© Альтшуллер Г.С. Как научиться изобретать. – Тамбов: Книжное издательство, 1961. – С. 43-52.

ШАГ ЗА ШАГОМ

Решая задачу, изобретатель должен пройти три этапа:

1. Выбрать задачу и определить техническое противоречие, ко­торое мешает ее решению обычными, уже известными путями.
2. Устранить причину противоречия путем внесения изменений в одну из частей машины (или в одну из стадий процесса).
3. Привести другие части усовершенствуемой машины (или другие стадии процесса) в соответствие с измененной частью.

Иначе говоря, нужно пройти такие этапы: анализ — изменение — синтез. В соответствии с этим можно назвать основные стадии про­цесса изобретательского творчества так: аналитическая, оператив­ная (вместо неудачного «изменяющая») и синтетическая.

На первой — аналитической — стадии изобретатель идет от об­щего к частному: от сформулированной в общем виде задачи к отысканию содержащегося в ней технического противоречия, затем к определению непосредственной причины противоречия и нахож­дению условий, при которых эта причина снимается.

Аналитическая стадия имеет исключительно важное значение для всего творческого процесса. Дело в том, что задача обычно формулируется в чрезвычайно общем, расплывчатом виде: сделать то-то, добиться того-то, повысить (или понизить) то-то. Пытаясь сразу най­ти решение, изобрета­тель невольно начинает перебирать без всякой системы всевозможные варианты (традиционное: «А если сделать так?..»). Мысль не направлена, поиски идут по случайным путям, а таких путей — великое множество. Ана­литическая стадия и состоит в том, чтобы по­следовательно, шаг за шагом, перейти от общей, весьма неопределенной задачи к конкретному вопросу: при каких условиях снимается при­чина технического противоречия, вызвавшего появление задачи?

Аналитическая стадия изобретательского творчества — процесс вполне логический. Это цепь логических операций, в которой одно звено закономерно следует за другим. Многолет­няя практическая отработка методики привела к выводу, что наиболее рационально разделение аналитической стадии на пять этапов:

1. Поставить задачу.
2. Представить себе идеальный конечный результат.
3. Определить, что мешает достижению этого результата (то есть найти противоречие).
4. Определить, почему мешает (найти причину противоречия).
5. Определить, при каких условиях не мешало бы (то есть най­ти условия, при которых противоречие снимается).

Рис. 5.

Проиллюстрируем применение этого логического анализа на конкретном примере: решим две из четырех предложенных задач.

Решение задачи о баллонах

Логические операции	Ход размышлений при решении задачи	Примечания
Первый шаг
Поставить зада­чу в общем виде.	Найти простой и эф­фективный способ перевода газа из одного баллона в другой.
Второй шаг
Представить се­бе идеальный ко­нечный результат.	Газ полностью, без применения компрес­сора (так сказать, са­мостоятельно), пере­шел из одного балло­на в другой.	Надо представить самый идеальный ре­зультат. Благодаря этому из всех мысли­мых направлений вы­деляется одно — курс дальнейших размыш­лений.
Третий шаг
Определить, что мешает достиже­нию этого резуль­тата.	Газ не может само­стоятельно полностью перейти из одного баллона в другой. Основное свойство газа — занимать весь предо­ставленный ему объ­ем. Поэтому при подсо­единении рабочего баллона газ расширя­ется, занимая оба баллона.	По существу мы отыскиваем техничес­кое противоречие: «Перевод газа требу­ет соединения балло­нов, а эго вызывает увеличение объема и уменьшение давле­ния».
Четвертый шаг
Определить, почему мешает (т.е почему газ расширяется)	Газ не может не расширяться, ведь мы подсоединяем пустые баллоны — дополнительный свободный объем.	Найдена причина противоречия: «Подсоединение пустого баллона»
Пятый шаг
Определить, при каких условиях не мешало бы (то есть при каких условиях газ не рас­ширялся бы).	Только в том слу­чае, если бы подсоединяемый баллон не был пуст.

