В 1992 г. была издана книга
И.Л. Викентьева и И.К. Кайкова "Лестница идей: основы теории решения изобретательских задач (ТРИЗ) в примерах и задачах". Книга была написана как результат обобщения опыта занятий со старшеклассниками, которые после обучения смогли решать десятки (!) производственных проблем ленинградских заводов и НИИ. Более того - ряд решений этих проблем были внедрены.
Книга постепенно разошлась и, несмотря на "детское назначение", судя по отзывам, стала интересна преподавателям ВУЗов, консалтинговым фирмам и производственным коллективам. В то же время, количество запросов в наш адрес о применении
ТРИЗ как для решения конструкторских и технологических проблем, так и для педагогических целей постоянно нарастает. Поэтому мы намерены опубликовать ряд дополненных глав книги.
Как измерить живую змею? Что такое "принципы копирования и сфероидальности"? Как найти потерявшийся космический корабль? Какое техническое изобретение древних греков повторили современные железнодорожники? Что такое ТРИЗ и как создавалась эта теория?
Историю человечества можно представить как постепенное восхождение по лестнице идей, лестнице изобретений. Десятки тысяч лет назад некто чиркнул камнем о камень, впервые добыв огонь. Первый костер и телескоп, печатный станок и персональный компьютер - все это ступеньки великой лестницы изобретений. И одна из "верхних" ступенек - создание теории изобретений, т. е. способа "как изобретать". Но можно ли научиться изобретать? Ведь изобретение - это всегда неконтролируемая вспышка озарения!
Да, но свежая идея всегда еще и решение задачи. Впрочем, судите сами.
ЗАДАЧА 1
Можно ли без приборов установить, что Земля - шарообразна?
Древнегреческий мыслитель Аристотель сумел это сделать. Он заметил: во время затмения, когда Земля загораживает Луну от Солнца, край земной тени на поверхности Луны - круглый…
ЗАДАЧА 2
В комнате включены электролампочка и отечественный цветной телевизор (напоминаем - первое издание книги было в 1993 г., когда цветные телевизоры не отличались хорошим качеством "картинки" - Прим. редакции). В ярко освещенной комнате изображение получается как бы размытым, сколько ни крути ручки настройки. Погасить лампочку нельзя - в комнате кому-то нужно читать. Как сделать, чтобы одновременно и свет горел, и изображение на экране было ярким?..
Постарайтесь не читать дальше и решить задачку самостоятельно... Нет, такие решения, как перегородить комнату ширмой, сделать козырек от света над экраном, неуклюжи...
А теперь сравним свое решение с изобретательским: на бок лампочки, обращенной к телевизору, наклеивается кусочек непрозрачного материала, скажем, фольги. Теперь в одной комнате и лампочка горит, и телевизор работает - и друг другу не мешают. Ведь тень от фольги как раз приходится на экран... Красиво?
ЗАДАЧА 3
Необходимо измерить длину… ядовитой змеи. Но как это сделать неспециалисту без риска быть ужаленным? При этом, естественно, нельзя калечить животное.
Один из вариантов решения: змею фотографируют и измеряют ее длину по снимку. В принципе, годится и любой другой способ получения отпечатка змеи с последующим измерением его.
Как видите, решать творческие задачи "с ходу" сложно, но в принципе возможно.
Другое дело в математике: есть таблица умножения, есть правила сложения столбиком... Но, оказывается, в технике тоже существуют правила, и все вместе они называются
Теория Решения Изобретательских Задач, или сокращенно -
ТРИЗ. Создатель и первый разработчик теории -
Генрих Саулович Альтшуллер (15.10.1926 - 24.09.1998). Его литературный псевдоним, известный любителям фантастики -
Генрих Альтов.
Взгляните на приведенные выше задачи. Несмотря на, казалось бы, различные ситуации, при решении обеих задач использован сходный принцип. Это так называемый:
ПРИНЦИП КОПИРОВАНИЯ
Если объект недоступен, сложен или непозволительно дорог, неудобен и хрупок, то можно использовать его копию (модель):
а) Оптические копии: отражения, тени, зеркала, фото- и кино-копии (они удобны еще и тем, что их можно увеличивать и уменьшать);
б) Упрощенные и дешевые копии;
в) Если копии в видимой части спектра не подходят, возможно применение инфракрасных, ультрафиолетовых и рентгеновских копий;
г) Для повышения точности измерения возможно использование дополнительных цветов, а также растров, муарового эффекта, стереосъёмки, голографических эффектов и т.п.
В соответствии с рекомендациями ПРИНЦИПА КОПИРОВАНИЯ (пункт а), были решены первые три задачи...
А что такое упомянутые нами (в пункте г) дополнительные цвета? Так в физике называются цвета, дающие при смешении третий (например: синий + желтый = зеленый).
ЗАДАЧА 4
В далеком космосе "потерялся" космический корабль. Связи с ним нет, но приблизительно известен район полета. Для обнаружения корабля получены сотни снимков ночного неба, но как отличить корабль от рядовой звезды? Сделаем повторные снимки каждого участка неба и наложим их на первые - ведь корабль движется и его положение должно сместиться... Но как долго нужно просматривать все совпадающие на снимках звезды!
Если мы вспомним о дополнительных цветах, то вначале проведем съемку через желтый светофильтр, а потом - через синий и наложим снимки друг на друга. Что получилось? Все неподвижные звезды будут зелеными и только корабль - нет! Естественно, это можно делать вручную, можно - с помощью компьютера, но важен единый принцип решения.
Теперь - несколько задач для закрепления материала.
