Kitobni o'qish: «Технология творческого мышления»

Name: Технология творческого мышления
ISBN: 978-5-9614-4094-2

Shrift:

Рекомендовано к печати в качестве учебного пособия ученым советом Института психологии имени Г. С. Костюка НАНП Украины, протокол № 9 от 24 сентября 2015 года

Рецензенты: С. Д. Максименко, доктор психологических наук, профессор, действительный член АПН Украины, лауреат Государственной премии Украины в области науки и техники; И. В. Данилюк, доктор психологических наук, профессор; А. Ф. Нарбут, доктор физико-математических наук, профессор

Корректор В. Муратханов

Компьютерная верстка А. Абрамов, М. Поташкин

Все права защищены. Произведение предназначено исключительно для частного использования. Никакая часть электронного экземпляра данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, включая размещение в сети Интернет и в корпоративных сетях, для публичного или коллективного использования без письменного разрешения владельца авторских прав. За нарушение авторских прав законодательством предусмотрена выплата компенсации правообладателя в размере до 5 млн. рублей (ст. 49 ЗОАП), а также уголовная ответственность в виде лишения свободы на срок до 6 лет (ст. 146 УК РФ).

* * *

По-видимому, возможности управления процессом мышления безграничны. Их нельзя исчерпать, потому что Разум, величайший инструмент познания и преобразования мира, способен преобразовывать и самого себя. Кто может сказать, что есть предел очеловечиванию человека? До тех пор, пока будет существовать человек, будет совершенствоваться управление этой силой. Мы лишь в самом начале долгого пути.
Г. С. Альтшуллер
Творчество как точная наука

Предисловие авторов ко 2-му изданию

У этой книги – долгая предыстория. В 1988 г. одному из авторов, увлеченному идеями ТРИЗ (теории решения изобретательских задач) и ее создателем – Генрихом Сауловичем Альтшуллером, захотелось рассказать на понятном языке старшим школьникам, с которыми он много общался в секции конструирования и изобретательства Малой академии наук (МАН), для чего они учат физику, химию, математику и как эти знания, реализуясь в изобретениях, работают в окружающих нас предметах. И вообще, какой это кайф: думать и создавать что-то новое! Так в 1993 г. появилась книжка М. И. Мееровича «Формулы теории невероятности».

В книгу вошли и первые упражнения Ларисы Шрагиной по развитию воображения – алгоритмы конструирования оксюморона, метафоры, создания образа и ряд других. Но к 1995 г. таких алгоритмических упражнений набралось много, и появилась книжка Лариса Шрагина «Логика воображения».

В том же 1995-м авторы узнали, что Фонд Сороса в Украине объявляет конкурс на альтернативные учебники, одно из направлений – «Логика. Развитие мышления». Собрали из двух книжек самое «учебное» и выиграли первый приз. Но вышли «Основы культуры мышления» только в 1997 г. в Москве в издательстве «Народное образование» уже дополненные самыми первыми разработками по ТРИС – теории развития искусственных систем.

Еще более «умной» вышла «Технология творческого мышления» в издательстве «ХАРВЕСТ (Минск) – АСТ (Москва)» в серии «Библиотека практической психологии. Практическое пособие» в 2000 г. (7000 экз.) и уже в 2003-м переизданная издательством «ХАРВЕСТ» (Минск) одновременно под двумя названиями: «Технология творческого мышления» и «Теории решения изобретательских задач» (общий тираж – 6000 экз.).

Интернет показал, что интерес к книге очень широк и разнообразен: она включена в список основной литературы для подготовки аспирантов-психологов Московского университета, аспирантов-электротехников Беларуси, ее используют при подготовке диссертационных исследований психологи, педагоги, юристы, политологи, культурологи, менеджеры, экономисты, ее включили в планы повышения квалификации профессорско-преподавательского состава ведущих университетов и вузов России, Украины и других стран СНГ…

Такой диапазон применения подтвердил наше представление об универсальности предлагаемой методологии для учебного процесса всех уровней как технологии формирования системного мышления и развития творческих способностей учащихся.

К первому изданию «Технологии…» в издательстве «Альпина Бизнес Букс» (2008) направленность книги сформировалась окончательно – разработка теории развития искусственных систем (ТРИС) как общенаучной методологии. Мы очень благодарны издательству «Альпина Паблишер» за возможность во 2-м издании представить научной общественности наши последние результаты в этом направлении: применение ТРИС для анализа нетехнических систем, в частности, в поиске решения такой спорной проблемы, как психическая природа воображения.

Мы хотим также поблагодарить рецензентов нашей книги за терпение, проявленное при чтении такого объемного «кирпича», и их оценку нашего труда: директора Института психологии им. Г. С. Костюка НАПН Украины, действительного члена НАПН Украины, доктора психологических наук, профессора С. Д. Максименко, декана факультета психологии Киевского национального университета им. Тараса Шевченко, доктора психологических наук, профессора И. В. Данилюка, и Мастера ТРИЗ (диплом Г. С. Альтшуллера), доктора физико-математических наук, профессора А. Ф. Нарбута.

В подготовленном пособии М. И. Мееровичем написаны главы 2, 4, 5, 7, 8, 9, 10 и 13, а также «Буря в стакане» (практические возможности ТРИЗ-педагогики для развития мышления).

Л. И. Шрагиной написаны главы 1, 6, 14, 15, 16, 18, 19 и 20, а также материал «О понятии “Достойная цель” в жизнетворчестве».

Содержание остального материала готовилось совместно, и выделить приоритетность авторства не представляется возможным.

От авторов

В настоящее время в различных видах человеческой деятельности, и прежде всего в производственной, применяются методы стимулирования творческого процесса, позволяющие повысить его эффективность. Результаты применения этих методов рассматриваются как творческие продукты. Наша работа как раз и посвящена общей методологии, цель которой – повысить осознанное управление процессом мышления и тем самым – интеллектуальный компонент креативности в любой сфере деятельности.

В большинстве новейших теорий, разрабатывающих проблему интеллекта, мышление рассматривается как система интеллектуальных операций, генетически связанных с практическими действиями. Решающее значение в процессе мышления играет субъективный фактор, так как мыслит реальный человек, для деятельности которого характерно единство эмоционального, волевого и интеллектуального начал. Сама мысль рождается не из другой мысли, а из мотивирующей сферы сознания человека, которая охватывает его влечения и потребности, интересы и побуждения, его чувства.

Сознавая все многообразие вопросов, связанных с мышлением, авторы сознательно ограничивают круг рассматриваемых в данной книге вопросов только теми, которые связаны с практическими методами формирования культуры мышления.

В различных источниках можно найти более 300 определений понятия «культура». Изначально CULTURA (лат.) – возделывание, обрабатывание почвы. В ходе исторического развития это понятие наполнялось новым содержанием: воспитание, образование, развитие, почитание. Вот некоторые из них:

1. Культура – способ и результат всей человеческой деятельности в отличие от уже имеющегося в природе (Бернет Тейлор).

2. Культура – совокупность созданных людьми научных, морально-социальных, художественных и технических ценностей, а также процессы участия, взаимодействия с этими ценностями и создание новых (В. Оконь).

3. Из «Толкового словаря русского языка» C.И. Ожегова:

а) Культура – (а) совокупность достижений человечества в производственном, общественном и умственном отношении;

б) степень общественного и умственного развития, присущего кому-нибудь;

в) высокий уровень чего-нибудь, высокое развитие, умение;

г) разведение, выращивание какого-нибудь растения или животного;

д) разводимое растение, а также клетки микроорганизмов, выращенные в питательной среде в лабораторных или промышленных условиях.

4. Культура – это есть общепринятый способ мышления (К. Юнг).

5. Культура – социально-прогрессивная творческая деятельность человечества во всех сферах бытия и сознания, являющаяся диалектическим единством процессов создания ценностей, норм и т. д. и освоения культурного наследия, направленная на преобразование действительности, на превращение богатства человеческой истории во внутреннее богатство личности. В более узком смысле принято говорить о материальной культуре (техника, производство) и духовной культуре (наука, искусство). Отдельно выделяют культуру политическую (Философский словарь).

Анализируя все эти определения, приходим к выводу, что культура возможна только как итог развития, воспитания и научения, в результате которого создаются продукты творчества. И более того: если «творчество» – одна из форм человеческой деятельности, то «культура» – как раз результат этой деятельности. «Культура мышления – это мышление по определенным правилам и способность управлять процессом мышления для достижения наиболее эффективного решения проблемы и ощущения красоты ее решения» (формулировка учеников 10 кл. лицея № 208 г. Киева).

С нашей точки зрения, КУЛЬТУРА МЫШЛЕНИЯ – это результат целенаправленного воздействия на процесс выполнения субъектом мыслительных операций с целью получения наиболее эффективных решений проблемных ситуаций. Такое воздействие на субъект должна выполнять прежде всего система образования. Образование должно стать обучением искусству пользоваться знаниями, вырабатывать стиль мышления, позволяющий анализировать проблемы в любой области жизни.

Обучение мышлению, или формирование культуры мышления непосредственно в учебном процессе, будет происходить тогда, когда учебный материал будет вводиться не как описательный, а как содержащий реальную проблему; но при этом необходима методология решения проблем. Важнейшим моментом такого учебного процесса станет переход от преимущественно нерефлексивного к осознанному владению мыслительными приемами и операциями [Ильясов И., 1995].

Основы проблемного обучения были разработаны Дж. Дьюи еще в конце XIX в., но не нашли широкого применения. В конце 60-х – начале 70-х гг. XX в. очередная попытка внедрить проблемное обучение в учебный процесс в СССР затормозилась по двум основным причинам: из-за отсутствия «банка» проблемных ситуаций и неподготовленности педагогов к переконструированию учебного материала. С позиций психологических основной причиной задержки обучения культуре мышления считается недостаточность внимания к тому, каким образом рефлексируются ситуации организованного и организуемого мышления [Анисимов О. С., 1989].

Мы, однако, считаем, что внедрение методов формирования культуры мышления сдерживалось не столько из-за отсутствия «банка» проблемных ситуаций, сколько из-за отсутствия методологии, позволяющей реализовать вышеизложенные цели даже при наличии такого банка. Без такой методологии все технологии сводятся к общим рекомендациям типа «для эффективного решения проблемы ее необходимо глубоко и всесторонне проанализировать». При этом ни методы анализа проблемы, ни критерии для ее оценок не предлагаются.

Настоящая работа представляет собой практическую методологию формирования культуры мышления на основе теории решения изобретательских задач (ТРИЗ), разработанной Г. С. Альтшуллером.

ТРИЗ создавалась, чтобы заменить те интуитивные «озарения», которые приводят талантливых инженеров и ученых к выдающимся изобретениям и открытиям, такой стратегией мышления, которая позволяла бы каждому хорошо подготовленному специалисту получать аналогичные результаты. Уже из самой постановки задачи видно, что ТРИЗ может быть использована с целью формирования культуры творческого мышления как осознанного, целенаправленного и управляемого процесса мыследеятельности. Так возникла идея об обратной задаче, педагогической: методами ТРИЗ формировать качества творческого мышления сначала в ходе специальных занятий, а позднее – непосредственно в учебном процессе. Такая возможность подтверждается результатами исследований американских психологов, проведенных еще в 1959 г.: креативность (способность к творчеству) имеет общую основу независимо от сферы деятельности и, наработанная на одном материале, может быть перенесена на другой материал.

Предлагаемая методология на основе ТРИЗ представляет собой комплекс из двух систем упражнений – для развития и мышления, и воображения. Отличительные особенности комплекса:

1. Наличие системы проблемных ситуаций на выявление противоречий. Решение этих проблем осуществляется по алгоритму решения проблемных ситуаций (АРПС).