Итак, от общей и весьма расплывчатой формулировки задачи («Найти простой и эффективный способ...») мы логически перешли к конкретным условиям, которые следует изменить («Подсоединя­емый баллон пуст; надо сделать, чтобы он не был пустым»). По-ви­димому, читатель уже нашел явно напрашивающийся ответ. Если нет, сделаем еще полшага — продолжим логический анализ. Заполнить баллон можно либо газом, либо жидкостью, либо твердым телом. Первое сразу исключается по условиям задачи. Последнее недопустимо — баллоны раз и навсегда испортятся. Остается... Да, остается заполнить рабочий баллон жидкостью. Тогда при соедине­нии баллонов жидкость перетечет из рабочего баллона в транспорт­ный, а газ (полностью и без всяких компрессоров) перейдет из транспортного баллона в рабочий (рис. 5). Идея изобретения найдена. Предстоит еще решить ряд технических вопросов (выбрать подходящую жидкость — доступную, не загрязняющую газ и т. д.).

Решение задачи о приборах

И в этой задаче мы начали с очень общей формулировки («Найти простой, эффективный и быстрый способ...»), а затем логически пришли к конкретной конструкторской задаче («Контролер должен видеть одновременно оба прибора»).

 Рис. 6

Дальнейшее уже просто. Чтобы видеть одновременно два прибора, следует снабдить контролера несложным бино­кулярным устройством, кото­рое оптически совместит изображения двух циферблатов (рис. 6). Если проверяемый прибор исправен, то контро­лер увидит одну стрелку, дви­жущуюся вдоль циферблата. При неисправности прибора изображение стрелки раздво­ится.

Можно предложить и дру­гое решение. Эталонный при­бор имеет прозрачный циферблат и располагается перед проверяемым прибором. Этот принцип, кстати, широко изве­стен в приборостроении. На­пример, так сконструирован спидометр на автомашине «Волга». Указатель скорости имеет прозрачный циферблат, и во­дитель видит показания счетчика километража, расположенного позади показателя скорости.

Таким образом, аналитическая стадия шаг за шагом привела нас к очень простой конструкторской задаче. Что же произошло? По­чему после логического анализа задача стала до очевидности лег­ко разрешимой?

Всякая машина (механизм, прибор) состоит из нескольких ча­стей. Когда задача сформулирована в общем виде, неясно, какую из частей следует изменить. Анализ помогает выделить нужную часть машины или нужную стадию процесса. Анализ указывает: «Вот здесь причина, устраните ее!» Например, в задаче о приборах неудачные решения связаны с попытками как-то изменить сами приборы или метод проверки; анализ же заставляет обратить вни­мание на человека, ведущего контроль, и это почти автоматически приводит к верному решению.

Изобретатели, пользуясь методикой, могут разными словами формулировать свои рассуждения. Положение от этого не меня­ется. Важно, чтобы сохранилась сама схема анализа. Однако на начальных этапах овладения методикой целесообразно придержи­ваться предложенного порядка и последовательности. Опытный изобретатель может, конечно, перескакивать с этапа на этап, минуя промежуточные размышления. Но чтобы перепрыгивать через сту­пеньки, нужно сначала научиться просто ходить по лестнице — ступенька за ступенькой.

Инженер В. Антонов рассказал на страницах журнала «Знание — сила» о сделанном им совместно с кандидатом технических наук Я. Измайловым изобретении. Задача, с которой столкнулись изоб­ретатели, была весьма трудной. При изготовлении сборных железо­бетонных конструкций с внутренними пустотами применяют так называемые пустотообразователи — трубы круглого или овального сечения. После бетонирования эти трубы извлекают. Чем длиннее изделие, тем глубже «сидит» в нем пустотообразователь. Панели междуэтажных перекрытий, применяемые в жилищном строитель­стве, имеют в длину 5,5—6,0 м. Извлечь пустотообразователи такой длины вручную довольно трудно. Поэтому пустотообразователи раз­резают пополам, и каждый отрезок отдельно вынимают из противо­положных торцов отформованной панели. Конечно, если труба вдвое короче, ее и извлечь вдвое легче. Но зато вдвое же возра­стает и количество пустотообразователей. Производительность тру­да по-прежнему остается низкой.

