Текст книги "Научное творчество. Методы конструирования новых идей"

1.7. Метод анализа задачи. Прием «золотая рыбка»

Для управления воображением Г. С. Альтшуллер предложил следующий прием последовательного отделения от задачи, превращенной в фантастическую, таких частей, которые можно реально сделать.

Рассмотрим этот прием на примере сказки. Однажды некий старик отправился к морю, забросил невод, потянул. Видит – в сетях золотая рыбка. Как взмолится золотая рыбка! Голосом молвит человечьим: «Отпусти ты, старче, меня в море…»

Ситуация сказочная, фантастическая – обозначим ее Ф. Посмотрим, не содержит ли Ф какой-то реальной, осуществимой части. Мог старик пойти к морю и поймать рыбку? Мог. Это реальная часть – Р₁. Правда, рыбка не была бы золотой и говорящей – это Ф₁. Значит, Ф разложили на Р₁ и Ф₁.

Рассмотрим теперь Ф₁. Можно как-то сделать, чтобы с гарантией была поймана именно золотая рыбка? Можно, надо выпустить в эту часть моря много золотых рыбок – это Р₂. Но пойманная рыбка не будет говорить «человечьим голосом» – это Ф₂. Однако она все-таки будет подавать какие-то сигналы – это Р₃, хотя и не «человечьим голосом» – это Ф₃.

В данной сказочной исходной ситуации всецело избавиться от фантастичности не удается. Но если взять техническую задачу, превращенную в фантастическую, то можно прийти к результату, в котором уже не будет Ф.

Слушатели Азербайджанского общественного института изобретательского творчества решали на занятии такую задачу: изделие имеет форму боковой поверхности усеченного полого конуса. Диаметр большого основания от 0,5 до 1,0 м. Требуемая точность обработки внутренней поверхности – 0,1 мм. Контроль качества готовой продукции ведут с помощью набора точно изготовленных дисков – шаблонов, поочередно вставляя их внутрь изделия. Возникает противоречие: чтобы повысить точность контроля, нужно при проверке каждого изделия использовать возможно больше шаблонов, а чтобы упростить и ускорить процедуру проверки, шаблонов должно быть возможно меньше. Как усовершенствовать контроль?

Применим прием «золотая рыбка». Сначала представим себе исходную фантастическую ситуацию – Ф: в руках у контролера чертеж, и он видит, где реальная линия такого-то сечения отличается от теоретической линии. Что здесь Р₁[2]2
  В следующем параграфе курсивом выделены ответы слушателей на занятии.


[Закрыть]?

Р₁ – это теоретическая линия на чертеже, она есть. А вот реальной линии там нет – это Ф₁. Теперь подумаем, нельзя ли разложить Ф₁? Реальная линия существует – это Р₂, но не на чертеже – Ф₂. Значит, все дело в том, чтобы как-то «извлечь» реальную линию из изделия? Это можно сделать оптически, использовав зеркала. Что теперь Р и Ф? В зеркале отразится все изделие – Р₃, а нужно, чтобы отразилась одна линия – Ф₃. Как же быть? Можно закрыть чем-то лишнее. Чем? Как? Водой.

Идея технического решения: изделие вертикально погружается в ванну с водой на разную глубину, и фиксируется линия пересечения поверхностей воды и конуса. Таков контрольный ответ.

Здесь реальная техническая задача была превращена в фантастическую. При последовательном отделении от нее того, что можно реально осуществить, оставалась все уменьшающаяся фантастическая часть. В конце концов от нее ничего не осталось. Помогло управление фантазией – на каждом действии преодолевались небольшие психологические барьеры.

1.8. Метод «воображаемая планета»

Метод применяется для обучения студентов в США профессором Дж. Арнольдом. Предлагается решать любые обычные технические задачи в условиях воображаемой планеты со своеобразными условиями: температура на ее поверхности колеблется от – 43 до – 151°C, атмосфера состоит из метана, моря – из аммиака, сила тяжести в 10 раз больше земной. На планете живут разумные существа – метаниане, у них руки с тремя пальцами. У метаниан замедленные реакции. Необходимо последовательно разработать метанианскую технику: дома, средства транспорта, инструменты и т. д. Нужно преодолеть немало психологических барьеров, чтобы придумать, например, автомобиль или электродрель для этих условий. Регулярное решение подобных задач помогает развивать воображение.