2. Развитие воображения по специально разработанным алгоритмам как главного компонента творческого мышления.

Психологической основой методики является понимание творческого интеллекта как единства и взаимодействия эмоционально-образного и логического компонентов.

В качестве методологической основы принят подход к процессу мышления как к технологическому процессу по выполнению определенных психических операций, выполняемых при поиске решения сложной проблемы.

Процесс обучения направлен на организацию мышления и осознание каждого хода мысли, а в целом – на формирование культуры мышления, что позволяет применять его для подготовки специалистов всех профессий: управленцев, экономистов, юристов, финансистов, журналистов, инженеров…

Структурно книга разделена на две части. В первой части (гл. 1–6) изложены основы предлагаемой методологии. Этот материал может быть использован как специалистами для первого шага личностного роста, так и педагогами всех уровней – от детских дошкольных учреждений до преподавателей-предметников и спецдисциплин. Несмотря на то что в качестве объекта анализа использованы реальные изобретательские задачи из самых разных областей техники, для их решения не требуются никакие специальные знания, а только умение (и желание!) выявлять причинно-следственные связи и противоречия и строить умозаключения.

Вторая часть книги (гл. 7–20) также не требует специальных знаний выше объема средней школы. В ней углубляются и развиваются основные положения теории решения изобретательских задач, демонстрируются возможности ее применения для анализа и поиска наиболее эффективного решения различных проблем, при этом основной акцент ставится на возможностях ТРИЗ как методологии формирования творческого мышления. Указывая на общее направление решения проблем, методология дает субъекту деятельности возможность наполнить его своим личностным содержанием, что делает этот процесс индивидуальным и творческим.

Мы надеемся, что освоенную систему анализа читатели смогут применить к решению самых разных проблем, отделив специфический аспект проблемы от неспецифического. Примеры такого применения приведены в гл. 17 при анализе и поиске решения нетехнических проблем.

И последнее. Для формирования ТРИЗ как науки и возможности ее применения как образовательной технологии необходимо иметь четкие и однозначные определения базовых понятий, объекта исследования, предмета и т. д. К сожалению, во всей литературе по ТРИЗ, в том числе и в книгах самого Г. С. Альтшуллера, такие определения не всегда присутствуют.

В разработанной концепции применения ТРИЗ в системе подготовки специалистов «ОТ МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ ДО ТЕХНОЛОГИИ ФОРМИРОВАНИЯ КУЛЬТУРЫ МЫШЛЕНИЯ» и в работе со слушателями семинаров мы используем следующие определения основных понятий:

1. ТРИЗ – это наука, изучающая объективные закономерности развития технических систем и разрабатывающая методологию (систему методов и приемов) решения технических проблем.

ТРИЗ уже стала основой для создания практической методологии анализа проблем, возникающих при функционировании искусственных систем. В настоящее время на базе ТРИЗ формируется теория развития искусственных систем (ТРИС). Отражая основные этапы мыслительных процессов, выполняемых субъектом при анализе проблемных ситуаций и поиске эффективных решений, эти теории все шире используются в системе образования как базовая методология формирования культуры мышления.

2. Объект исследования ТРИЗ – развитие технических систем. Объект исследования ТРИС – развитие искусственных систем, в том числе стиля мышления как явления культуры.

3. Предмет исследования – выявление объективных закономерностей изменения технических (искусственных) систем (при исследовании стиля мышления – условий его формирования).

4. Цель исследования – создание методологии (системы методов и приемов), основанной на объективных закономерностях развития технических (искусственных) систем и предназначенной для поиска наиболее эффективных решений проблемных ситуаций.

По мере развития методологии в качестве цели исследования рассматриваются возможности ее применения для формирования культуры мышления как осознанного, целенаправленного и управляемого процесса мыследеятельности.

5. Методы исследования:

а) для искусственных (технических) проблем – анализ процесса изменения продукта творческой (изобретательской) деятельности;

б) для стиля мышления – анализ способов поиска решения проблемных ситуаций.

6. Основные (ключевые) понятия.

АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ (АРИЗ) – последовательность выполнения мыслительных операций, основанная на объективных закономерностях развития технических систем и предназначенная для анализа технической проблемы и поиска ее наиболее эффективного решения.

АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМНЫХ СИТУАЦИЙ (АРПС) – модификация АРИЗ, основанная на объективных закономерностях развития искусственных систем и предназначенная для анализа проблемной ситуации и поиска наиболее эффективного ее решения.

КУЛЬТУРА МЫШЛЕНИЯ – результат целенаправленного воздействия на процесс выполнения субъектом мыслительных операций с целью получения наиболее эффективных решений проблемных ситуаций.

ПРОБЛЕМНАЯ СИТУАЦИЯ – возникновение противоречия, не удовлетворяющее потребителя системы, как результат взаимодействия двух или более элементов системы.

ПРОТИВОРЕЧИЕ – свойство связи между двумя параметрами системы, при котором изменение одного из них в нужном для потребителя направлении вызывает недопустимое для потребителя изменение второго параметра.

СИСТЕМА – совокупность элементов, предназначенная для выполнения определенной функции и образующая при своем объединении новое свойство, которым не обладают отдельно взятые элементы.

СИТУАЦИЯ – результат взаимодействия двух или более элементов системы.

СТИЛЬ МЫШЛЕНИЯ – проявление культуры мышления при поиске решения проблемы в любой области жизни и преобладающая для субъекта тенденция к определенной последовательности выполнения мыслительных операций.

М. И. Меерович
Мастер ТРИЗ (диплом Г. С. Альтшуллера № 33), руководитель Лаборатории «ТРИЗ-педагогика Украины»
Л. И. Шрагина
Мастер ТРИЗ (диплом Г. С. Альтшуллера № 65), научный руководитель Лаборатории «ТРИЗ-педагогика Украины», кандидат психологических наук, доцент кафедры социальной и прикладной психологии Одесского национального университета
Август 2015

Введение
Творческое мышление: потребности и проблемы

Качество жизни, или Индекс человеческого развития страны, программа развития ООН оценивала по трем основным показателям: средний возраст, средний доход на душу населения и уровень грамотности. Недавно к ним добавился еще один: валовой охват населения обучением. Выбор такого показателя – существенная характеристика эпохи, в которой мы живем.

Но еще в 20-е гг. XX в. известный английский философ А. Уайтхед отмечал, что развитие новых принципов обучения значительно отстает от развития общества, и это грозит серьезными последствиями. В 1960-е гг. его опасение поддержали исследователи проблем будущего: из 10 узловых проблем, с которыми, по их мнению, столкнется человечество в 2000 г., проблемой № 1 станет «образование и воспитание (новые методы образования, новые методы преподавания)» [Байнхауэр Х., Шмакке Э., 1973].

Сегодня мы приближаемся к концу второго десятилетия XXI в., и прогнозы подтверждаются: состояние, в котором находится мировая система образования, можно охарактеризовать одним словом – «кризис». Почему же именно сейчас так велико значение образования и каковы причины кризиса системы образования?

Для анализа существующих проблем и поиска эффективных ответов на них используем законы развития искусственных систем. Почему искусственных? Да потому, что система образования создавалась человечеством осознанно для выполнения вполне определенной основной функции – подготовки последующих поколений с целью их наиболее эффективного участия во всех сферах деятельности общества путем передачи социокультурного опыта, накопленного предыдущими поколениями. Таким образом, по «происхождению» систему образования можно рассматривать как искусственную – созданную трудом человека для удовлетворения его потребностей [Меерович М. И., Шрагина Л. И., 2000, Киев].

Изменялась ли основная функция системы образования на протяжении истории развития человечества? Рассмотрим этапы этого развития.

Основным заказчиком и потребителем «продукта», который выпускает система образования, всегда была и остается экономика. Историю развития человечества по направленности экономики на выпуск основных видов продукции и соответственно по количеству трудоспособного населения, занятого в этой сфере, принято делить на следующие этапы: первобытный, сельскохозяйственный (аграрный), промышленный (индустриальный) и информационный. Принимая во внимание, что эволюция общества подчиняется законам развития искусственных систем, В.Е Хмелюк прогнозирует пятый этап – человекотворческий: «производство и воспроизведение человека как творческой личности» [Тертычный А., 2003]. И на каждом этапе своего развития экономика требует различных ответов на вопросы, которые определяют основную функцию системы образования, ее содержание, методы, контингент учащихся и требования к преподавателям: «Зачем учить? Чему учить? Как? Кого? Кто учит?» (схема 1).

На первом и втором этапах (примерно до XVIII в.) человечество было занято прежде всего созданием продуктов питания и сопутствующими ремеслами, изготовлением оружия и снабжением армии. Основным источником богатства государства в тот период были плодородные земли, природные ресурсы (в основном те, которые находились на поверхности земли) и количество трудоспособного населения.

В XVIII–XIX вв. быстрый рост промышленности сосредотачивает основное количество трудоспособного населения в производстве машин и механизмов. Возникает потребность в большом количестве узких профессионалов, способных квалифицированно обслуживать новые технологии, создавать качественную продукцию и обеспечивать высокую производительность труда как главный источник прибыли. Источник богатства государства на промышленном этапе определяется уже не его территорией, не количеством населения и даже не наличием природных ресурсов (за исключением нефти, газа, редких металлов и некоторых других), а высокотехнологичным оборудованием и высококвалифицированными специалистами.

Но темп научных исследований растет, и самые совершенные технологии устаревают за 5–7 лет. К концу XX в. самым ценным товаром становятся новые идеи и технологии, и наиболее развитые страны объявляют о намерении стать мировыми научно-техническими лабораториями. А таким лабораториям нужны соответствующие кадры…

Из анализа изменения приоритетов экономики видно, что по мере развития общества меняются требования к производительным силам. Соответственно меняется основная функция системы образования и содержание всех ее элементов (схема 2).

Социокультурный опыт основной массы населения на первобытном и аграрном этапах был связан прежде всего с поисками и добычей пищи, а впоследствии – с обработкой земли, выращиванием скота и мелкими кустарными ремеслами. Содержание образования – трудовые навыки крестьянина, скотовода или ремесленника – передавались (методика) как личный опыт от поколения к поколению в процессе совместной семейной или цеховой деятельности. Результатом такой передачи опыта было (основная функция) формирование навыков профессиональных исполнителей. Изменения в технологиях происходили очень медленно, новые способы обработки и ремесла возникали редко, человек рождался и умирал среди одних и тех же объектов, и приобретенного опыта ему вполне хватало на всю жизнь.

Развитие науки, а на ее основе – промышленного производства и появление тысяч новых специальностей потребовало внести в содержание образования определенный объем теоретических знаний. Чтобы получить новые профессиональные знания и навыки, необходимые для управления оборудованием, создаются специальные учебные заведения. Результатом обучения в них (основной функцией) становится формирование узких специалистов, способных обеспечить максимальную производительность труда на своем рабочем месте.

Система образования хорошо выполняла свои функции на всех этапах эволюции общества, так как шла ЗА их потребностями и успевала перестраивать методики и содержание учебных программ. Переход экономики на информационный этап развития и необходимость создания принципиально нового продукта – наукоемких идей и технологий – коренным образом изменили требования к качествам работника: на первое место вышел «человеческий фактор» – коммуникативность как способность работать в команде, творческость как способность генерировать новые идеи и обучаемость как способность быстро осваивать и практически применять новую информацию [Меерович М. И., 2004, Саратов]. В категории «богатство и конкурентоспособность страны» экономика производства уступает свое место экономике Знаний и Человеку, обладателю этих знаний [Полунеев Ю., 2005].

