Найти идею. Введение в ТРИЗ – теорию решения изобретательских задач

Мозговой штурм, появившись в США, попал на хорошо подготовленную фрейдизмом почву. Первые 10–15 лет с ним связывались большие надежды, метод казался потенциально неограниченно сильным. Постепенно выяснилось, что мозговой штурм хорошо «берет» разного рода организационные задачи, например рекламные, однако современные изобретательские задачи штурму не поддаются. Надежды, связанные с мозговым штурмом, не оправдались. Началась эпоха всевозможных видоизменений метода.

Среди многих попыток хотя бы частично улучшить мозговой штурм заслуживает внимания, пожалуй, лишь синектика, разработанная Уильямом Гордоном (США).

Гордон, как и Осборн, не психолог. Сменил четыре университета, не окончив ни одного, потом перепробовал десятка полтора профессий, получил полсотни патентов на изобретения… В 1952 г. Гордон организовал первую постоянную группу для решения изобретательских задач. К I960 г. группа выросла в фирму «Синектикс инкорпорейтед», принимающую заказы на решение задач и обучение творческому мышлению.

Вся «соль» мозгового штурма, вся его сила – в запрете на критику. Но здесь же и его слабость: для развития и видоизменения идеи нужно выяснить ее недостатки, т. е. нужна критика. Гордон преодолел это противоречие путем формирования более или менее постоянных групп. Члены этих групп постепенно привыкают к совместной работе, перестают бояться критики, не обижаются, когда кто-то отвергает их предложения. Постоянные группы вообще имеют много преимуществ. Постепенно накапливается опыт решения задач. Можно совершенствовать состав группы, вводя новых участников. Растет взаимопонимание, идеи схватываются с полуслова.

Гордону удалось если и не преодолеть, то хотя бы смягчить и другое противоречие: он сумел несколько упорядочить процесс решения задачи, сохранив стихийность, присущую мозговому штурму. Руководитель синектической группы направляет процесс решения, призывая к поочередному использованию аналогий: это стимулирует генерирование идей и не стесняет свободы поиска.

Теоретические основы синектики, как и других методов активизации перебора вариантов, весьма несложны. По мнению Гордона, творческий процесс познаваем и поддается усовершенствованию: надо изучать записи решения задач, надо регулярно тренироваться на самых различных задачах. Нечто подобное настойчиво повторяет в своих работах и Осборн, но он ничего не говорит о механизмах решения. Получаются общие призывы: каждый должен пытаться изобретать, все вещи поддаются улучшению, все зависит от настойчивости и, конечно, от удачи… Гордон, в отличие от Осборна, делает упор на необходимости предварительного обучения, на использовании специальных приемов, на определенной организации процесса решения. В целом это значительно более глубокий, чем у Осборна, подход к проблеме.

По Гордону существуют два вида механизма творчества: неоперационные процессы (в смысле «неуправляемые») – интуиция, вдохновение и т. д. и операционные процессы – использование разного вида аналогий. Нужно учить применению операционных механизмов. Это обеспечивает повышение эффективности творчества и, кроме того, создает благоприятные условия для проявления неоперационных механизмов.

Гордон заметил, что очень многое зависит от понимания задачи: первоначальные условия не всегда ясны, нередко они подталкивают в неверном направлении. Поэтому процесс решения лучше начинать с уяснения и уточнения задачи: надо путем обсуждения перейти от начальной формулировки (проблема как она дана – ПКД) к рабочей формулировке (проблема как она понята – ПКП). Например, была поставлена задача: предложить недорогой экспресс-метод обнаружения мест утечки воздуха в автомобильной шине (для контроля при изготовлении). В ходе обсуждения возникли три разные формулировки ПКП: 1) как найти места утечки; 2) как предсказать возможное расположение этих мест; 3) как найти способ самоустранения утечки. В сущности, здесь три разные задачи.

Для творческого процесса, как полагает Гордон, очень важно умение превращать непривычное в привычное и, наоборот, привычное – в непривычное. Речь идет о том, чтобы за новой (а потому непривычной) проблемой, ситуацией увидеть нечто знакомое и, следовательно, решаемое известными средствами. С другой стороны, очень важен свежий взгляд на то, что уже стало привычным, давно примелькалось. Люди получают наследство из замороженных слов и способов понимания, придающих окружающей действительности удобную привычную форму, но от этого наследства нужно уметь отказываться.

Рабочими механизмами для выработки свежего взгляда на задачу являются аналогии: 1) прямая – любая аналогия, например из природы; 2) личная (эмпатия) – попытка взглянуть на задачу, отождествив себя с объектом и войдя в его образ; 3) символическая – нахождение краткого символического описания задачи или объекта; 4) фантастическая – изложение задачи в терминах и понятиях сказок, мифов, легенд.