ЗАДАЧА 5
Спортивные рекорды устанавливаются для того, чтобы быть побитыми…
В идеале хорошо бы тренироваться в паре с лидером, бегущим или плывущим по графику рекорда. Но где раздобыть столько чемпионов для каждого тренирующегося спортсмена? Итак, проблема: чем можно заменить чемпиона города (страны, мира) на беговой или плавательной дорожке?..
ЗАДАЧА 6
Как быстро и точно узнать площадь страны по географической карте? Разбивать ее площадь на квадратики и подсчитывать их число - занятие долгое и утомительное...
(Заметим, копии могут быть не только оптические.)
ЗАДАЧА 7
Нужно обработать деталь сложной формы. Но, как ты догадываешься, сначала деталь следует разметить: нарисовать на заготовке - где срезать материал, где сверлить... Конечно, есть чертеж детали, но уж очень долго переносить линии с чертежа на заготовку... Сможете ли Вы повторить самое настоящее изобретение по авторскому свидетельству СССР № 343831, сделанному четырьмя специалистами?
ЗАДАЧА 8
Работая во Флоренции, скульптор Микеланджело нашел изящный способ точного перенесения на камень пропорций восковых моделей. Он помещал исходную модель в ванну и, постепенно сливая воду, обнажал только нужную в данный момент часть модели. Так, глядя только на выступающую над водой часть, скульптор "послойно" обрабатывал мраморную глыбу... Как еще более точно можно было бы перенести размеры модели на глыбу камня в наши дни?
ЗАДАЧА 9
А теперь подумайте: как по фото определить разницу объемов расширенного и сжатого сердца? Это трудно сделать при помощи обычных снимков, ибо на них плохо видно, где границы сердца совпадают, а где нет. Если Вы уже нашли решение - можете себя поздравить: Вы повторили самое настоящее изобретение, сделанное тремя специалистами.
"А я не желаю следовать вашим правилам!" - заявляет сторонник "свободного творчества". Что ж, можно, конечно, не пользоваться никакими правилами. Но если при решении некоторой задачи найден сильный ход - почему бы не использовать его в сходной ситуации? К чему повторять сотни раз сделанные ошибки, когда есть возможность их избежать, воспользовавшись обобщенным опытом сотен изобретателей? Вот еще три примера.
ПРИМЕР
Древняя Греция. Необходимо доставить из каменоломен колонны для храма Парфенон. Колонны большие - проломят любую повозку. Греки нашли выход - взяли и покатили заготовки колонн по дороге...
ПРИМЕР
Прошли века. Летом 1834 года для Смольного собора в Петербурге понадобилось доставить из города Валдая 12 колоколов, самый крупный из них весил 10 тонн. Как доставить по бездорожью такой груз? Долго мучались, наконец догадались - колокол положили на бок, обшили досками и... покатили всего 15-ю лошадьми.
ПРИМЕР
Уже в начале нашего века возникла схожая задача: как перевозить стволы корабельных орудий? Русский инженер В.Г. Шухов надел на них колеса и...
А дальше Вы уже знаете. О чем это говорит? Если, решая задачу, найден сильный "ход" - разумно запомнить его и использовать еще раз при решении схожей. А если не переносить принцип решения с задачи на задачу? Обычно это ведет к напрасной трате сил, нервов, денег.
Так, лишь несколько лет назад догадались: при замене старого рельса необязательно вызывать мотовоз с краном, чтобы поднять новый рельс на верх железнодорожной насыпи. Необязательно также, выбиваясь из сил, двигать рельс ломами - на него надо надеть колеса и … катить.
Этот прием получил в ТРИЗ "говорящее" название
"ПРИНЦИП СФЕРОИДАЛЬНОСТИ": если предмет трудно перемещать - дострой его до круглой и легкоперекатываемой формы...
В 1946 году 20-летний изобретатель
Генрих Саулович Альтшуллер приступил к созданию
ТРИЗ - точной науки о изобретательстве, призванной заменить
метод "проб и горестных ошибок" при создании
новых изобретений. Заметим, многочисленные философы и психологи неоднократно пытались понять, как происходит пресловутое "озарение", и какие условия нужно создать творцу - чтобы он лучше "озарялся"...
[3]
К сожалению, в начале III-го тысячелетия, несмотря на многочисленные уверения, рекомендации психологов по "озарению" не дают стабильного решения все нарастающего числа проблем - подробнее см.
здесь.
Г.С. Альтшуллер взял в качестве объекта исследования то, что более осязаемо, чем внутренний мир творца - объекты научного-технического творчества, патентный фонд, в котором собраны описания решений многочисленных технических задач.
Подобно тому, как ученый-селекционер находит и выращивает ценные сорта семян, ТРИЗ базируется на:
- изучении массивов красивых и сильных решений;
- выявлении различных закономерностей (моделей, алгоритмов, приемов, тактик, стратегий и т.п.) этих решений;
- переносе выявленных закономерностей на новые классы задач (вспомним "принцип копирования", "принцип сфероидальности");
Идея найти успешные приемы решения различных задач в XX веке приходила в голову многим. Но Г.С. Альтшуллер впервые сделал работоспособную систему таких приемов.
[1],[2]
Выше мы упомянули только два принципа, а в ТРИЗ их разработано несколько сотен, что, конечно, не гарантирует решения творческой задачи, но резко повышает вероятность ее решения. По меньше мере, эта вероятность решения значительно выше, чем вероятность решения при бесконечных попытках: "А что если сделать так?.."
Спрашивается, насколько эффективна эта теория? Книги по ТРИЗ изданы во многих странах. По данным Официального Фонда Г.С. Альтшуллера, ТРИЗ используется на
следующих фирмах...
Мы надеемся, что ТРИЗ будет пополняться силами молодых разработчиков. Для них и наши публикации.
