ИЗОБРЕТАТЬ – ЭТО ПРОСТО?
статья

ИЗОБРЕТАТЬ – ЭТО ПРОСТО?

Дорогой читатель, этой статьёй мы начинаем цикл рассказов об изобретателях и изобретениях. Попробуем вовлечь тебя в увлекательный мир технического творчества. Расскажем о работе «Инженерного инкубатора» и «Клуба инженерно-технического творчества (КИТТ)».

И начнём со знакомства с самым древним и до сих пор работающим методом поиска решений творческих задач под названием «Метод проб и ошибок».

Несмотря на предпринимаемые попытки исследования правил и методов, ведущих к открытиям, всегда и везде задачи решали, перебирая различные – возможные и невозможные, осуществимые и неосуществимые – варианты. Этот метод называется метод проб и ошибок (МПиО), им повсеместно пользуются и сейчас.

Технология МПиО примитивна. Специалист, решающий задачу, пробует найти решения по схеме: попробуем сделать так...; нет, не получается; тогда сделаем так...; тоже не годится; может быть, так будет лучше?.. Перебрав десятки вариантов, изобретатель нередко находил, в конце концов, приемлемое решение несложной задачи.

Схематически этот метод изображен ниже на рис.1 [1].

Рис. 1. Схема поиска методом "проб и ошибок".

ВИ – вектор психологической инерции; ПК – поисковая концепция

От точки, которую мы назовем "Задача", изобретатель должен попасть в точку "Решение". Где именно находится эта точка, заранее, конечно, неизвестно. Изобретатель создает определенную поисковую концепцию (ПК), т. е. выбирает направление поисков. Начинаются "броски" в выбранном направлении (они условно обозначены стрелками): "А если попробовать так?" А потом становится ясно, что неправильна вся поисковая концепция – поиски идут не в том направлении. Изобретатель возвращается к задаче, выдвигает новую поисковую концепцию и начинает новую серию "бросков". В практике количество попыток обычно намного больше, чем изображено на схеме.

При переборе вариантов безраздельно властвует субъективизм, отсутствуют правила выдвижения идей и критерии их оценки. Правда, по мере развития техники, накопления знаний и опыта изобретатель реже выдвигает нелепые идеи. Он, как правило, представляет себе, что возможно и что невозможно. В процессе поиска ему не нужно проверять все возможные варианты – опыт, знания позволяют многие из них заранее оценить, принять или отвергнуть. И все-таки далеко не все поддается оценке.

МПиО и сегодня можно использовать для решения простых задач. Но как быть со сложными проблемами, которые требуют рассмотрения и оценки сотен или даже тысяч возможных вариантов? Ведь на их решение могут уйти многие месяцы или годы и безо всяких гарантий на успех. Нередко именно поэтому изобретатель подчас останавливается далеко не на лучшем варианте решения.

Изобретений без признаков яркой творческой мысли многие тысячи. И если, за неимением лучшего, их все-таки внедряют, то часто этим не столько ускоряют, сколько тормозят научно-технический прогресс.

МПиО не для создания изобретений высокого уровня. Даже если кому-то удается найти удачную идею, терпеливо перебрав множество вариантов или случайно выйдя на правильное решение, то маловероятно, что со следующей задачей изобретатель сумеет справиться на таком же уровне и в приемлемый срок. Большие творческие способности несколько увеличивают эту вероятность, но в целом и способности не компенсируют недостатков метода проб и ошибок. Не намного облегчает дело так называемый эстафетный механизм нахождения сильных решений, при котором последующие поколения исследователей и изобретателей учитывают отрицательный опыт предшественников и не ищут в заведомо бесперспективных направлениях. Выявляя и отбрасывая все новые подобные направления, исследователи постепенно как бы достраивают пирамиду поиска до самой вершины.

Хотя с помощью метода проб и ошибок создана вся современная техника, однако до 70–80-гг. XIX века несовершенство метода ничем не компенсировалось. Решение трудных задач растягивалось на десятки лет. Одной и той же проблемой иногда занималось несколько поколений изобретателей. Чтобы повысить эффективность творческого поиска, в него стали постепенно вовлекать все больше специалистов, причем самого разного профиля. Зону поиска в таких случаях дробили на небольшие участки, каждым из которых занимался подчас специальный многочисленный коллектив. Так рождались специализированные, узкопрофильные НИИ, КБ с многочисленными подразделениями. С развитием НТР и ростом объемов творческого труда увеличивалось число отраслевых институтов и конструкторских бюро.

Такой, чисто экстенсивный, путь развития не способен удовлетворить уровень и темпы развития техники сегодняшнего дня. В условиях современной экономики столь нерациональная растрата материальных средств, людских ресурсов, их творческого потенциала способна привести лишь к банкротству предприятия.