Руководитель синектического штурма поочередно напоминает о разных видах аналогий, предлагает использовать соответствующие приемы. Например, для применения символической аналогии ищут название книги (из двух слов), в парадоксальной форме характеризующее суть задачи или объекта. Так, при решении одной задачи, связанной с мрамором, для слова «мрамор» было найдено словосочетание «радужное постоянство». Гордон спросил человека, предложившего это словосочетание, почему он так охарактеризовал мрамор. Ответ был такой: «Отшлифованный мрамор (не белый, конечно) многоцветен. Он весь в узорах очень ярких, напоминающих радугу. Но все эти узоры постоянны». Другие примеры символической аналогии: видимая теплота (пламя), энергичная незначительность (ядро атома), взвешенная неразбериха (раствор), надежная прерывистость (храповой механизм).

Гордон правильно выбрал метод исследования: изучение записей решения реальных изобретательских задач. Но при этом все внимание было сосредоточено на действиях человека, а дело вовсе не в них. Технические объекты развиваются закономерно, и действия изобретателя успешны только тогда, когда они вольно или невольно изменяют объект в том направлении, в каком идет развитие. В частности, технические объекты становятся идеальнее, т. е. действие, во имя которого существует объект, все в большей и большей степени осуществляется само по себе (действия, так сказать, становится больше, а объема и веса – меньше). Это – всеобщая закономерность. Незачем прибегать к аналогиям, метафорам, незачем надеяться на иррациональные факторы, незачем привлекать игру слов, чтобы натолкнуться на формулировку «действие осуществляется само собой». Такая формулировка должна быть запрограммирована в любом процессе решения, и не в общем виде, а намного более конкретно – с указанием части объекта, к которой она относится, и с точным определением физического действия.

Синектика – предел того, что можно достичь, сохраняя принцип перебора вариантов. Во всяком случае, синектика близка к такому пределу.

В 60–70-е годы мне довелось провести много мозговых штурмов – обычных и синектических. Интересны учебные штурмы, когда экспериментатор знает ответ на задачу и находится как бы над лабиринтом, в котором блуждают испытуемые. Отчетливо видно, куда ведет тот или иной шаг – к ответу или в тупик.

Штурм действительно помогает преодолевать психологическую инерцию: мысль сдвигается с мертвой точки, разгоняется… и часто проскакивает то место, где нужно остановиться. Десятки раз я наблюдал такую картину: один участник штурма высказывает мысль, ведущую в правильном направлении, другой подхватывает эту мысль, развивает ее; до выхода на финишную прямую остается несколько шагов, но в этот момент кто-то выдвигает совершенно иную идею, цепь обрывается, и группа снова оказывается на исходных позициях.

Явная критика при штурме запрещена, критикуют «без слов»: пожимают плечами, покачивают головой, пренебрежительно улыбаются… Все это можно запретить, но тогда неприятие чужой идеи выражают, выдвигая свою идею. Такую критику запретить труднее: свободное высказывание идей – основа мозгового штурма. Я проводил мозговые штурмы с запретом всякой критики: не разрешалось обрывать развивающиеся цепи идей – каждую идею надо было доводить до логического завершения. «А если разделить корабль на две части?.. Предлагаю делить на много частей: корабль из блоков… Корабль из мелких частиц… Из отдельных атомов…» При такой организации эффективность штурма несколько повышалась. Но резко возрастали затраты времени: штурм растягивался на многие дни. Это уже не мозговой штурм, а мозговая осада.

При мозговой осаде можно в какой-то степени управлять мышлением, но суть дела от этого не меняется: поиск по-прежнему ведется простым перебором вариантов.

