Алгоритм изобретения
Если же говорить о решении сложных творческих задач, то число возможных вариантов сплошь и рядом настолько велико, что изобретателю и жизни может не хватить на то, чтобы рассмотреть их все. Даже самые быстродействующие ЭВМ не могут перебрать и сравнить все варианты решения многих задач.
Разработка и совершенствование АРИЗ проводились более трех-десятилетий, при этом шел поиск наиболее рациональной тактики решения изобретательских задач (Г. С. Альтшуллер. «Алгоритм изобретения»). Главное при построении АРИЗ было найти в безбрежном океане возможных решений некий ориентир, который позволил бы отказаться от слепого перебора вариантов. АРИЗ дает такой ориентир. Он назван «идеальной машиной». Для наглядности поясним понятие на двух примерах.
Назначение вертолета — перевозить пассажиров и грузы.
Но мы вынуждены — именно вынуждены — перевозить и сам вертолет. Вертолет будет тем идеальней, чем меньше его собственный вес (при тех же качествах). Идеальной машиной был бы вертолет, состоящий из одной пассажирской кабины, способной перемещаться с той же скоростью. То есть мы приходим к более безопасному варианту сказочного ковра-самолета (из кабины не упадешь).
Кстати, ранцевые реактивные двигатели для индивидуальных полетов, над которыми экспериментируют изобретатели в разных странах, есть некое приближение к летающей кабине.
Представьте: вы надеваете на спину ранец типа школьного, но с лучшим креплением к телу, нажимаете на груди кнопку управления, реактивная струя из ранца устремляется вниз, а сила отдачи вздымает вас вверх, как птаху. Это не фантастика. Смельчаки уже летают. Изобретателям всего мира на протяжении десятилетий очень хотелось изобрести радиоприемник, на который не действуют помехи.
Выдано много авторских свидетельств и патентов на «приемник без помех», «фильтр, полностью устраняющий помехи», «абсолютный компенсатор помех». Но, как мы хорошо знаем, помехи продолжают мешать радиоприему. В. Котельников ввел понятие «идеальный приемник» и показал, что даже этот лучший из возможных приемников может снизить помехи только до определенного предела. Тем самым он направил поиск изобретателей в более узкое русло приближения реального приемника к идеальному.
Таким образом, понятие идеальной машины есть тот маяк в туманном океане всех возможных решений, который позволяет сразу выйти в район наиболее эффективных вариантов. Это концентрирует мысль на главном для данной задачи направлении.
«Беседы об изобретательстве», Н.Петрович
Один из самых древних приемов, применяемых и до сих пор изобретателями, носит название «принцип дробления». Суть его проста — разделение объекта на независимые части, повышение степени измельчения используемых элементов. Например, разделение камеры автомобильного колеса на 15—20 отсеков делает ее практически нечувствительной к проколам. Улучшения вентиляции легких при искусственном дыхании, по авторскому свидетельству № 168195, можно…
Профессор. Скажите, что происходит с телом, погруженным в воду? Студент. Оно становится влажным. Профессор. Это верно, но малоинтересно. А что еще? Студент. Тело либо тонет, либо плавает на поверхности. Профессор. Вы наблюдательны. Почему же некоторые тела идут ко дну? Студент. Потому, что они тяжелее воды. Профессор. Брусок железа всегда тонет? Студент. Конечно! Профессор. А если…
Обучая своих учеников по эвристической методике, Сократ, по существу, уже опровергал свой знаменитый афоризм «Я знаю, что ничего не знаю». Современная эвристика ищет ответ на один-единственный вопрос. Но это вопрос из вопросов: как муза находит новые решения? Вопрос касается не только изобретений, а любого творчества: открытий и изобретений! стихов и прозы, живописи и графики, симфоний…
Даже если быстродействие ЭВМ резко возрастает, скажем, до миллиарда действий в секунду, но она будет продолжать «думать» методом перебора вариантов, все равно дела ее безнадежны, звание гроссмейстера она никогда не получит! Судите сами, общее число возможных вариантов шахматных партий составляет 2 * 10116. Это настолько гигантское число, что даже общее количество звезд (видимых и невидимых)…
Чем может сегодня помочь ЭВМ в их решении? Тут наметились два основных направления. Так, при поиске технического решения используется один из рассмотренных выше (или им подобных) методов, разработанных для безмашинного творческого труда, но вся рутинная, нетворческая работа передается машине. Это обработка и анализ существующей информации, расчет и сопоставление вариантов и т. д. Даже такое использование…
Занимаясь разработкой астрономических приборов, Ф. Цвики создал метод, который он применил и здесь. Суть метода в исследовании всех мыслимых вариантов, вытекающих из строения совершенствуемого объекта — его морфологии. Поэтому он получил несколько странное название — «метод морфологического ящика». Применение метода осуществляется в три этапа Первый: расчленение объекта на важнейшие функциональные узлы. Второй: независимое рассмотрение всех…
Сначала напомним, что совершенствование всего живого на нашей планете шло до последнего времени под действием двух могучих факторов: мутаций и естественного отбора. Природа случайным и непонятным до сих пор способом вносила изменения в наследственный код и создавала новые формы живого. Естественный отбор, или борьба за существование, завершал этот процесс творения нового, давая преимущества более совершенному….
Решено сконструировать раздвигающуюся стенку. Для обозрения всех возможных ее вариантов строится морфологический ящик, в котором за оси принимаются основные параметры стенки, и на них откладываются все возможные варианты этих параметров. Ось первая Материал стенки: дерево, пластик, пленка, бумага, металл, струи воды, картон, плексиглас, стекловолокно, камыш, солома, бамбук, ковер. Ось вторая Движущая сила: человек, электромотор, пружина,…
ЭВМ находит то, что было неизвестно человеку, то есть делает изобретение. Нельзя ли этот метод применить к более сложным устройствам, содержащим, скажем, десятки и более элементов? Принципиально можно, но с увеличением числа элементов объем вычислений и необходимый объем памяти катастрофически растет, и далее самые быстродействующие машины не могут использовать эту методику. Следовательно, нужен новый подход,…
Обилие вариантов — главный недостаток морфологического метода. Ведь при решении изобретательских задач в ящике могут оказаться сотни тысяч и миллионы вариантов. Попробуйте разберитесь в них, найдите наилучший! Далее, к сожалению, способ не дает возможности определить, все ли возможные параметры отложены на этих осях. Несмотря на недостатки, метод более эффективен, чем простой перебор вариантов. Здесь поиск…