Некоторые скептики могут возразить и привести факты, свидетельствующие о том, что открытие или изобретение сделано внезапно, по воле случая, безо всякого перебора вариантов. Пришла мгновенная догадка – и задача решена. В качестве подтверждения приведут с десяток широко известных, но мало что объясняющих примеров.

...Марилс вынул из бочки со скипидаром случайно упавший туда рабочий костюм. Он оказался чистым, без пятен. Благодаря этому в 1870 г. был изобретен способ химической очистки тканей.

...Физик Беккерель случайно открыл радиоактивность, обнаружив, что завернутая в черную бумагу фотопластинка, лежавшая рядом с солью урана, оказалась засвеченной.

...Уатта вид кипящего чайника натолкнул на идею паровой машины, а обычная паутина подсказала инженеру Брандту принцип конструкции висячих мостов.

Случайных открытий действительно было, да и сейчас есть, немало, но не бывает случайных открывателей! «На случай наталкиваются те, кто его заслуживает», – прекрасно сформулировал Лагранж. Или, как сказано в биографии Пастера: «Те, кто делает все, чтобы на него натолкнуться».

Эдисону, по его собственному признанию, приходилось работать над одним изобретением в среднем семь лет. По крайней мере треть этого времени уходила на поиски идеи.

Вот что писал изобретатель Николай Тесла, работавший одно время в лаборатории Эдисона: «Если бы Эдисону понадобилось найти иголку в стоге сена, он не стал бы терять времени на то, чтобы определить наиболее вероятное место ее нахождения. Он немедленно с лихорадочным прилежанием пчелы начал бы осматривать соломинку за соломинкой, пока не нашел бы предмета своих поисков. Его методы крайне неэффективны: он может затратить огромное количество времени и энергии и не достигнуть ничего, если только ему не поможет счастливая случайность. Вначале я с печалью наблюдал за его деятельностью, понимая, что небольшие теоретические знания и вычисления сэкономили бы ему тридцать процентов труда. Но он питал неподдельное презрение к книжному образованию и математическим знаниям, доверяясь всецело своему чутью изобретателя и здравому смыслу американца».

Названные выше открытия и изобретения сделали вовсе не случайные люди, а видные ученые, опытные специалисты, накопившие обширные знания и опыт. Случай лишь ускорил ход их мыслей, сконцентрировал их в едином направлении, стал своего рода импульсом в создании нового. Но подобное может происходить лишь с человеком ищущим, способным такой случай заметить, понять и, наконец, объяснить и сделать выводы.

Не нужно забывать, что известные «случайные» открытия – лишь малая толика всего огромного количества открытий и изобретений, сделанных на протяжении истории человечества. А основная масса новшеств – результат постепенного накопления знаний и длительного творческого труда.

Извечный и безостановочный поиск на основе МПиО помог человеку открыть мир техники. Но времена неудержимо меняются. Метод перебора вариантов, тысячелетия добросовестно служивший человечеству, стал недостаточно быстрым и эффективным. Уже в XIX в. он практически исчерпал свои возможности. А в наш век лавинного потока информации, быстрого развития науки и техники МПиО стал неприемлемым. Основанная на нем технология творческого труда пришла в глубокое противоречие с требованиями научно-технического прогресса.

Конечно, если говорить об исторически большой дистанции, изобретения появляются закономерно. Так, пароход не мог быть создан раньше появления парового двигателя, а паровой двигатель изобрели, когда возникла экономическая необходимость. Однако зачастую изобретения опаздывают без уважительных причин: есть все объективные условия, чтобы изобрести нечто, а это нечто никак не изобретается…

Можно привести такой пример. Ещё на заре автомобилизма на двигателе устанавливали вентилятор. И уже тогда шофёр знал: при низкой температуре воздуха вентилятор не нужен, более того, он вреден – напрасно тратит энергию, переохлаждает двигатель. Но выключающийся вентилятор был изобретён лишь в 1951 году! Тут «простой» затянулся почти на полстолетия, и платить за это пришлось реками бесполезно сожжённого горючего.

Теперь нетрудно предположить, что методика изобретательства нужна:

чтобы изобретательские задачи не «простаивали и вовремя попадали в поле зрения изобретателей;

чтобы решение изобретательских задач осуществлялось с возможно более высоким коэффициентом полезного действия;

чтобы однажды найденные приёмы использовались и при решении других технических задач, избавляя изобретателей от необходимости каждый раз заново вести трудные и долгие поиски.

Всех кто интересуется и хочет побольше узнать, и даже что-то изобрести или усовершенствовать какой то прибор, механизм или просто бытовую вещь, то мы вас ждём в нашем клубе.

В статье использованы материалы:

Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения,  «Моск. рабочий», 1973.

Никифоров Н.И. Основы инженерного творчества,  учебное пособие, Волгоград, 2008.