Кроме планеты вышеописанного типа можно представить также планеты с другими своеобразными условиями, как, например, в следующем упражнении.

Существует планета, диаметр которой увеличивается с 5000 км в 5 раз, а потом восстанавливается – цикл изменения составляет 100 часов. У нее раздувающееся ядро, покрытое слоем в тысячи километров плодородного песка. При раздувании слой песка утоньшается, плотность песка неизменна. Атмосфера и масса как у Земли. На поверхности песка плавают острова твердого грунта, на островах есть озера. Имеются разумные существа типа людей.

Каким может быть животный и растительный мир этой планеты? Какие особенности цивилизации? Что характерно для средств сообщения? Каковы города, здания, промышленные сооружения? Если каких-то данных не хватает, можно дополнить их по своему усмотрению.

В качестве примера выполнения последнего упражнения рассмотрим решение слушателя школы изобретательского творчества Б. И. Ломакина «Планета АРИ3».

Осенью 1973 года Опытных полетов комитет (ОПК) решил организовать экспедицию на еще малоизученную планету «АРИЗ». Организаторы полета рекомендовали руководителям отобрать в ее состав молодых и подающих надежды специалистов. Шеф нашего отдела в это время отдыхал в дельте Волги. Если бы не это, то наш экипаж был бы человек на пять поменьше. Наш шеф не любит «темных» мероприятий, эффект от которых не сразу ощущается на основной работе. Но его заместитель имел другой взгляд на пользу полетов, он вызвал нас и произнес такую речь:

– Я вызвал вас, чтобы сообщить, что по бумаге, на которую я должен отреагировать, меня обязывают направить в состав экспедиции нескольких молодых и талантливых. Я обнаружил, что молодых у нас в отделе мало, а талант – дело темное, решил рекомендовать лишь только потому, что вы не отказываетесь.

В заключение своей речи он заверил нас в том, что даже при возможно трудной работе в экспедиции от нас ничего не убудет, а приобрести мы можем кое-что, еще мало кому известное. Экспедиция, руководимая старожилами планеты АРИЗ, судя по записи в бортовой тетради, приступила к ее изучению 30 ноября.

Еще до нас было установлено, что у АРИЗ много и друзей, и недругов, но ясно, что она – планета обитаемая. Она находится между планетами Сказка и Наука. Уже в самом начале экспедиции можно с уверенностью сказать, что нам многое стало известно об этой планете. После глубокого изучения планеты мы надеемся, даже полюбим ее как родную. Участники путешествия привезут с собой массу идей, осуществление которых преобразит облик нашей старушки Земли. Многие из экипажа экспедиции уже на середине пути подумывают о том, чтобы остаться на этой планете на второй срок, а некоторые – навсегда, для продолжения исследований.

Как известно, поверхность планеты непрерывно движется относительно центра со средней скоростью 55 м/сек. Атмосфера планеты неспокойна: постоянно изменяется давление, почти непрерывно бушуют бури. В этих условиях, чтобы выжить, растения образовали непроходимые джунгли крепко сцепленных между собой ветвей деревьев и кустарников. Они покрывают почти всю свободную от морей, озер и рек поверхность материков планеты. B джунглях имеются ходы-галереи и переходы, позволяющие различным животным и бескрылым птицам свободно передвигаться в пределах материков. Животные обитают на различных ярусах деревьев: в кронах прыгают птицы, по поверхности почвы бродят благородные верблюды, в почве живут различные твари. Лучше всего на этой планете чувствуют себя глубоководные обитатели морей и озер: рыбы, крабы, водоросли – все они привыкли жить при повышенном давлении, так что колебания давления атмосферы на них мало сказываются. Основной рацион планетян добывается в морях.