Кризис существующей системы образования практически всех развитых стран носит универсальный характер и определен прежде всего ее целью – ориентацией на уходящий промышленный этап развития общества. Таким образом, концепции профильного образования морально устарели [Меерович М. И., 2004, Херсон].

Попытки решить проблему экстенсивными методами – увеличением сроков обучения и специализацией учебных заведений – давно исчерпаны.

Причиной кризиса стал комплекс таких основных противоречий:

1. Быстрый рост общего объема научной информации ведет к увеличению сроков обучения, а специализация учебных заведений – к утрате целостности и системности научно-объективной картины мира.

2. Необходимость ежедневно усваивать большое количество новой информации не оставляет учащимся времени на ее обдумывание и «переваривание», и знания перестают быть важнейшим условием и стимулом развития мышления.

3. В систему подготовки педагогов заложены методы репродуктивной передачи информации, а в систему контроля качества обучения – методы проверки объема знаний на базе механической памяти.

4. Репродуктивные формы обучения не способны обеспечить массовую подготовку специалистов творческих профессий, диапазон которых быстро растет.

5. Современные формы деятельности в составе команды требуют наличия развитых коммуникативных качеств личности, а практически все формы современного воспитания ориентированы на формирование индивидуалиста.

Не обеспечивает система образования и возможности активного участия субъекта в общественных отношениях и в собственном жизнетворчестве, способности к самореализации в быстро изменяющемся мире.

И экономике, и социуму для подготовки специалиста «завтрашнего дня» необходима ОПЕРЕЖАЮЩАЯ ПЕДАГОГИКА – система интеллектуального и психологического развития, формирующая в социализированной личности устойчивые компоненты творческого стиля мышления. Личность с таким стилем мышления будет не только эффективно реагировать на постоянные изменения технологий, но и рассматривать их как возможность получить жизненно необходимое моральное удовлетворение от решения новых интеллектуальных проблем.

В поисках ресурсов рассмотрим компоненты системы образования и сформулируем комплекс требований к этой технологии (см. схему 1).

Примем в качестве основной функции системы образования («Зачем учить?») формирование способности личности к самореализации. Тогда главной целью образования и воспитания на информационном (а в дальнейшем – и на человекотворческом!) этапе развития общества становится формирование интеллектуальной и духовной культуры человека, обучение искусству пользоваться знаниями, выработка стиля мышления, позволяющего анализировать проблемы в любой области жизни и находить их наиболее точное и экономичное решение.

В соответствии с законами развития искусственных систем содержанием образования («Чему учить?») должны стать методы организации мышления и развития качеств творческой личности, для чего необходим переход от нерефлексивного освоения знаний к осознанному овладению и владению мыслительными приемами и операциями. А для этого нужно прежде всего изменить методику («Как учить?») – способ передачи знаний: вместо принятой сейчас репродуктивной передачи информации учебный процесс должен быть организован как групповая исследовательская деятельность по «добыванию» новых для учащихся знаний. Такая организация процесса ориентирует учащегося не на получение правильного ответа, а на понимание того, каким образом этот ответ получен. В результате на материале любого учебного предмета у него формируются обобщенные способы мыследеятельности, которые он может использовать для поиска решения проблем различного характера. Работа в группе обеспечит психологизацию этого процесса, что позволит сформировать коммуникативность, а необходимость проводить исследования и решать возникающие проблемы – эвристичность (формирование творческих качеств) и педагогизацию (умение учиться).

Ответ на вопрос «Кого учить?» определяется необходимостью вовлечения все большего числа людей в творческий процесс и однозначен как в экономическом, так и в социальном плане – элитарная система образования, которая раньше предназначалась для узкого круга лиц, должна стать общедоступной.

И еще одна точка зрения на систему образования – производственно-экономическая: сколько и каких знаний и умений способна каждая из педагогических технологий вложить в головы и руки учащегося за единицу времени (например, за час учебы)? И какое количество наиболее ценного «продукта» под названием «одаренные дети» способна подготовить?

Существующие педагогические технологии обеспечивают «на выходе» максимум 5 % одаренных. Неужели все остальные дети бездарны? Не верится… Но как повысить производительность системы образования?

Итак, мы определили, зачем учить, чему, как и кого. Остался последний элемент системы – учитель: «Кто учит?» Но элемент этот – ключевой: любая реформа образования, любая педагогическая технология в конечном счете реализуется в школьном классе или в вузовской аудитории. Психологи хорошо знают, что только личность способна воспитать новую личность и только талант может вырастить новый талант! Большинство pефоpм в системе образования в последние 30–40 лет (политехнизация, компьютеризация, гуманитаризация и пр.) не давали ожидаемого результата пpежде всего потому, что только пеpетасовывали объем знаний, т. е. содеpжание обpазования, и слегка затрагивали методику, но никак не включали личность учителя. Но самый совеpшенный технологический пpоцесс будет давать брак, если его выполняют неквалифициpованные кадpы. Пpоцесс обучения – это тоже технология, но значительно более сложная, чем сбоpка автомобиля или телевизоpа, так как в качестве «изделия» выступает живая человеческая личность. И если с ней будет pаботать «pепpодуктоp», он угpобит самую твоpческую методику любого пpедмета. И наобоpот, твоpческий учитель, получив для pаботы самую сpеднюю пpогpамму и стандартную методику, тут же начинает искать, как их улучшить. Ибо кто же есть твоpческий учитель, как не создатель новой технологии?!

Подготовить творческого учителя и уже с его помощью повышать производительность учебного процесса – процент «выпуска» одаренных детей – призвана инновационная технология «Опережающая педагогика», которую с конца 80-х гг. XX в. разрабатывает и внедряет в учебный процесс Лаборатория «ТРИЗ-педагогика Украины». Технология рассчитана на работников системы образования, стремящихся повысить эффективность своей профессиональной деятельности, школьников и студентов средних и высших учебных заведений. Цель ее – формирование культуры мышления педагогов и учащихся непосредственно в учебном процессе.

Практические инструменты этой технологии: генетический анализ, алгоритм решения проблемных ситуаций, комплекс методов развития воображения и ряд других.

При проведении генетического анализа любой искусственный объект рассматривается как система, выполняющая определенную функцию. Функциональный подход дает возможность ввести учащегося в мир реальных потребностей, для удовлетворения которых были созданы конкретные объекты. В отличие от существующего в педагогике исторического подхода, который только констатирует изменение объекта во времени, генетический анализ требует выявления причинно-следственных связей между потребностями человека и его действиями по преобразованию объекта.

Необходимость выявления причин происходящих в природе явлений становится для преподавателя исходной точкой к изучению тех законов природы, которые лежат в основе принципа действия искусственных объектов: не астрономия, физика, химия, биология и другие науки сами по себе, а анализ причин возникновения этих наук, потребности в них.

Функционально-системный подход позволяет так же органично понять необходимость изучения гуманитарных и теоретических наук – тоже как следствие появления потребности человека получить полную картину мира и осознать свое место в нем.

Алгоритм решения проблемных ситуаций (АРПС) представляет собой четкую программу в виде универсальной последовательности операций (шагов) по анализу проблемы, преобразованию исходной ситуации в задачу, выявлению противоречия, способов его устранения и поиска решения, максимально приближенного к идеальному.

Упражнения на развитие воображения как главного компонента творческого мышления также выполняются по специально разработанным алгоритмам в соответствии с требованиями функционально-системного подхода, что создает, помимо развивающего, еще и обучающий эффект.

В результате у учащихся формируется интегративное мышление – мышление, способное оперировать наиболее общими фундаментальными закономерностями, осваивать частные законы различных наук и уметь применять эти знания для решения жизненно необходимых проблем.

Роль учителя при такой форме учебного процесса заключается в планомерной и целенаправленной организации проблемных ситуаций на материале учебных предметов, постановке задач учащимся и оказании им помощи при необходимости [Меерович М. И., Шрагина Л. И., 2002, Челябинск].

С точки зрения социальной вся история человечества – это, по сути, устранение какого-то очередного неравенства: свободный – раб, знатный – простолюдин, богатый – бедный… Неравенства, обеспечивающего все меньшей и меньшей части населения дополнительные блага за счет труда все большей его части. Последний период истории ввел очередную градацию (в терминологии ТРИЗ – переход на микроуровень): творец – исполнитель. В масштабах планеты это выглядит так: страна – генератор наукоемких идей и страна – сырьевой придаток. И соответственно – распределение доходов и качество жизни…

На информационном этапе развития общества формирование качеств творческой личности пока еще продиктовано интересами представителей рыночной экономики, т. е. ориентировано на получение сверхприбылей отдельными странами и фирмами. За декларируемыми рыночной экономикой лозунгами обеспечить потребителя все более качественными товарами фактически стоит не забота о потребителе, а стремление обойти конкурента, стать монополистом в своей сфере деятельности.

На человекотворческом этапе формирование качеств творческой личности будет, на наш взгляд, ориентировано не на рыночную экономику, а на благо всего общества. И если рассматривать такое общество как объединение личностей, каждая из которых работает совместно с другими ради достижения общей цели, то основной функцией образования станет создание условий, при которых каждый член общества сможет полностью раскрыть свои способности и реализовать свои возможности [Меерович М. И., Шрагина Л. И., 2002, Москва]. Содержанием такого образования станет создание среды, формирующей качества творческой и гуманистической личности, т. е. развитие самого общества, а методикой – непосредственное участие каждого нового человека, вступающего в жизнь, во всех сферах деятельности этого общества, напрямую заинтересованного в том, чтобы вклад каждого его члена был максимальным.

Опираясь на законы развития искусственных систем, можно уверенно прогнозировать, что глобализационные процессы, идущие в экономике, сотрут не только межгосударственные, но и межнациональные и межконфессионные границы, разногласия и противоречия. Все возрастающая интеллектуализация общества, вызванная невиданным ранее темпом развития науки, и рост общей культуры ведут к переоценке жизненных ценностей, к смещению акцентов в сторону духовных потребностей. Уничтожены будут все причины, порождающие неравенство между людьми. И нормой жизни, а не красивой декларацией станет первый пункт Всеобщей Декларации прав человека: «Все люди рождаются равными, независимо от цвета кожи, расы и вероисповедания…»

Да, конечно, креативные качества во многом зависят от генетики. Но, как показывает практика, огромное значение приобретает и система образования, готовая с самого раннего детства развивать задатки, заложенные в человеке природой.

Сформировать творческие навыки может только носитель таких навыков – ТВОРЧЕСКИЙ УЧИТЕЛЬ, реализующий потребности общества. Подготовить такого учителя массово в условиях тоталитарного государства невозможно: творческий учитель – это элемент творческого, демократического социума мысли и знания, с атмосферой всеобщего и всеобъемлющего познания, пронизанной творческим напряжением.

В борьбе за выживание человек вырвался из биологической цепи природы, превратив психические процессы, происходящие в его мозгу, из средства созерцания и отражения окружающего мира в искусственную систему постановки и решения задач с целью познания и преобразования этого мира. Мышление – средство познания мира – стало совершенствуемым инструментом, весь процесс эволюции человека представляет собой процесс его «очеловечивания» и тоже подчиняется объективным законам развития систем. А компоненты «демократизация общества» и «демократическое образование» – «сиамские близнецы» этого процесса на пути к человекотворческому обществу.

Часть I
Основы культуры мышления

1. Психология творчества

Творчество как предмет исследования психологии

Потребность понять природу процесса творчества возникла вследствие необходимости воздействовать на творческую деятельность, чтобы повысить ее эффективность. Еще древнегреческие философы стремились в своих системах обучения применять методы, развивающие творческое мышление учеников. В дальнейшем начались поиски более активных форм воздействия на человеческую психику, которые позволяли бы управлять творческой деятельностью.