Проверяя письменные работы в школах изобретательского творчества, я заметил, что при морфанализе бóльшая часть ошибок связана с неправильным выбором и построением основных осей. Логично возник вопрос: нельзя ли построить универсальную таблицу, пригодную для морфологического анализа многих технических систем? Такая таблица получила название фантограммы (ее применяют в основном не для решения технических задач, а в упражнениях по развитию воображения; отсюда и название). Вертикальной осью фантограммы служат универсальные показатели, характеризующие любую систему: химический состав вещества, физическое состояние вещества, инфраструктура системы (например, для дерева – клетка), система, надструктура системы (для дерева – лес), направление развития, воспроизведение, энергообеспечение, способ передвижения, сфера распространения, управление, назначение. В качестве горизонтальной оси приведен перечень приемов изменения: уменьшить, увеличить, объединить, разъединить, раздробить, заменить данное свойство антисвойством, ускорить, замедлить, сместить во времени назад, сместить во времени вперед, сделать свойство меняющимся во времени или, наоборот, постоянным, отделить функцию от объекта, изменить связь со средой. Для каждого объекта фантограмма дает 144 сочетания, из которых 20–25 % не лишены смысла. В этом преимущество фантограммы по сравнению с обычным морфанализом. Однако и здесь возможности весьма ограниченны. Следовало бы увеличить число элементов по каждой оси, одновременно повысив их точность и конкретность. Но с увеличением числа элементов фантограмма теряет компактность, резко снижается доля осмысленных сочетаний. Это явление характерно для всех методов перебора вариантов: у них нет резервов развития, они могут видоизменяться, но не развиваются, оставаясь в пределах исходного принципа.

Появление методов активизации перебора вариантов вызвало большие надежды. Казалось, найден простой и универсальный «усилитель интеллекта». Достаточно повысить «уровень шума» – погасить несложными приемами психологическую инерцию, уговорить специалистов смелее выходить за рамки своей специальности, пришпорить процесс генерирования идей – и под силу будет решение любой задачи… В фантастическом рассказе «Уровень шума», написанном Р. Джоунсом в середине 50-х годов, психолог Бэрк помогает решить проблему управления гравитацией. И когда эксперимент успешно завершается, Бэрк говорит: «Мы расшатали ваши умственные фильтры, и в результате получился ответ. Метод сработал, он будет действенным всегда. Все, что необходимо сделать, это избавиться от лишнего груза предрассудков, от окаменевшего мусора в голове, изменить произвольную настройку ваших умственных фильтров в отношении других вещей, которые вам всегда хотелось сделать, и тогда удастся найти нужный ответ на любую проблему, которую вы только пожелаете исследовать». И растроганный физик Нэгл отвечает: «Если мы научимся использовать максимальный уровень шума человеческого ума, мы сможем покорить всю вселенную!»

Насколько преувеличены ожидания Бэрка и Нэгла, читатель может убедиться сам. Не надо покорять всю вселенную. Попробуйте придумать сказку. Все знают сотни сказок – тут, можно сказать, все специалисты. Но без «окаменевшего мусора в голове». Сказка – область, где ни у кого нет лишнего груза предрассудков. «Умственные фильтры» пропустят любую сказочную идею, лишь бы она была…

Задача 2.2. Надо придумать сюжет для сказки (или краткий сюжет мультфильма). Используем для облегчения первого шага фантограмму. Возьмем традиционный сказочный персонаж – мышь. На фантограмме выберем строку «Область распространения» и колонку «Уменьшение». Получилось вполне осмысленное сочетание: «Область распространения мышей уменьшается». Остается «обыграть» эту исходную мысль, развернуть на ее основе сказочные события…

В 70-е годы наступило разочарование в методах активизации[11]. В более или менее широкую практику вошли лишь частности, осколки методов. От мозгового штурма сохранились неформальные деловые совещания и понимание того, что формализм несовместим с обстановкой, в которой могут возникать творческие идеи. От морфологического метода остались таблицы – их иногда составляют для определения области применения и возможностей развития найденной идеи. Все вернулось «на круги своя»: надо так или иначе перебирать как можно больше вариантов. Впрочем, темпы научно-технической революции нарастали, потребность в новых идеях быстро увеличивалась, и в старую формулу «перебирай варианты» внесли поправку: надо, чтобы как можно больше людей как можно больше времени – днем и ночью! – перебирали варианты…

Показательна в этом плане практика многих японских фирм, о которой рассказывает книга X. Ясухисы «Идея и разработка товаров широкого потребления».

Фирмы стараются получать от своих сотрудников как можно больше новых идей. Идеи должны генерировать все: начиная с президента и председателя правления и кончая курьерами и уборщицами. Чем больше предложений, тем лучше, поэтому – вырабатывайте идеи, вырабатывайте их с раннего утра до поздней ночи, вырабатывайте при всех обстоятельствах!.. Таков пафос книги, главная мысль, пронизывающая каждую страницу. Автор напоминает широко известную в Японии историю президента «Ото борупэн» Тосабуро Наката. Начинал Наката владельцем небольшой кузнечной мастерской. Постепенно приучил себя к ежедневной утренней «умственной зарядке»: думал над задачами, решал головоломки. Это помогло ему изобрести шариковую ручку, разбогатеть, прославиться…