Другой способ — «механизированный»: пустотообразователи из­влекают с помощью лебедки. И опять-таки производительность труда не увеличивается: слишком много времени уходит на то, чтобы по­степенно извлечь трубы и передвинуть лебедку к следующей форме.

Не раз предлагались и другие решения. Известны, многочисленные проекты надувных или «складывающихся» пустотообразователей. На практике такие устройства не привились: они сложны, быстро загрязняются и выходят из строя. А главное— они не годятся для использования в стендовых условиях, когда формуют сразу «цепочку» железобетонных изделий, и длина пустотообразователей должна достигать 200 метров.

Инженер В. Антонов рассказывает:

«Нет, я не могу сказать, что в результате стройного анализа мы легко и просто пришли к решению. Нам, например, не раз пришлось возвращаться к исходной точке, когда мы убеждались, что зашли в тупик. Но если отбросить эти черновые варианты, то окончательный ход решения выглядел так:

Ход решения

Что надо делать	Ход размышлений
Первый шаг
Поставить задачу в общем виде.	Найти простой и эффективный способ образования пустот при изготовлении железобетонных панелей — вне зависи­мости от длины изделия.
Второй шаг
Представить себе идеальный ко­нечный результат.	Длина стенда до 300-400 м, а пустотообразователи извлекаются легко и быстро.
Третий шаг
Определить, что мешает достиже­нию этого результата.	Чем больше длина изделия (или стенда), тем труднее извлечь пустотообразователи.
Четвертый шаг
Определить, почему мешает.	С увеличением длины изделия увели­чивается и длина расположенных вдоль изделия пустотообразователей. А чем больше их длина, тем больше площадь соприкосновения с бетоном, тем больше трение.
Пятый шаг
Определить, при каких условиях не будет мешать.	Только в том единственном случае, ес­ли с увеличением длины изделия не бу­дет увеличиваться длина пустот.

Но последнее возможно лишь тогда, когда пустоты расположе­ны не вдоль изделия, а поперек его! В этом случае при лю­бой длине изделия пустоты (а значит и пустотообразователи) будут иметь очень небольшие размеры и извлечение труб перестанет быть проблемой.

Что же касается панелей, то поперечное расположение пустот для них только выгоднее. Дело в том, что раньше приходилось во многих случаях заделывать пустоты на торцах, в тех местах, где панели опираются на стены. Панели же с поперечными пустотами сразу будут формоваться с глухими торцами...»

* * *

Есть одно обстоятельство, на которое следует обратить особое внимание. Уже второй этап аналитической стадии требует от изо­бретателя ясного представления о конечном результате, к которо­му он стремится. Это может показаться странным: ведь изобретатель еще не знает, каково будет решение задачи. Однако для того, чтобы представить себе идеальный конечный результат, и не нужно знать, как именно будет решена задача. Надо только знать, что может дать идеальное решение.

Для чего это нужно?

Методика изобретательства, как мы уже говорили, строится не только на закономерностях развития техники и обобщении опыта изобретателей. Методика учитывает и психические особенности человека.

Мышление изобретающего человека имеет характерную особенность: размышляя над решением задачи, человек представляет себе усовершенствуемую машину и мысленно изменяет ее.

Если было бы возможно спроецировать на экран возникающие в мозгу изобретателя картины, мы увидели бы следующее. Вот на экране возникла машина. Это обычная, уже существующая машина, Внезапно у нее исчезла одна часть и появилось нечто новое. Затем изобретатель отказался от этого решения, и снова возникло изобра­жение первоначальной машины. Потом появилось другое изобра­жение,..

Изобретатель не может думать «вообще». Он должен отталки­ваться от какой-то конструкции, какой-то схемы. Неопытный изобре­татель берет в качестве такой исходной схемы уже известную ста­рую конструкцию. В этом случае изобретателю удается продвинуться ровно настолько, насколько еще возможно улучшение ста­рой конструкции. Мысль изобретателя скована возможностями этой старой конструкции. Иное дело, если взять за основу для мы­сленных экспериментов еще не существующую идеальную конст­рукцию. Тогда задача сводится к тому, чтобы не очень отступить от идеала. А главное — из всех возможных направлений для поиска выбирается одно: то, которое ведет к самым богатым находкам.