Психология творчества как наука начала складываться на рубеже XIX–XX столетий. «Творчество – в прямом смысле – есть созидание нового. В таком значении это слово могло быть применено ко всем процессам органической и неорганической жизни, ибо жизнь – это ряд непрерывных изменений, и все обновляющееся, все зарождающееся в природе есть продукт творческих сил. Но понятие творчества предполагает личное начало, и соответствующее ему слово употребляется по преимуществу в применении к деятельности человека. В этом общепринятом смысле творчество – условный термин для обозначения психического акта, выражающегося в воплощении, воспроизведении или комбинации данных нашего сознания в (относительно) новой форме, в области отвлеченной мысли, художественной и практической деятельности»¹.

Наука начиналась с этапа созерцательного психологического знания. Психологи описывали обстоятельства создания великих творений науки и искусства. Источниками информации служили биографии, автобиографии, мемуары, литературные произведения. Исследовались природа творчества, фазы творческого процесса, способности к творчеству и качества творческой личности. Выделялись признаки гениальности, выражающиеся в особенностях перцепции (напряженность внимания, огромная впечатлительность, восприимчивость), интеллекта, характера, мотивации и ценностной ориентации. Однако средств проникновения в сущность описываемых явлений не было: так как психологические методы получения исходных данных ограничивались наблюдением, то центральным звеном творчества признавались бессознательные процессы.

С развитием экспериментальных подходов в психологии творчества стали применяться активные методы получения исходных данных – тесты, анкетирование, интервью, эксперимент. Психология исследовала явления творчества с разных сторон, но основания для вычленения отдельных элементов творческой деятельности были еще субъективны, неорганизованны. Результаты показали, что сознательное и бессознательное, интуитивное и рассудочное дополняют друг друга.

До середины XX в. психология связывала творческие способности с умственным развитием. Потребность определять интеллектуальные способности привела к созданию IQ-тестов – тестов на умственную одаренность. Однако исследования показали отсутствие прямой зависимости творческих способностей от интеллекта и суммы знаний, т. е. корреляции между коэффициентом интеллекта и способностью создавать новое – креативностью – не было.

Выделяют три основных подхода к проблеме творческих и интеллектуальных способностей:

1) Творческие способности как таковые не существуют. Главную роль в детерминации творческого поведения играют мотивация, ценности, личностные черты. Интеллектуальные способности выступают как необходимые, но недостаточные условия творческой активности личности.

2) Высокий уровень развития интеллекта предполагает высокий уровень развития творческих способностей, и наоборот. Творческого процесса как специфической формы психической активности не существует.

3) Творческая способность – креативность – фактор, независимый от интеллекта [Дружинин В. Н., 1995].

Изучение феномена креативности осложняется тем, что в оценке творческих характеристик исследователь имеет дело прежде всего с качеством явления. Исследование креативности на собственно научном материале было осуществлено в 1959 г. группой ученых во главе с Дж. Гилфордом с помощью факторного анализа на материале точных наук. Параллельно и независимо от Гилфорда серию экспериментов на материале искусства в том же 1959 г. провели В. Лоуэнфельд и К. Бейттел. Cопоставление результатов исследований позволило выявить восемь существенных критериев, пригодных для дифференцирования:

1. Умение увидеть проблему.

2. Беглость, умение увидеть в проблеме как можно больше возможных сторон и связей.

3. Гибкость как умение:

– понять новую точку зрения;

– отказаться от усвоенной точки зрения.

4. Оригинальность, отход от шаблона.

5. Способность к перегруппировке идей и связей.

6. Способность к абстрагированию или анализу.

7. Способность к конкретизации или синтезу.

8. Ощущение стройности организации идей.

Кроме того, было показано, что креативность в искусстве и в науке имеет общие признаки, что позволяет перенести творческие способности с одного материала на другой.

Результаты этих работ вызвали в свое время надежды, что исследователи наконец получат средства опознания творческой личности. Однако дальнейшие исследования показали, что креативность в целом с помощью факторного анализа исчерпывающему определению не поддается.

Область креативности сложна для исследования и вызывает множество споров, поскольку эмпирическое поле фактов, относящихся к этой проблеме, очень широко. Сторонники одного из направлений исследования рассматривают креативность как необычные проявления ординарных процессов, т. е. креативности как феномену вообще отказывают в самостоятельности.

Однако у креативности как у феномена много сторонников. Эти исследователи рассматривают четыре основных аспекта: креативную среду, креативную личность, креативный продукт и креативный процесс. Часто эти подходы рассматриваются в комплексе.

КРЕАТИВНАЯ СРЕДА. Креативность проявляется через личностные ощущения, размышления, знания, чувствования, действия и рассматривается как поведение при относительном отсутствии угрозы и принуждения от окружения. Иными словами, креативность представляет собой восприятие, ответ, действие или общение личности, не принуждаемой другими и в непринужденной обстановке. Если бы креативность могла возникнуть в результате принуждения или как продукт угрозы, в мире было бы больше креативности. Когда человек чувствует угрозу со стороны своего окружения, появляется осмотрительность и заторможенность, и люди начинают бояться свободно выражать свои идеи. Данные, которые мы получаем в психологических лабораториях, есть осадок процесса взаимодействия между субъектом и окружающей его психологической средой.

Гармоничное окружение имеет две необходимые характеристики: принятие и стимулирование. В благоприятных условиях одного лишь принятия для креативности недостаточно, необходимо еще стимулирование членов окружения друг другом [Anderson H.H., 1959].

Для проявления творчества нужна свободная, непринужденная обстановка. Исследования показали, что мотивация достижений, соревновательная мотивация, мотивация социального одобрения блокируют самоактуализацию личности, затрудняют проявление ее творческих возможностей [Wollach M.A., Kogan N.A., 1965].

КРЕАТИВНАЯ ЛИЧНОСТЬ. Понимание значения субъективных факторов в их взаимодействии с объективными привели в последние десятилетия – при исследовании творческих процессов личности – к учету личностного фактора. Так психология творчества, начиная в качестве объекта исследования рассматривать личность со всем спектром ее качеств, вслед за другими науками вводит в методологию в качестве инструмента принцип системности.

Другая тенденция – объединение когнитивных и личностных факторов: Д. Б. Богоявленская вводит понятие интеллектуальной активности личности, полагая, что она обусловлена определенной психической структурой, присущей креативному типу личности. С позиций данной теоретической концепции творчество – это ситуативно нестимулированная активность, проявляющаяся в стремлении выйти за пределы заданной проблемы [Богоявленская Д. Б., 1983, 1990, 1995]. В рамках данной концепции был предложен метод определения интеллектуальной активности, в основу которого положен принцип креативности. Экспериментальные разработки позволили сделать вывод, что активность на уровне творческого действия является общей основой, «единицей» не только интеллектуального, но и любого вида творческой деятельности [Максименко С. Д., 1998, 1999].

Работа в области социально-личностного подхода, проводимая параллельно с исследователями креативности как когнитивного образования, продолжает концентрироваться на индивидуальных различиях, разнообразии мотиваций и социокультурном окружении как источниках творчества. Посредством изучения корреляций и благодаря исследованиям, задающим полярные описания высоких и низких творческих способностей (при сравнении великих людей и обыкновенных личностей), был определен набор характеристик, потенциально относящихся к творческим. К ним, в частности, относятся самостоятельность суждений, уверенность в себе, способность находить привлекательность в трудностях, эстетическая ориентация и способность рисковать. Такие черты личности, как самоуверенность, смелость, свобода, самопроизвольность, признание исключительности своего «я», не только свойственны творческим людям, но и повышают вероятность реализации их творческого потенциала.

КРЕАТИВНЫЙ ПРОДУКТ. Результаты творческой деятельности могут лежать в очень широком диапазоне: от научных открытий, коренным образом меняющих экономику и быт общества, и шедевров, создающих новые направления в искусстве, до составления оригинальных букетов, украшающих вашу комнату. При этом появляется проблема: как оценивать креативные продукты, созданные разными людьми? Один из вариантов – разделить на официально признанные обществом и «личные», имеющие значение только для автора данного продукта. При этом необходимо принимать во внимание, что достаточно часто человек творит не ради общественного признания, а чтобы испытать «муку творческую», то состояние подъема, которое позволяет ему ощутить себя человеком…

В качестве продукта при изучении литературного творчества рассматривается художественный текст. Анализируя и обобщая итоги исследований художественного творчества, можно выделить четыре направления изучения текста: процедура создания текста; его семиотическое оформление (кодирование); инструменты анализа, понимания, интерпретации текста; его онтология (социальное бытие и социальное функционирование).

КРЕАТИВНЫЙ ПРОЦЕСС. Психологами было выявлено, что создание нового (идей, объектов, способов действий) осуществляется, в частности, и такими приемами мышления, как комбинирование, аналогизирование, выявление новых связей и перенос функции одного объекта на другой.

Анализ литературы показал, что для всех видов творчества общими мыслительными процессами являются комбинирование и аналогизирование. Достаточно часто новый продукт представляет собой новую комбинацию элементов, принадлежащих ранее другим системам. Выделение элементов из различных существующих систем и создание из них новых систем путем комбинирования представляет собой фундаментальный механизм творчества и базовую «технику» воображения. Занимаясь, например, подбором определенных черт для героя, художник комбинирует их сознательно, руководствуясь замыслом. При этом «устанавливаются смысловые связи между элементами на основе: репродукции, смыслового синтеза или случайного соединения без установления семантических связей». Таким образом, продукты (идеи, гипотезы, поведенческие акты) можно разделить на стереотипные, оригинальные (креативные) и неосмысленные (девиантные) [Дружинин В. Н., 1995].

Приемы мышления служат тем логическим инструментарием, с помощью которого реализуются замыслы воображения. Особенно это выражено в фантастике – литературе о необычном, несуществующем, о том, чего не было, нет или пока нет…

Анализ сказок и научно-фантастической литературы выявил ряд приемов конструирования фантастических идей, который позволяет осознанно и целенаправленно создавать фантастические образы. Он показал также, что работа творческого воображения имеет свои закономерности, которые могут быть использованы для преобразования обычных объектов, фактов и явлений в фантастические. При этом используются мыслительные операции, аналогичные тем, которые применяются для создания новых технических объектов. Сходство этих операций позволяет говорить об общности механизмов творчества в разных сферах деятельности и о наличии логики воображения.

Один из первых исследователей творческой деятельности как психологического процесса П. Энгельмейер [1910] разделил его на три части:

• акт выдвижения гипотезы;

• акт творчества;

• акт логически проработанной идеи.

Последующие многочисленные исследования, сохраняя основу теории, были направлены на детализацию отдельных «актов», при этом естественно происходило их дробление. Так, Г. Уоллес [1924] этап выдвижения идеи расчленяет на две части, получая в результате четырехфазный процесс:

• фаза подготовки идеи;

• фаза созревания идеи;

• фаза озарения;

• фаза проверки идеи.

Еще более детальное дробление творческого процесса предлагает Г. Селье [1987]. Анализируя вопрос о том, кто должен заниматься наукой и какие способности более других необходимы для этого, Селье выделяет в механизме научного творчества семь стадий, вводя в качестве первой «любовь, или по крайней мере желание, т. е. страстную жажду познания», подчеркивая тем самым, что творческий процесс начинается с мотивации.