«На банальных заседаниях рождаются только банальные идеи, – пишет Ясухиса. – Оригинальные идеи рождаются благодаря оригинальным заседаниям. Перед предприятиями-изготовителями стоит срочная задача осознать необходимость и важность разработки ассортимента новой продукции и обеспечить работникам, отвечающим за разработку новых товаров, такие условия, при которых они могли бы свободно мыслить и развивать самобытные идеи». Далее Ясухиса перечисляет условия, наиболее благоприятные для появления новых идей: ночью, при наблюдении за небом; при просмотре мультфильмов по ТВ; в туалете; на берегу моря, при наблюдении за набегающими волнами; при виде панорамы, открывающейся с высокой горы…

В полном соответствии с этим подбираются кадры. Так, фирма «Нитто Коки» назначает в конструкторское бюро «работников с сильно развитым индивидуальным характером, которые по общепринятому понятию могут считаться скорее чудаками, не имеющими здравого смысла». Фирма «Нагатаниэн» действует еще оригинальнее. «Президент фирмы г-н Нагатани в сентябре 1979 г. заявил заместителю заведующего торговым отделом г-ну Нотохара, что тот может не приходить на работу в течение двух лет, в неограниченном количестве тратить деньги, но за этот срок он должен предложить оригинальные идеи, способствующие разработке ходовых товаров». Расходы за два года составили 13 млн иен. Результат был неожиданным. Удивительный эксперимент привлек внимание к фирме, дал ей дополнительную рекламу и принес прибыль в 5 млрд иен. Новых идей Нотохара не выдвинул, сославшись на то, что шумиха, поднятая средствами массовой информации, мешала ему работать. Свободный режим Нотохаре был продлен…

Что ж, в нестандартных условиях действительно часто возникают нестандартные идеи. Но для решения современных задач необходимо перебрать тысячи и тысячи вариантов. А в сутках только 24 часа. НТР не ждет, она выдвигает сложнейшие задачи, которые необходимо решать все быстрее и быстрее…

Вот одна из таких задач.

Задача 2.3. Затонул корабль с ценным грузом. Извлечь груз было невозможно, решили поднимать весь корабль, используя для этого понтоны. Это пустые емкости («бочки»), их заполняют водой, опускают вниз, крепят к кораблю. Потом воду вытесняют сжатым воздухом, понтоны всплывают, поднимая корабль. К сожалению, корпус корабля был наполовину погружен в ил. Подъемной силы понтонов не хватало, чтобы преодолеть присасывающее действие ила. Водолазы начали борьбу с илом: размывали его струями воды и сжатого газа. Мощные землесосные установки откачивали взвесь ила. Казалось, еще несколько дней – и корпус будет очищен. Но наступила осенняя непогода, волны быстро нагоняли ил, он снова охватывал корпус затонувшего судна. Работу приходилось начинать сначала… Поступило предупреждение: через неделю ожидается жестокий и длительный шторм. Корабль следовало поднять и отбуксировать в док за три-четыре дня. Или же отказаться от спасения груза – «зимовки» под водой груз не выдержал бы. Специалисты помрачнели: все известные им средства были безуспешно испробованы. Требовалось буквально за несколько часов найти идею нового способа – эффективного, легко реализуемого…

Какое предложение Вы внесли бы, если бы участвовали в спасательной экспедиции?

Методы активизации перебора вариантов, как мы видели, созданы не психологами, а практиками. Какова же позиция ученых – психологов, философов, историков техники?

Большинство придерживается старой концепции: метод проб и ошибок – единственная нормальная технология творчества. Примером могут служить работы английского философа К. Поппера. Один из центральных вопросов творчества – как возникают новые идеи? Правильнее, считает Поппер, этот вопрос ставить по-другому: как возникают хорошие идеи? Главное, что необходимо для появления хороших идей, – готовность и умение критически относиться к ним. Появление идей, их критика и отказ от них – важнейшие составляющие творческого процесса. Это и есть, согласно Попперу, проявление смелого воображения в науке. Ибо воображение требуется не только для выдумывания новых идей, но также для их критической оценки. Поппер ссылается на Эйнштейна: великий физик писал, что в течение двух лет, предшествовавших 1916 г., когда появилась теория относительности, у него в среднем возникала одна идея каждые две минуты, и он отвергал эти идеи…

Противоположный подход представлен, например, в работах психолога Дж. Гоуэна (США). Он сосредоточил свое внимание на механизме догадок, которые трактует как результат свободного обращения ученого к собственному подсознанию. Слишком долго, пишет Гоуэн, рассматривали мозг как устройство для решения проблем. Правильнее рассматривать его как приемное устройство, которое при тщательной настройке может принимать сигналы, всегда наличествующие, но доступные для самых тонких приборов, и то лишь при оптимальных условиях функционирования.