Необъятные просторы плодородного песка позволили планетянам изобрести способ выращивания растений в песке, отличающийся тем, что с целью удобства сбора урожая в песок забрасывают сети с семенами, закрепленными в их узлах, а после созревания вытаскивают сети с плодами. Эти растения похожи на съедобные кактусы родной Земли. Поверхность их покрыта колючками, которые играют роль корней или листьев в зависимости от того, где они окажутся – в песке или на воздухе. Сети с семенами планетяне укрепляют на краю материка.

Суровые жизненные условия планетян сильно развили их изобретательность, работоспособность и мышление. Они даже изобрели способ изобретать – возникла у них, крепнет новая наука «алгоритм изобретения», перерастающая в теорию решения инженерных задач, помогающая лучшему использованию планетянами своих естественнонаучных и технических знаний для решения непрерывно возникающих на планете технических задач. Не всем землянам пока еще эта наука по зубам. Что и говорить: жизнь на Земле по сравнению с этой планетой прямо райская. Но то ли еще будет! Недаром же земляне собирают экспедицию за экспедицией на эту странную планету – растут числом и умением в разных городах и землях знатоки этой инопланетной науки.

Города на этой планете растут вглубь – типа наших шахт. Специальные заводы-автоматы создают в них микроклимат, не зависящий от процессов на поверхности. Планетяне выходят на поверхность всегда со скафандрами, отряды их занимаются посевом и сбором урожая кактусов, заготовкой морских продуктов и мяса благородных верблюдов. Транспорт планетян: в морях плавают подводные лодки, по джунглям ходят вездеходы, между материками курсируют пассажирские и грузовые ракеты, стартующие с подземных ракетодромов, между городами – подземные железные дороги, а в городах – метро, движущиеся тротуары и экскаваторы. Для связи с внешним миром в каждой квартире имеется видеотелефон, даже если она находится в новом, только что построенном микрорайоне. В качестве источников энергии служат ветроустановки, станции, использующие энергию распухания и сжатия ядра планеты. Но все же основной взнос в энергопитание всего разумного населения на планете АРИЗ вносит звезда изучаемой планетной системы, называемая почему-то каждым по-разному: Стремление, Познание или Творчество.

Редко поступали сведения в печать об этой планете. Но вот в журнале «Техника и наука» регулярно стали появляться сообщения о различных сторонах жизни этой планеты: о диалектике и творчестве, один метод лучше, чем ни одного и др. Сообщения об отдельных археологических раскопках в области творчества стал время от времени печатать журнал «Изобретатель и рационализатор», приводится много описаний неосознанного использования понятий и достижений АРИЗ.

По сообщению журнала «Изобретатель и рационализатор» (№ 3 за 1979 год), изобретение инопланетян способа посадки с использованием сети после доработки К. Уткиным оказалось вполне земным – он предложил сажать картофель в мелкоячеистой сетке, соединять сетки тросом. В результате такого технического решения при уборке картофеля не потребуется перелопачивать много земли: «из всей выкопанной комбайном массы клубни составляют всего лишь… два процента». Картофель в такой сетке оказывается совершенно чистым. Теперь дело за селекционерами – как обеспечить высокую урожайность картофеля, развивающегося в сетке, и за инженерами – разработать сетку, посадочные и уборочные машины. Кажется, в отношении уборки картофеля потихоньку «лед трогается» – изобретение картофельного комбайна с давящими лемехами-катками, изобретение способа взрывного разделения комков и картофеля с помощью сжатого воздуха, сеточный метод посадки. Если еще шире использовать передовой опыт изобретателей-инопланетян, если еще точнее и глубже проанализировать этот патентный фонд всех планет, включая Землю, с помощью методики инженерного мышления АРИЗ‑77, то будет человек получать в изобилии и без затрат ручного труда картофель, пригодный для длительного хранения. Но пока задача уборки картофеля, интересующая практически всех людей, все еще не решена.