Четыре из последующих шести стадий связаны непосредственно с творческим этапом рождения идеи, а две последних – с их проверкой и использованием в жизни. Творческий процесс, по описанию Селье, происходит следующим образом: «Сначала мы посредством наблюдений собираем факты, накапливаем их в памяти, затем располагаем их в том порядке, который диктуется рациональным мышлением (курсив – Л.Ш.). Иногда этого вполне достаточно для достижения приемлемого решения. Но если после сознательного процесса рассуждений и умозаключений факты не желают образовывать гармоничную картину, тогда сознание с его укоренившейся привычкой к наведению порядка должно отойти в сторону и дать свободу фантазии. При этом раскрепощенное воображение управляет порождением бесчисленных более или менее случайных ассоциаций (курсив – Л.Ш.).

Они похожи на сны, и обыденный интеллект отверг бы их как явную глупость. Но иногда одна из множества мозаичных картин, созданных фантазией из калейдоскопа фактов, настолько приближается к реальности, что вызывает интуитивное прозрение, которое как бы выталкивает соответствующую идею в сознание. Другими словами, воображение – это бессознательная способность комбинировать факты новыми способами, а интуиция – это способность переносить нужные воображаемые образы в сознание» (курсив – Л.Ш.).

Если вспомнить, что один из признаков творчества – это создание новых полезных комбинаций, то можно признать, что воображение, создающее эти комбинации, является основой творческого процесса. «Новое время сосредоточено на воображении. Стоит только захотеть – и мы извлечем из бытия кентавра, который галопом, пустив хвост и гриву по весеннему ветру, помчится через изумрудные луга за неуловимыми тенями белых нимф. Воображение создает и уничтожает объекты, составляет их из деталей и рассыпает на части. Таким образом, сознание есть творчество. Для нового времени характерно отдавать предпочтение творческой способности человека» [Рикер П., 1990].

Остановимся на определении воображения как необходимого элемента творческой деятельности человека, который обеспечивает:

• построение ОБРАЗА продукта труда;

• создание ПРОГРАММЫ поведения в неопределенных проблемных ситуациях;

• средство СОЗДАНИЯ ОБРАЗОВ, заменяющих активную деятельность (т. е. моделирование процессов или объектов).

Таким образом, воображение как психологический процесс позволяет представить результат труда до его начала и при этом не только конечный продукт, но и все промежуточные стадии, ориентируя человека в процессе его деятельности.

В отличие от мышления, которое оперирует понятиями, воображение оперирует образами, и его основное назначение – изменение образов, причем такое, которое бы привело к созданию заведомо новой, ранее не существовавшей ситуации или объекта. Воображение – это отражение реальной действительности в новых, неожиданных, непривычных сочетаниях и связях. Воображение включается тогда, когда проблемная ситуация характеризуется отсутствием нужной полноты знаний и когда определить сознанием результаты деятельности с помощью организованной системы понятий (т. е. мышлением) невозможно. Оперирование образами позволяет «перепрыгнуть» через какие-то не до конца ясные этапы мышления и представить себе конечный результат.

Воображение осуществляет творческий акт благодаря его связи с мышлением. Имеющиеся у субъекта знания способствуют формированию нового образа. Эти образы требуют оценки, отбора, обобщения. Воображение и мышление взаимосвязаны и взаимообуславливают друг друга в познавательных актах.

Роль воображения в процессе творческого познания можно определить как один из способов использования имеющихся у человека знаний для получения новых знаний, как перенос знаний из одной области в другую, свойства которой должны быть изучены для решения познавательных задач. Мышление в формировании образов воображения играет ведущую роль, так как отражает наиболее существенные, закономерные и общие связи действительности.

Именно эти особенности воображения – способность оперировать образами и преобразовывать их в условиях отсутствия полноты информации – дают основание многим авторам, указывая на воображение как на основу человеческого творчества, связывать его развитие с общим психическим развитием ребенка. В дошкольном возрасте воображение согласно периодизации психического развития, предложенной Л. С. Выгодским, является центральным психологическим новообразованием.

В настоящее время широко разрабатываются пути и методы формирования воображения в дошкольном возрасте. Психологической спецификой содержания функции воображения в этом возрасте являются четыре основных компонента:

1. Опора на наглядность.

2. Использование прошлого опыта.

3. Наличие особой внутренней позиции (умение создавать собственные планы-замыслы).

4. Умение гибко использовать ранее полученные знания, творчески применять их в зависимости от конкретных условий и обстоятельств.

В целом воображение как психологический процесс предполагает, во-первых, видение целого раньше частей, а во-вторых, перенос функций одного предмета на другой с мысленным ее выделением. Условие возникновения такого умения – способность детей объединять самые различные предметы и явления в единый смысловой сюжет [Дьяченко О. М., Кирилова А. И., 1980].

Осознание значения воображения и необходимости его развития направило усилия исследователей на изучение процесса и этапов формирования воображения в дошкольном возрасте.

Для развития воображения необходимо создание предметной среды, внутри которой ребенок будет иметь возможность воображать, придумывать и творить [Кравцова Е. Е., 1991]. Чтобы ребенок мог самостоятельно находить и выделять проблемные ситуации и задачи, его деятельность должна быть соответствующим образом организована [Поддъяков Н. Н., 1990]. Но любая, самым замечательным образом организованная предметная среда останется мертвой без главного действующего лица в процессе воспитания – творческой личности учителя.

Творческие способности детей имеют широкий диапазон индивидуальных различий. Внешние проявления творческого развития многообразны: это и более быстрое развитие речи и мышления ребенка, и ранняя увлеченность, и любознательность. А. М. Матюшкин [1989] в своей концепции творческой одаренности считает, что наиболее общей характеристикой и структурным компонентом творческого потенциала ребенка являются познавательные потребности, составляющие психологическую основу доминантности познавательной мотивации. Эта мотивация выражается в исследовательско-поисковой активности, проявляется в более высокой чувствительности к новизне стимула, новизне ситуации, обнаружению нового в обычном. Познавательная мотивация и исследовательская активность выражаются в высокой избирательности ребенка в отношении к исследуемому новому, в его предпочтении цветов, звуков, форм и т. п.

Общая исследовательская активность характеризуется широтой и устремленностью. Она проявляется у творческого ребенка как очень широкая любознательность.

В разном возрасте исследовательская активность проявляется по-разному. К трем-пяти годам – как самостоятельная постановка вопросов и проблем по отношению к новому и неизвестному. Развитие осуществляется как поиск ответов на собственные вопросы и проблемы, которыми определяется избирательность творческого научения ребенка. С этапа 5–6 лет основным структурным компонентом творческого развития ребенка становится проблемность. Она выражается в поисках несоответствия и противоречий в собственной постановке вопросов и проблем. Даже неудачи вызывают исследовательскую активность. В 8–12 лет процесс поиска и исследований завершается решением проблем и обнаружением скрытых, явно не заданных элементов и отношений, которые не видны в усвоенных знаниях [Матюшкин А. М., 1982].

Выделяются следующие структурные компоненты одаренности как общей психологической предпосылки творческого развития и становления творческой личности:

а) доминирующая роль познавательной мотивации;

б) исследовательская творческая активность, выражающаяся в обнаружении нового, в постановке и решении проблем;

в) возможность достижения оригинальных решений;

г) возможность прогнозирования;

д) способность к созданию идеальных эталонов, обеспечивающих эстетические, нравственные и интеллектуальные оценки [Матюшкин А. М., 1989].

Еще один непременный структурный компонент творчества – это оригинальность. Она выражает степень непохожести, нестандартности, неожиданности предлагаемого решения.

Остановимся подробнее на результатах работы П. Торренса [1987], который провел многолетние и многоэтапные исследования творчества с целью найти критерии проявления и способы измерения творческих способностей. Гипотеза Торренса основывалась на факте, что тестовое поведение не имеет аналогий в обучающем поведении и реальной жизни, поэтому тестирование может выступать в качестве модели изучения природы творчества.

Изучая природу творчества посредством тестирования, Торренс ввел в разработанные им тесты следующие основные принципы:

• наличие неопределенного стимула;

• открытость задания;

• неоднозначность ответов;

• снятие жестких временных ограничений.

Результаты лонгитюдных исследований (5–7–12–22 года) показали корреляцию между тестовым поведением и достижениями в реальной жизни. В качестве критериев творческого поведения взрослых людей были выбраны:

1. Количество общественно узнаваемых творческих достижений (патенты, изобретения, книги, картины).

2. Качество творческих достижений в приложении к представлению о будущей карьере (какую карьеру вы хотите сделать; какой пост или жалованье хотели бы получить; чего вы надеетесь достичь или что вы надеетесь выполнить; если бы вы могли делать то, что хотите, в течение 10 лет, то что бы это было?).

3. Количество проявлений творческих достижений, не признанных официально (организация неформальных групп, устройство своего дома, разработка нового направления в образовании).

Те же критерии определялись у младших школьников в рамках школьного обучения.

Торренс определяет креативность через характеристики процесса, в ходе которого ребенок становится чувствительным к проблемам, дефициту или пробелу в знаниях, к смешению разноплановой информации, к дисгармонии элементов окружающей среды, определяет эти проблемы, выдвигает предположения и гипотезы о возможных решениях этих проблем, проверяет эти гипотезы и ищет эти решения. Из исследований были сделаны выводы, что дети, которые по тестам Торренса были определены как обладающие творческими способностями, в дальнейшем действительно показали творческие достижения.

На основе использования фигурных форм теста ТТСТ (тесты Торренса) были выявлены компоненты мышления, которые способствуют проявлениям творческих способностей:

1. Количество ответов и их четкость.

2. Подвижность (гибкость), степень разнообразия ответов.

3. Необычность, оригинальность или редкость ответа.

4. Тщательность разработки, степень детализации ответа.

5. Абстрактность заглавия, уровень абстракции в ответах.

6. Сопротивление к закрытию незаконченных фигур или способность оставить их открытыми.

7. Эмоциональная выразительность ответа.

8. Артикулятивность при рассказе, вставка ответов в контекст, придание им окружения.

9. Движения или действия, показанные при ответе.

10. Экспрессивность заглавия, способность трансформировать из фигурального в вербальное и делать это эмоционально.

11. Синтез или комбинация, объединяющая вместе две или более фигуры и создание когерентного ответа.

12. Необычная визуализация, рассмотрение и помещение фигур в необычную визуальную перспективу.

13. Внутренняя визуализация, рассмотрение объекта изнутри.

14. Расширение и выход за рамки ожидаемого результата.

15. Юмор, сопоставление двух или более несовместимых элементов.

16. Богатство воображения, его разнообразие, жизненность, интенсивность.

17. Цветность воображения, захватывающая, апеллирующая к чувствам, эмоциям.

18. Фантазия, нереальные фигуры, волшебство и сказочные персонажи, персонажи научной фантастики.

Как мы видим, в творческий процесс вовлекаются логические и образные компоненты мышления, эмоционально-чувственная сфера. Результаты исследований могут быть использованы в практической деятельности и должны стать базой для создания единиц обучения. Иными словами, для формирования «навыков» творческого мышления требуются упражнения с соответствующими «инструментами» в соответствующей обстановке.

Торренс выделяет пять принципов, которыми должен руководствоваться учитель, чтобы поощрять творческое мышление:

1. Внимательное отношение к необычным вопросам.

2. Уважительное отношение к необычным идеям.

3. Умение показать детям, что их идеи имеют ценность.

4. Создание удобных случаев для самостоятельного обучения и похвала за это.

5. Предоставление времени для неоцениваемой практики или обучения.

Последний принцип требует пояснения. Внешняя оценка создает угрозу и, возможно, потребность в обороне. Поэтому детям необходим какой-то промежуток времени, в течение которого их действия и идеи не оценивают. Таким образом не сдерживается свобода формирования идей.

