всевозможных историй о "блуждании рассеянным взглядом". Пять, десять, сорок таких историй — и у школьника, студента, молодого инженера складывается убеждение, что именно так и надлежит изобретать.

Правда, за последние годы наметились определенные сдвиги. Стали появляться книги и статьи по методам активизации поиска, в том числе отличная книга Дж. Джонса [26]. От методов активизации поиска, как уже говорилось, не приходится ожидать многого; они лишь улучшают обычный перебор вариантов. Но публикации таких методов заставляют обратить внимание на несовершенство существующей технологии — и это уже хорошо.

Повышенный интерес к новым методам решения творческих задач порой приводит и к появлению надуманных, чисто умозрительных методов. Такова, например, "стратегия семикратного поиска", предложенная Г. Бушем. "Известно, — пишет Г. Буш, — что эффективному одновременному рассмотрению, сравнению, изучению человек может подвергнуть до семи предметов, элементов, понятий, идей. В этом смысле система, основанная на "магическом" числе семь, имеет значительные преимущества перед десятичной системой" [27, с. 90]. Далее — семь стадий, в каждой — семь ключевых вопросов... Изобретателю, однако, не надо одновременно рассматривать семь стадий — ведь стадии представляют собой последовательные этапы процесса. "Магия" числа семь здесь абсолютно не при чем. С таким же основанием можно потребовать, чтобы в каждом городе было семь районов, в каждом районе семь кварталов, в каждом квартале семь домов, в каждом доме семь этажей, на каждом этаже семь квартир... За "магической" формой "стратегии семикратного поиска" спрятано безнадежно старое содержание. Например, при выявлении и формулировании изобретательской проблемы рекомендуется использовать семь вопросов римского ритора Квинтиллиана (I в. н. э.): кто? что? где? и т. д.

 Для подобной "алхимии" (независимо от того, прячется ли она за "магией" или за ультрасовременной кибернетической терминологией) типичен полный отрыв от изучения объективных закономерностей развития технических систем, от исследования патентной информации, от решения конкретных изобретательских задач.

Существуют надежные критерии, позволяющие судить о новых работах по изобретательскому творчеству:

1. Основано ли исследование на достаточно большом массиве патентной информации?

Серьезная работа не может основываться на нескольких случайных фактах. Как, показывает практика, хорошее исследование по теория изобретательства обычно строится на анализе не менее 10 — 20 тыс. авторских свидетельств и патентов.

2. Учитывает ли исследователь существование разных уровней изобретательских задач?

Если не "отсеять" многочисленные изобретения низших уровней, они "забьют" сравнительно редкие изобретения высших уровней и навяжут выводы, имеющие смысл только для простых задач.

3. Опробованы ли рекомендации на достаточно большом числе новых задач высших уровней?

Некоторое время назад Р.И. Дерягин [28, с. 591] предложил по образу и подобию АРИЗ алгоритм решения исследовательских проблем (АРИП). В работе не было приведено ни одного примера использования АРИП для решения научных проблем. Естественно, АРИП не нашел никакого применения...

Творчество приобретает все большую общественную ценность. Это и порождает спекулятивные наскоки. Старые термины "озарение", "осенение" и другие иногда заменяются современными "кибернетическими" терминами. Появляются схемы со стрелками, кружочками и надписями "вход", выход", "блок переработки информации", "накопитель" и т. д. Реального содержания за этим часто, увы, нет.

Изобретательское творчество — сложный предмет для исследования. За каждый, даже очень небольшой, "квант" знания приходится платить огромным трудом. Но другого пути нет.