1.9. Метод ассоциаций

Этот метод – развитие приема «вынесение – внесение» и его частного случая «оживление – омертвление», когда свойствами обмениваются не отдельные объекты, а целые классы объектов и явлений.

Порядок работы:

– шаг 1: выберите объект или класс объектов, запишите существенные свойства и характеристики объектов;

– шаг 2: выберите второй объект (класс объектов), запишите свойства и характеристики;

– шаг 3: произведите обмен – свойства, присущие первому классу объектов, припишите второму классу, и наоборот;

– шаг 4: опишите максимальное количество следствий из проделанного обмена свойств.

Пример применения метода: класс первый – элементарные частицы, второй – животные. Задание: придумать фантастическое животное. Какими свойствами обладают элементарные частицы? Зарядом, моментом, странностью и пр. Частицы могут двигаться с субсветовыми скоростями. Они обладают специфическим квантовым свойством – туннельным эффектом; это свойство присуще только элементарным частицам и потому наиболее интересно. Припишем животному свойство проникать сквозь силовые барьеры, например, проскальзывать сквозь стены, но не всегда – у электрона есть определенная вероятность такого перехода. Кроме того, животное намагничено и заряжено. Сигнализируют такие животные друг другу вариациями магнитного поля или индуцированием на поверхности своего партнера зарядов в определенном порядке.

Задания для самостоятельного решения

1. Объекты «мачта» и «молекула». Произведите обмен свойствами. Какими станут высотные сооружения?

2. Придумайте фантастическое устройство, проведя аналогию между «колесом» и понятием «обратная связь». Для чего можно применить полученное фантастическое устройство?

3. Придумайте фантастическое животное, проведя аналогию между понятиями «катализ» и «условный рефлекс». Как будет питаться такое животное? В каких условиях оно будет обитать?

4. Проведите аналогию между загрязнением воздуха и управлением погодой. Можно ли получить из этой идеи технический выход?

5. Проведите аналогию между техническими системами и ядерной реакцией. Как будут работать заводы? Какой станет энергетика?

6. В конструировании технических систем примените принцип, аналогичный обмену веществ у живых существ. На каком принципе станет развиваться конструирование?

7. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева позволяет предсказывать свойства новых элементов и их соединений. Допустим, что в технике существует некоторая периодическая система технических устройств. Попробуйте придумать отдельные основные положения такой фантастической системы. Предскажите на этой основе новые фантастические идеи и типы технических систем.

1.10. Метод фокальных объектов

Этот метод, так же как и метод ассоциаций, является модификацией приемов развития воображения «вынесение – внесение» и «оживление – омертвление». В этом случае на фокальный объект переносятся свойства объектов, выбранных совершенно произвольно.

Порядок работы:

– шаг 1: выберите объект или явление, которые намерены изменить, – фокальный объект;

– шаг 2: наугад назовите несколько случайных объектов (например, взять их можно со случайно открытых страниц словаря);

– шаг 3: составьте перечень признаков и свойств выбранных случайных объектов;

– шаг 4: признаки и свойства, найденные на шаге 3, припишите фокальному объекту;

– шаг 5: для дальнейшего развития идеи воспользуйтесь любым из вышеперечисленных приемов фантазирования.

Приведем пример выполнения задания методом фокальных объектов. Фокальный объект – подводная лодка. Случайные слова: эрозия, кенгуру, компас.

У компаса стрелка всегда направлена на магнитный полюс. Подводная лодка может двигаться, скажем, только вдоль магнитных силовых линий или вдоль других избранных и неизменных направлений. Например, по глубинным течениям. Безмоторное подводное движение совершается медленно, но зато бесшумно и дешево – в будущем такие подводные лодки, снабженные «парусами течений», можно будет использовать для туризма.

Кенгуру передвигается скачками и носит детенышей в сумке на животе. Подводная лодка тоже пусть передвигается скачками: порт ее находится на дне, сюда по туннелю доставляются пассажиры. Лодка совершает скачок, отталкиваясь от дна, как ракета, до следующего порта. После остановки и смены пассажиров – очередной скачок.