В данном пособии предлагаются модели заданий для формирования творческих компонентов мышления, применение которых не требует специальных знаний. Эти модели могут выступать в качестве «единиц обучения».

Сравнение методов поиска творческих решений

Характер исследований в области психологии творчества до недавнего времени носил в основном констатирующий характер. Однако темп развития науки и техники в XX в. вовлек в творческий процесс большое количество специалистов, связанных с поиском новых знаний и созданием новых технологий. Возникает и развивается методология технического творчества, в разработке методов и руководств по исследовательской и изобретательской деятельности происходит настоящий методический взрыв. С особой остротой встает вопрос об эффективности (производительности) интеллектуального труда, возникает потребность в обеспечении целенаправленности творческого процесса, его управляемости и результативности. Решение этих проблем невозможно без создания моделей технологии творческого процесса.

Методологические аспекты конструирования подобных технологий касаются следующих вопросов: можно ли вообще управлять творческим процессом? Каковы те универсальные формы воздействия на процесс генерирования оригинальных идей, на основе которых разрабатываются конкретные методические средства оптимизации творчества? Как увеличить их эффективность? Каковы перспективы их развития?

Чтобы ответить на эти вопросы, проанализируем современные методы технического творчества, сопоставим их эффективность и проследим этапы их развития.

Для оценки эффективности методов введем два относительных параметра – количественный и качественный – и определим их содержание.

1. Количественный параметр

В процессе творчества как сознательной деятельности по созданию принципиально новых технологий следует различать творческие, т. е. только возникшие, оригинальные (продуктивные), и нетворческие, т. е. стандартные, повторяющиеся (репродуктивные), способы и методы. Очевидно, что если продуктивный компонент как результат действий комплекса сознательного и бессознательного в мышлении формализации не поддается, то репродуктивные компоненты можно повторно воспроизвести в виде типовых правил, схем, формул, алгоритмов и т. д. В такой постановке проблемы, кстати, отчетливо просматривается направление совершенствования метода: вычленять из процесса мышления те компоненты, которые могут быть формализованы и переведены в репродуктивные.

Если рассматривать эффективность (Эф) любой технологии как отношение суммы полезных функций (Ф), полученных в результате использования данной технологии, к общей сумме затрат (З) на ее функционирование, то для методов генерирования идей, используемых в техническом творчестве, эта дробь, соответственно, будет представлять собой отношение числа полезных идей (Ип) к общему числу идей (Ио), полученных данным методом.

2. Качественный параметр

Для его определения введем понятие «идеальный объект» как предел совершенствования реального объекта. В качестве таковых в физике, например, приняты абсолютно черное тело, идеальный газ и т. п. Идеализация искусственного объекта, т. е. объекта промышленного производства, созданного для удовлетворения потребности человека и выполняющего вполне определенные функции (Ф), должна сводиться к снижению общей суммы затрат (З) на его проектирование, изготовление, эксплуатацию и утилизацию.

В предельном случае эти затраты – при сохранении функциональности объекта! – должны быть сведены к нулю. Так возникает понятие об идеальном объекте: объекта нет, а его функция выполняется [Альтшуллер Г. С., 1969]. Понятие об идеальном объекте дает возможность ввести критерий оценки «идеальности идеи»: позволяет ли идея, генерируемая данным методом, получить решение, близкое к идеальному.

А теперь, определив критерии оценки эффективности методов технического творчества, проведем их сравнительный анализ.

Концептуальный подход – развитие технических систем – следствие психологических процессов, протекающих в мышлении изобретателей, привел к созданию группового метода генерирования идей – мозгового штурма. В мозговом штурме творческий процесс разделен на два этапа:

• этап генерации идей – краткий сеанс совместного поиска вариантов решения проблемы с упором на интуицию и воздействием не только на логическое мышление, но и на подсознание;

• этап экспертизы идей – критический анализ идей с применением формально-логических аналитических методов.

При хорошо организованном мозговом штурме за 40–45 минут выдвигается 60–80 идей. Штурм считается удачным, если в результате работы группы из 6–8 участников хотя бы одна идея признается результативной. Количественный параметр – эффективность (Эф) – в этом случае не превышает 1,8 %.

Оценка качественного параметра результатов мозгового штурма выявляет:

1. Отсутствие критериев оценки выдвигаемых идей.

2. Отсутствие целенаправленного движения к сильному решению.

Практика применения мозгового штурма как в США, так и в Европе показала, что мозговой штурм ни в чистом виде, ни в многочисленных вариантах своих модификаций сложные технические задачи не решает.

Анализ сущности мозгового штурма как метода выявил два четких противоречия:

1. Чтобы развивать идею на этапе генерирования, ее необходимо критиковать, а критика правилами проведения штурма запрещена.

2. Чтобы направлять ход решения в нужную сторону, необходимо им управлять, а суть мозгового штурма – в хаотическом генерировании идей.

Указанные противоречия частично устранены в методе «Синектика», где штурм ведется постоянной группой со специально подобранным составом. В стремлении превратить продуктивный процесс, протекающий в сфере подсознания при решении задачи, из неявного – в явный, из стихийного – в сознательно управляемый автор синектики У. Гордон вводит осознанный поиск аналогий. Цель аналогий – изменить привычное представление о хорошо известных вещах, взглянуть по-новому на «наследство из замороженных слов» и способов понимания.

В процессе решения для активизации мышления и управления им Гордон применяет четыре вида аналогий:

• прямая аналогия рассматривает методы, которые используют в других отраслях науки и техники при решении аналогичных задач;

• личная аналогия, или эмпатия, предлагает «вжиться» в образ рассматриваемого объекта, ощутить его состояние и на основе собственных ощущений найти и предложить наиболее оптимальный вариант решения;

• символическая аналогия – нахождение краткого символического описания задачи или объекта обычно в форме сочетания прилагательного с существительным, которые в форме парадокса характеризуют сущность объекта. Литературным вариантом символической аналогии является оксюморон, а его поэтической формой можно считать метафору;

• фантастическая аналогия предлагает искать решения в фантастической литературе, а также изложить задачу в терминах сказок, мифов, легенд [Джонс Дж. К., 1986].

Как видим, один из путей повышения управляемости творческим процессом – охватить за счет детализации понятия «аналогия» все поле поиска аналогичных объектов. Подобная детализация придает методу достаточную инструментальность и позволяет использовать его в учебном процессе, в том числе и для дошкольников.

Возможность направлять поиск аналогий и тем самым развивать ассоциативное мышление Гордон видит в метафоре. Однако необходимо отметить, что, признавая важность умения мыслить метафорами, ни сам Гордон, ни другие разработчики методов технического творчества никаких правил или приемов построения метафор не предлагали. Такая методика разработана Л. И. Шрагиной в 1991 г. и приведена в гл. 15.

Введение операторов, организующих и активизирующих процесс мышления с целью повышения его эффективности, демонстрирует тенденцию к регуляции интуитивного поиска, упорядочению процедуры решения задач, преодолению ограниченности личного опыта и т. п., сохраняя при этом в общей стратегии исследований ставку на субъективные факторы личности.

При оценке эффективности синектики необходимо принять во внимание, что этот метод в отличие от мозгового штурма ориентирован не на погоню за количеством идей, а на всесторонний и глубокий анализ исходной проблемы и поиск нескольких вариантов решения. (Подобный подход в сочетании с пониманием важности развития ассоциативного мышления позволяет использовать синектику для развития творческих способностей в учебном процессе.)

Затраты на обучение синектической группы и ее работу считаются небольшими, если группа в течение года находит для фирмы решение двух крупных и четырех частных проблем.

Но основные недостатки, присущие мозговому штурму, в синектике не устранены, так как причина их, как и ряда других методов психологической активизации творчества, заключена в попытке сформировать объективные законы управления творческим процессом на основе нетиражируемых субъективных особенностей мышления каждого изобретателя, т. е. в попытке организовать «неорганизованное» мышление…

Комбинирование как возможность систематизировать процесс перебора вариантов – суть метода морфологического анализа, разработанного в 1930-е гг. швейцарским астрофизиком Ф. Цвикки. В основе метода – выбор важнейших характеристик будущего объекта и их систематизированный перебор. Новое сочетание этих характеристик позволяет получить новый объект или его новое свойство.

Морфологический анализ как метод технического творчества более подробно описан в гл. 6. Эффективность метода легко продемонстрировать. Предположим, что функция будущего объекта определяется четырьмя важнейшими характеристиками, при этом каждая характеристика может быть реализована в среднем пятью вариантами. Тогда общее количество возможных вариантов идей, которые необходимо перебрать и оценить, будет 5 × 5 × 5 × 5 = 625. Из них нужно выбрать одну подходящую… КПД менее 0,2 %.

Эффективность морфологического анализа, таким образом, связана с четким противоречием: она тем выше, чем меньше характеристик и вариантов их реализации, но при этом возникает опасность потерять нужное решение. А при росте числа характеристик и возможных вариантов их реализации резко возрастает общее число идей, которые нужно перебрать.

Взгляд на процесс совершенствования объектов техники не как на психологический процесс, происходящий в мышлении изобретателя, а как на закономерный переход из одного состояния в другое предложил в конце 1940-х гг. инженер-изобретатель и писатель-фантаст Г. С. Альтшуллер (Г. Альтов). Чтобы выяснить, почему одни технические системы функционируют и продолжают развиваться, а другие умирают на стадии опытного образца (а иногда не дожив и до нее), был проведен скрупулезный анализ десятков тысяч патентов – описаний продукта изобретательского процесса. В результате анализа был сделан основополагающий для всей методологии технического творчества вывод: общее развитие технических систем происходит в соответствии с законами диалектики и не подчиняется субъективной воле человека.

Эволюция техники, таким образом, подтвердила общие положения объективной логики Гегеля: предметный мир определяет характер действий с ним.

Придя к такому выводу, Г. С. Альтшуллер сформулировал концепцию науки о развитии технических систем: «Технические системы развиваются по объективно существующим законам, эти законы познаваемы, их можно выявить и использовать для сознательного совершенствования старых и создания новых технических систем».

К настоящему времени выявлен ряд закономерностей (работа еще продолжается), которые сведены в систему законов развития технических систем (ЗРТС). Основные из них:

1. Развитие технических систем происходит в направлении повышения их идеальности (с точки зрения функций, выполняемых технической системой).

2. Развитие технических систем происходит через выявление и разрешение противоречий.

Выявленные законы легли в основу принципиально нового направления эвристики – теории решения изобретательских задач (ТРИЗ). В ТРИЗ процесс решения задачи, при сведении к минимуму всех субъективных факторов, построен как четкая программа по выявлению и устранению логических и диалектических противоречий, что обеспечивает ее целенаправленность. В результате происходит четкая локализация конфликта, лежащего в основе задачи, и его предельная обостренность, что придает программе высокую эвристическую ценность. Число вариантов решений, которых на этапе постановки задачи могло быть десятки тысяч, после разрешения противоречий сокращается до нескольких, из которых выбирается наиболее подходящий.

Комплексная программа последовательных операций по выявлению и устранению противоречий – суть алгоритма решения изобретательских задач (АРИЗ), включающего в себя целую систему инструментов решения задачи: психологических, логических, информационных… И на каждом этапе отсекается часть «пустых» вариантов, слабых, компромиссных, и остаются только самые сильные решения, изначально ориентированные на идеальный конечный результат, который должен удовлетворять определенным критериям.

Из изложенного видно, что количественный параметр эффективности ТРИЗ представляет собой дробь, в знаменателе которой – однозначное число, обычно не превышающее 4–5, а в отдельных случаях приближающееся к единице… Качественный параметр также стремится к 100 %, так как изначально ориентирован на идеальный результат [Альтшуллер Г. С., 1961].