Как практически принимать эти гипотетические сигналы? Психолог Д. Маккиннон (США) считает, что ответ на этот вопрос может дать изучение переходного состояния между сном и бодрствованием. В серии экспериментов Маккиннон во время гипнотического сеанса внушал испытуемым содержание будущего сновидения. На следующий день испытуемые представляли свои отчеты. У одних сновидения точно соответствовали внушенной картине, у других произошли значительные деформации. Характер этих деформаций и был для Маккиннона главным и самым интересным результатом эксперимента. Тут ему виделась аналогия с выбором при решении задач: почему выбирают один вариант и отбрасывают другой…

Пожалуй, наиболее неожиданное объяснение работы «мозга-приемника» дал Вяч. Вс. Иванов[12]: «Авторы подавляющего большинства тех (относительно немногочисленных) произведений, которые определяют вершины человеческой культуры, склонны были, не преувеличивая своих личных заслуг, связывать возникновение этих текстов с такой “одномоментной” переработкой (или приемом) больших массивов информации. Поэтому остается неизвестным, действительно ли правы те специалисты по космической связи, которые предполагают, что приемники на Земле никак не реагируют на сверхкороткие импульсы, которые, возможно, посылают обогнавшие нас в своем развитии разумные существа. По альтернативной гипотезе, такие импульсы оставили существенный след в истории человеческой культуры. На этом пути можно искать и естественнонаучный подход к понятию гениальности».

Написано застенчиво, но смысл «альтернативной гипотезы» предельно ясен: гении – это люди, наделенные способностью улавливать из космоса информацию, посылаемую нашими «вышестоящими» братьями по разуму.

Раньше говорили: «снизошло», «осенило». И указывали источник – бог. У Иванова те же «снизошло» и «осенило», но источник иной – высокоразвитые космические цивилизации. Все лучшее, что придумали люди, отдается неведомым «богам» из космоса. Перечеркнуты колоссальная работа Менделеева и Эдисона, жизненный подвиг Циолковского и Дарвина, коллективный труд «коопераций современников», создавших авиацию, электронику, квантовую оптику… Людям – даже величайшим открывателям и изобретателям – остается роль марионеток.

Мысль о необходимости разработки эффективных методов решения творческих задач высказывалась давно, по крайней мере со времени древнегреческого математика Паппа, в сочинениях которого впервые встречается слово «эвристика». Однако лишь в середине XX в. стало очевидно, что создание таких методов не только желательно, но и необходимо. Появление методов активизации перебора вариантов – знаменательная веха в истории человечества. Впервые была доказана на практике возможность – пусть в ограниченных пределах – управлять творческим процессом. Осборн, Цвикки, Гордон показали, что способность решать творческие задачи можно и нужно развивать посредством обучения. Был подорван миф об «озарении», не поддающемся управлению и воспроизведению.

К сожалению, методы активизации сохранили старую технологию решения творческих задач. Это предопределило их поражение. Методы активизации оказались неспособными к развитию, они жили в рамках исходных формул. Полной неудачей закончилась и попытка как-то объединить, скомбинировать эти методы.

Круг замкнулся. Попытки перестроить решение творческих задач, сохраняя технологию перебора вариантов, завели в тупик.

В научно-техническом мировоззрении все меняется – незыблемым остается лишь представление о неуправляемости творческого процесса. Более того, считается, что и в будущем – через сто и тысячу лет – сохранятся те же особенности творчества.

Сила старых представлений о природе творчества колоссальна. Поэтому так трудно увидеть то, что, казалось бы, должно само бросаться в глаза; технические системы развиваются по определенным законам, которые можно познать и применить для создания новой технологии творчества.

Методы активизации перебора вариантов можно сравнить с воздушными шарами: подобно тому, как воздушные шары позволили впервые оторваться от земной поверхности, методы активизации впервые показали возможность усиления интеллектуальных операций при решении творческих задач. Но завоевание воздушного океана стало возможным только с появлением принципиально иного летательного аппарата – самолета. Точно так и освоение безбрежного «творческого пространства» требует средств, принципиально отличающихся от методов активизации.

Технические системы развиваются закономерно. Закономерности эти познаваемы, их можно использовать для сознательного совершенствования старых и создания новых технических систем, превратив процесс решения изобретательских задач в точную науку развития технических систем. Здесь и проходит граница между методами активизации перебора вариантов и современной теорией решения изобретательских задач (ТРИЗ).