Эрозия – процесс разрушения почвы. Пусть подводная лодка тоже разрушает воду во время движения, например, превращает ее в пар (как у Г. Адамова в «Подводная лодка „Пионер“») или разлагает на составные части. Возникает добавочное давление, которое можно использовать в качества двигателя…

Задания для самостоятельного решения

1. Фокальный объект – дерево. Случайные объекты: пар, наводнение, протез. Придумайте фантастическое дерево.

2. Фокальный объект – радиолокатор. Случайные объекты: корабль, лестница, остров, берлога. Вообразите способы локации. Какими могут быть средства антилокации, применяемые для затруднения обнаружения?

3. Фокальный объект – лазер. Предложите модификации лазера, использовав случайные объекты: пушку, мелодию, телеграмму, ролик, корень.

4. Фокальный объект – звездолет или дирижабль. Каким станет этот объект, если его изменить с помощью метода фокальных объектов? Дайте описание системы транспорта воздушного или межзвездного сообщения.

5. Выберите фокальный объект и, использовав случайные слова: ложка, пистолет, книга, перископ, – придумайте новый способ добычи ископаемых.

6. При помощи метода фокальных объектов предложите аппарат, который в будущем сможет заменить наземный транспорт.

1.11. Метод тенденций

Метод основан на выявлении противоречий при развитии двух тенденций, линий развития, кажущихся независимыми.

Порядок работы:

– шаг 1: выбрать две реальные, но внешне не связанные тенденции в развития человечества (науки, культуры, техники и т. д.);

– шаг 2: каждую тенденцию независимо друг от друга продолжить в будущее до тех пор, пока она не станет определяющей;

– шаг 3: выявить противоречие между развитыми тенденциями;

– шаг 4: с помощью любого из ранее применявшихся методов предложить идею, устраняющую противоречие.

Приведем пример применения метода тенденций.

Первая линия – количество ученых возрастает, растет и число ученых на каждую тысячу человек. Вторая линия – люди все больше времени проводят у экранов телевизоров.

Продолжим первую: может настать время, когда все жители Земли станут учеными. Продолжим вторую: человек проводит у телевизора практически все время бодрствования; все, что происходит в мире, узнает из телепередач.

Противоречие налицо. Ученый должен думать, ставить эксперименты и т. д. И в то же время он все время смотрит телевизор. Вся его активная деятельность заключается в выборе программы (или в заказе программ, которых бесчисленное множество накоплено Единым информцентром страны, мира). Противоречие разрешается, если вся необходимая для работы ученого информация заключена в телепередачах. Передачи должны нести все знания о мире. Например, так. Получен мощный сигнал от иной цивилизации – колоссальная информация о том, чего она достигла за миллионы лет. Чтобы ознакомиться с ней и освоить ее, нужен не миллион лет, но наверняка и не десять. Причем работы хватит для всех ученых, даже если это будет все население Земли. И вот на несколько десятилетий все люди устроились у экранов телевизоров…

Задания для самостоятельного решения

1. Две линии: урбанизация (рост городов) и увеличение печатной продукции (рост гаражей, количества названий и т. д.). Продолжите и найдите противоречие. Устраните его с помощью приемов «увеличение – уменьшение» или «динамичность – статичность».

2. Первая линия: люди становятся все более образованными; вторая линия: загрязнение среды, порча природных ресурсов, биосферы. Продолжите тенденции, найдите противоречие. Для устранения противоречия примените приемы «квантование – непрерывность» или волшебства (изменения законов природы или мировой постоянной, лежащих в основе действия объекта или его свойства). Опишите ситуацию, возникшую после устранения противоречия.

3. Первая линия: увеличение свободного времени; вторая линия: миниатюризация приборов, оборудования и т. п. Какими станут после устранения противоречия техника, транспорт, связь, космические корабли?

4. Первая линия: повышение этажности зданий; вторая линия: увеличение числа любителей туризма. В чем противоречие? Как оно разрешается?

5. Сами выберете две тенденции, приемы или метод устранения противоречия. Опишите ситуацию.