Таким образом, объективность законов, лежащих в основе ТРИЗ, обеспечивает ей способность устранять недостатки, присущие мозговому штурму, синектике и другим методам перебора вариантов. Но «расплата» за эффективность методики достаточно высока: необходимый уровень квалификации, позволяющий работать с ТРИЗ, достигается только после специальной подготовки. Однако в результате эффективная работа с ТРИЗ формирует особый стиль мышления, который становится неотъемлемой частью поведения. Поэтому весь комплекс ТРИЗ – объективность законов, подтверждаемых огромным числом реально существующих примеров, четкая логическая последовательность алгоритма, обеспечивающая организованность мышления, необходимую для решения задач, – это инструмент формирования управляемого творческого мышления, с успехом применяемый для подготовки специалистов во всех сферах деятельности.

Результат анализа применяемых методов технического творчества показывает, что эволюция методологии, достигнув этапа применения алгоритмических методов, идет в направлении роста таких параметров, как осознанность выполняемых операций, их управляемость, стремление к получению заведомо сильных решений, перенос приемов решения одних задач на решение задач другого типа.

Подобный вывод дает основание утверждать, что по аналогии с законом повышения идеальности, применяемым для оценки развития технических систем, эволюция методологии также подчиняется законам диалектики и протекает, с точки зрения выполняемой функции, в направлении повышения уровня ее идеальности.

2. Проблема Робинзона

Чтобы покинуть свой необитаемый остров, Робинзон Крузо месяц рубил огромное дерево. Еще несколько месяцев ушло на то, чтобы выдолбить из этого дерева лодку. Все это время Робинзон отгонял от себя мысль: как же спустить эту лодку на воду? Когда же лодка была готова – а получилась она такая большая и надежная, что на ней смело можно было пускаться в плавание через океан, – отгонять эту мысль было уже некуда.

Попытки сдвинуть лодку с места оказались безуспешными. Робинзон попробовал сделать «наоборот» – подвести к лодке воду, но прикинул объем работ и отказался от этой попытки.

В июне 1986 г. Центральное телевидение СССР предложило в качестве разминки эту, по мнению Британской академии наук, «нерешаемую» задачу командам-участницам первой передачи из цикла «Требуется идея»². Передача проводилась в форме технического КВН; авторы передачи считали, «что эта игра – отличная тренировка изобретателей, а во многих случаях и реальный метод решения практических задач».

Для участия в игре были приглашены шесть команд институтов, предприятий и журнала «Изобретатель и рационализатор». Состав команд – по одиннадцать человек в каждой – был достаточно сильным: доктора и кандидаты наук, ведущие специалисты различных отраслей. Перед передачей участники прошли две тренировки на усвоение приемов решения задач методом мозгового штурма.

Мозговой штурм, как известно, состоит из двух этапов: генерирования идей и их экспертизы. На первом этапе группа за короткое время должна «выдать» как можно больше идей и стремиться к тому, чтобы они были необычны, оригинальны, даже на первый взгляд безумны. Вот варианты идей «Как стащить тяжелую лодку в воду?», выдвинутые командами-участницами в ходе передачи, а также предложенные после передачи телезрителями и слушателями наших семинаров:

1. Прорыть канал до лодки.

2. Использовать дождевую воду.

3. Сделать несколько ступенек-шлюзов и заполнять их дождевой водой.

4. Привязать лодку к дереву внатяжку мокрой веревкой. Когда она высохнет, длина веревки уменьшится и за счет сокращения длины подтянет лодку вперед. Потом опять привязать мокрой веревкой…

5. Привязать лодку к дереву сдвоенной веревкой. Потом вставить между веревками палку и закручивать их. Свиваясь в спираль, веревки становятся короче и подтянут лодку вперед. Потом опять…

6. Сделать блоки и полиспасты, привязать их к дереву и тянуть лодку.

7. Привязать лодку к верхушке высокого дерева и срубить дерево так, чтобы, падая, оно тянуло лодку в сторону моря.

8. Привязать к лодке стадо коз.

9. Выстелить дорогу к морю шкурами коз, чтобы уменьшить трение.

10. Смазать шкуры козьим жиром, чтобы трение было еще меньше.

11. Жир можно сбить из козьего молока, а не убивать коз (группа преподавателей из г. Тирасполя).

12. Сделать «грязь» под лодкой, чтобы лодка могла «поскользнуться» (ученики 2-го класса, г. Одесса).

13. Сбить вокруг носа и кормы лодки два диска в виде колес и катить лодку.

14. Поставить лодку на катки и катить.

15. Поднять лодку можно рычагом.

16. Поднимать блоком.

17. Привязать лодку к верхушке растущего дерева, оно само поднимет.

18. Сделать воздушный шар из козьих шкур или парусины, он поднимет лодку.

19. Сделать из парусины парус – при сильном ветре парус будет помогать тащить лодку.

20. Сделать водный парус – при отливе поток воды потянет его за собой, а вместе с ним и лодку.

21. Сделать большой плот и во время прилива через блок привязать его к лодке. При отливе плот опустится и потянет за собой лодку. При очередном приливе укоротить веревку…

22. Сделать ветряную мельницу с барабаном. Наматываясь на барабан, веревка будет тащить или поднимать лодку.

И ряд других идей. На втором этапе мозгового штурма группа экспертов проводит тщательную экспертизу выдвинутых идей. Этап этот очень трудоемкий, он требует скрупулезной оценки каждой идеи с точки зрения как техники, так и экономики. При этом попытка реализовать каждую идею создает целую группу дополнительных задач, которые, в свою очередь, требуют оценки и анализа. Возможно, что какая-то из 22 изложенных выше идей и дает возможность спустить лодку на воду, но какая именно – пока не видно.

До сих пор мы использовали понятия «задача» и «проблема» практически как синонимы. Разделим теперь эти понятия. Под понятием «задача» будем понимать наличие необходимого и достаточного объема информации, которую можно преобразовать с помощью существующего алгоритма в единственно правильный ответ. Алгоритм может быть не один – существует, например, несколько доказательств теоремы Пифагора, но все они приводят к одному результату. В качестве алгоритма могут выступать формулы – математические, физические, химические, методы обработки статистических данных (например, факторный анализ), в юриспруденции это могут быть законы, на основании которых принимается решение…

Определим теперь понятие «проблема», опираясь на три ключевых фактора, которые мы использовали при определении понятия «задача»: объем информации, алгоритм и результат. С такой точки зрения проблема – это неопределенный объем исходной информации (неизвестно – недостаточный или избыточный), которую можно преобразовывать с помощью различных алгоритмов и поэтому получать множество разных ответов. Если проследить и проанализировать ход мысли (пока не будем останавливаться на том, какой он – целенаправленный или хаотичный) при поиске решения проблемы, то увидим, что анализ проблемы направлен прежде всего на структурирование исходной информации – ее оценку, отбор необходимой и дополнение недостающей. Процесс этот субъективный и, как правило, связан с личным опытом решателя проблемы, так как структурирование информации идет с подгонкой под известный решателю алгоритм. Иными словами, при поиске решения проблемы мы переводим ее в задачу, которую знаем, как решать. При этом в зависимости от отобранной информации и, соответственно, алгоритма получим различные варианты ответов. Качество ответа, кстати, позволяет судить об уровне развития мышления…

А теперь попробуем решить проблему Робинзона, используя методы, предлагаемые ТРИЗ. Первое требование ТРИЗ – выяснить причины возникновения задачи. Поэтому проанализируем ситуацию, которую нам предлагают как «проблему Робинзона».

На острове Робинзон оказался в результате кораблекрушения. Чтобы вернуться домой, в родную Англию, нужно преодолеть водную преграду – океан. Теоретически есть четыре варианта – по воздуху, по поверхности воды, под водой и под землей – прокопать тоннель… Бывалый моряк, Робинзон, даже не задумываясь, выбирает естественный для него вариант – по воде. Здесь проблем нет.

Чтобы переплыть океан и не утонуть и не умереть с голоду, нужна надежная – большая! – лодка. Большую лодку можно вырубить топором из большого дерева – здесь проблем тоже нет. Проблема возникает, когда лодку нужно спустить на воду, и сделать это известным Робинзону (и участникам передачи «Требуется идея») способом не удается.

«И не то чтобы мысль о спуске на воду совсем не приходила мне в голову, – нет, я просто не давал ей ходу, устраняя ее всякий раз глупейшим ответом: “Прежде сделаю лодку, а там, наверно, найдется способ спустить ее”.

Наконец благодаря упорному труду мной была сделана прекрасная пирога, которая смело могла поднять человек двадцать пять, а следовательно, и весь мой груз….Но все мои старания спустить ее на воду не привели ни к чему, несмотря на то что они стоили мне огромного труда. До воды было никак не более ста ярдов (примерно 90 м. – Прим. М.М.); но первое затруднение состояло в том, что местность поднималась к берегу в гору. Я храбро решился его устранить, сняв всю лишнюю землю таким образом, чтобы образовался отлогий спуск. Сколько труда я положил на эту работу! Но кто бережет труд, когда дело идет о получении свободы? Когда это препятствие было устранено, дело не продвинулось ни на шаг: я не смог сдвинуть свою пирогу…

Я был огорчен до глубины души и тут только сообразил – правда, слишком поздно, – как глупо приниматься за работу, не рассчитав, во что она обойдется и хватит ли сил для доведения ее до конца»³ (курсив – М.М.).

Попробуем разобраться, почему ему не удалось спустить лодку. Огромнейший кедр, из которого Робинзон делал лодку, имел в поперечнике у корней 5 футов 10 дюймов (примерно 1,8 м), а на высоте 22 фута (около 8 м) – 4 фута 11 дюймов (около 1,5 м). Такое бревно весит более 15 т, и если даже предположить, что при обработке бревна три четверти его объема ушло в стружку, то вес лодки составит около 4 т.

Чтобы ТАЩИТЬ такую лодку, нужна большая сила тяги, и большинство генерируемых в ходе мозгового штурма идей как раз и были направлены на создание такой силы (см., например, идеи 4–8, 20–22). Силу тяги можно уменьшить, если снизить потери на трение – и часть идей направлена на уменьшение трения за счет смазывания трущихся поверхностей (идеи 9–12).

Еще раз отметим, что пускаться в плавание через океан, чтобы утонуть, Робинзону явно не стоило. Следовательно, основная функция лодки – надежность в плавании, а надежность может обеспечить только БОЛЬШАЯ лодка. Но при этом возникает нежелательный эффект – большую лодку невозможно переместить к морю. Можно сделать и перемещать маленькую лодку, но она будет ненадежной. Получается, что при попытке устранить один нежелательный эффект мы создаем новый! Так возникает причинно-следственная связь:

ЕСЛИ лодка большая, ТО она надежная, НО тяжелая.

И наоборот: ЕСЛИ лодка маленькая, ТО она легкая, НО ненадежная.

Отсюда следует, что лодка должна быть большой, чтобы быть надежной (выполнять основную функцию), – и быть маленькой, чтобы быть легкой (не создавать нежелательный эффект). Явное противоречие: быть большой – и быть маленькой! Но противоречие это относится к разным периодам времени: быть большой – во время плавания и быть маленькой – во время перетаскивания по поверхности земли.

Главное для Робинзона – чтобы лодка была большая во время плавания. Значит, она должна быть «как маленькая», т. е. требовать небольших усилий во время перетаскивания.

Выясним, почему лодку тяжело тащить. Чаще всего отвечают, что лодка тяжелая – целых 4 т! И только после анализа выясняется, что дело не в весе, а в силе трения, которое создается этим весом между днищем лодки и поверхностью земли. И сразу возникает новая идея: если лодку КАТИТЬ на катках или колесах по твердому основанию, а НЕ ТАЩИТЬ по земле или даже по козьим шкурам, смазанным жиром, нужна будет совсем небольшая сила тяги. Иными словами, следует заменить трение скольжения трением качения. А для этого лодку нужно поставить на катки. Сделать это можно двумя способами: или подкопать под ней землю и засунуть туда несколько круглых бревен, или поднять лодку. Если подкапываться, мы делаем большую яму с рыхлым грунтом, по которому, во-первых, будут с трудом катиться бревна, а во-вторых, надо будет из этой ямы вылезать. Поднимать? Но когда вспоминают, что один человек должен поднимать 4 т, от этой идеи чаще всего сразу отказываются, считая, что подъем лодки – столь же сложное дело, как и ее перемещение. И зря! Ведь тащить нужно все расстояние, а поднять – только один раз. Кроме того, подняв лодку и поставив ее на катки, мы решим проблему ее перемещения.

Поэтому поставим новую задачу: поднять лодку. (Часть идей, выдвинутых в ходе мозгового штурма, кстати, были на это направлены – идеи 15–18, 22.) Но, чтобы не повторять мозговой штурм, используем методы, рекомендуемые ТРИЗ.

В настоящее время функции грузоподъемных механизмов выполняют рычаги, домкраты, блоки, подъемные краны, дирижабли, вертолеты и т. д. Перенесем МЫСЛЕННО на остров подъемный кран, например автомобильный. Если такой кран вводить, то, в точном соответствии с причинно-следственной связью, он поднимет лодку, но недопустимо усложнит систему. Получается, что кран и необходим, чтобы поднимать груз, и не нужен, чтобы не усложнять систему.

Но в самом кране нас интересуют не колеса, не рама, не кабина, даже не стрела и двигатель. Нас интересует только основная функция крана – его способность создавать подъемную силу. Вот эту способность крана – создавать подъемную силу – мы на острове оставим, а все остальные части, чтобы не усложнять систему, уберем. На острове останется основная функция ОТСУТСТВУЮЩЕГО крана. Идеальный кран – его нет, а функция выполняется!

Система, которой нет, но функция которой выполняется, в ТРИЗ называется идеальной.

Рассмотрим это понятие на еще одном примере – калькуляторе. Его основная функция – то, для чего был создан калькулятор, – быстрый счет, т. е. быстрые действия с числами. Потребность в таких действиях возникла давно, и первыми устройствами (если не считать палочки и камешки), которые эти действия выполняли, были счеты, потом арифмометр и логарифмическая линейка, а затем уже им на смену пришел калькулятор.

Какие же основные параметры менялись при смене каждого предыдущего устройства на новое? Прежде всего, росла скорость счета – лучше выполнялась основная функция. При этом уменьшались затраты энергии на выполнение одной операции (одного действия с числами) и габариты всего устройства. Так что можно сказать, что каждая последующая система была более идеальной по сравнению с предыдущей.

Доведем теперь эти параметры до предела. Предельная скорость счета – в идеале огромная, бесконечно большая. Затраты энергии в идеале – нулевые, т. е. устройство работает без всяких затрат энергии. И габариты такого устройства в идеале тоже сводятся к нулю. И тогда мы получаем идеальный калькулятор – его нет, но вычисления производятся с бесконечно большой скоростью!

Применение понятия «идеальная система» позволяет нам представить себе модель, к которой нужно стремиться при изменении любой системы.

А теперь применим понятие «идеальная система» для решения проблемы Робинзона. Если крана нет, а его функция – создание подъемной силы – должна выполняться, то очевидно, что такую силу нужно искать только внутри самой системы. Иными словами, лодка должна сама себя поднять, т. е. выступать одновременно в двух ролях: в качестве объекта, который нужно поднять, и в качестве силы, которая поднимает.

Единственная сила, которая есть внутри системы, – это вес лодки, который направлен вниз и прижимает ее к земле. Эту силу как раз и необходимо преодолеть. Получается новая – очень неожиданная! – задача: поднимать с помощью силы, направленной вниз! Существуют ли механизмы, которые работают таким образом? Да, это обычный рычаг, его простейший и всем известный вариант – детские качели. Второй механизм – блок: трос тянут вниз, а груз поднимается.

В нашей задаче ситуация осложняется тем, что лодка должна сама себя поднять, т. е. выступать одновременно в двух ролях: в качестве объекта, который нужно поднять, и в качестве силы, которая поднимает.

Оба варианта (рычаг и блок) можно реализовать, если мысленно разделить лодку на две части и рассматривать, например, корму – в качестве силы, а нос – в качестве объекта. Но, чтобы нос мог подняться, корма должна иметь возможность опуститься. А опускаться ей некуда – мешает земля. Новая задача, но значительно более простая: выкопаем яму под кормой. А чтобы много не копать, сместим центр тяжести лодки к корме, для этого можно использовать тот самый грунт, который мы из-под кормы вынимаем. Когда нос задерется, а корма опустится в яму, подставим катки, выбросим груз из лодки – и она сама на катки опустится. Теперь лодку можно катить к морю.

Для сопоставления эффективности методов мозгового штурма и ТРИЗ проанализируем этапы решения задачи. Если попросить автора каждой идеи, возникшей во время мозгового штурма, восстановить ход мысли, в результате которого его идея появилась на свет, то чаще всего отвечают: по ассоциации, по аналогии с чем-то уже известным, виденным, хорошо знакомым. Аналогизирование, как правило, прямое: необходимый признак или принцип переносятся без существенных изменений. Если предложить участникам мозгового штурма оценить методику с точки зрения наличия каких-либо закономерностей, то ответ чаще всего будет отрицательным. Поэтому цена опыта, приобретенного в результате участия в штурме, очень невелика.

Почему это так? Прежде всего потому, что в методике мозгового штурма отсутствует этап АНАЛИЗА ПРОБЛЕМЫ и участники сразу начинают решать ее, предлагая и развивая идеи. К тому же в этой методике нет критериев выбора направления поиска решения, нет критериев оценки идей, выдвигаемых непосредственно в ходе штурма. Основная красота штурма – в хаотичности выдвигаемых идей, поэтому часто очередная выдвинутая идея перебивает ход решения, ведущий к нужному ответу, и задача возвращается к началу. Ход штурма отображает рис. 2.1.

Идея 1, например, неприемлемая в принципе («Прорыть канал к лодке»), получает вполне логичное и технически обоснованное развитие в виде идей 2 и 3 – использовать дождевую воду для создания шлюзов. Но это развитие перебивается идеей 4 – все-таки тянуть лодку. Идеи 8–11 представляют собой постепенное развитие варианта, предлагающего уменьшить трение, и естественно подводят к идее 12 – катить лодку. Но попытка решить новую задачу – поднять лодку – опять уводит решение в сторону. В результате большинство выдвинутых идей (а иногда и все!) оказываются «пустыми», а время на их генерирование – затраченным зря.

Кроме того, методика не дает уверенности, что в числе выдвинутых идей действительно находится та, которая приведет к единственно верному результату.

ТРИЗ требует начинать решение с анализа проблемной ситуации и определения основной функции системы. Для проблемы Робинзона это – прежде всего надежность, поэтому дискуссии на тему «Зачем нужна большая лодка?» сразу отменяются.

Анализ причины, из-за которой возникла проблема – необходимость создания большой тяговой силы, нужной, чтобы тащить лодку, – приводит к выбору другого способа перемещения – катить лодку. И еще десяток выдвинутых идей, связанных с понятием «тащить», оказываются ненужными: запрягать коз, рубить деревья, смазывать поверхности жиром… Так возникает новая задача – поднять лодку, чтобы поставить ее на катки. НО (!) – вместо поисков вариантов «по аналогии» сразу выдвигается идеальное с точки зрения ситуации требование: лодка должна САМА СЕБЯ поднять. Тем самым отсекается возможность применения блоков, рычагов, растущих деревьев, воздушных шаров и других «пустых» вариантов идей. И остается только один, самый сильный и реальный.

Так методика ТРИЗ самой структурой своего построения устраняет недостатки, присущие мозговому штурму (и, как убедимся в дальнейшем, другим методам перебора вариантов). Изначальная нацеленность на идеальное решение отбрасывает саму возможность тратить время на генерирование и дальнейший анализ «пустых» идей, сужая в процессе решения поле поиска до той минимальной зоны, в которой существуют только сильные варианты.

Определим инструментарий, использованный при решении проблемы алгоритмическим методом. Прежде всего, это была четкая программа в виде некоторой универсальной последовательности шагов по анализу проблемы и преобразованию исходной ситуации до задачи и поиска ее решения. Эта программа называется алгоритмом решения проблемных ситуаций (АРПС).

По ходу решения мы неоднократно исследовали сущность физических процессов, создающих проблемы. Да и само решение в конце концов свелось к поиску физического (в данной задаче) эффекта, который обеспечивает реализацию идеального варианта. Объем знаний о законах природы, необходимый для реализации идеи, составляет необходимый информационный фонд (ИФ).

Во время решения задачи к чисто логическим ходам мысли подключалось воображение: например, тогда, когда нужно было представить себе идеальный – отсутствующий – кран, мысленно разделить лодку на две части… Формирование управляемого воображения – цель специального курса развития творческого воображения (РТВ).

АРПС, ИФ и РТВ – основные части теории решения изобретательских задач – ТРИЗ, основы которой в конце 1940-х гг. заложил и затем на протяжении всей своей жизни развивал инженер Г. С. Альтшуллер с соратниками и учениками. Возможность применения ТРИЗ для формирования культуры мышления в учебном процессе и является содержанием данной книги.

3. Генетический анализ технической системы

В предыдущей главе, решая проблему Робинзона, мы использовали некоторые понятия: функция, система, идеальный объект. Определим теперь эти понятия и их значимость для поиска решения проблем.

Но прежде немного истории. Проблемы интенсификации интеллектуального труда, в частности творческого, – генерирования новых идей с целью создания новых технологий – особенно острыми стали в начале XX в. Тогда были предприняты попытки изучить процессы мышления наиболее талантливых ученых и изобретателей, чтобы выявить закономерности в этих процессах и на их базе сформировать систему обучения творческим способностям. Результаты этих исследований и практические наблюдения за технологией генерирования идей и особенностями мышления личности привели к созданию целого ряда широко известных методов, применяемых в техническом творчестве. Эти методы можно условно разделить на две группы:

1. Методы психологической активизации творческих процессов (мозговой штурм, синектика, конференция идей, метод фокальных объектов и др.).

2. Методы систематизации перебора вариантов (практически все методы этой группы используют в качестве основы принцип морфологического анализа).

В конце 1940-х гг. изучением процесса генерирования идей начал заниматься Г. С. Альтшуллер (15.10.1926 – 24.09.1998). После недолгих и бесплодных попыток выявить технологию мышления изобретателей Альтшуллер обратился к продукту изобретательской деятельности – авторским свидетельствам и патентам. Изучение в патентном фонде (в этой библиотеке собраны и систематизированы описания всех изобретений мира) истории развития объектов, созданных человеком для удовлетворения своих потребностей, и причин их изменения позволило сделать ему неожиданные и основополагающие для всей методологии творчества выводы, которые стали базой для создания ТРИЗ – теории решения изобретательских задач. Проведем аналогичное исследование (в ТРИЗ его называют генетическим анализом) и на примере развития и изменения одной системы попробуем выявить некоторые общие закономерности развития систем.

Но предварительно введем несколько определений. Взглянем на объекты и явления вокруг себя. По способу возникновения, существования и изменения их можно разделить на две группы: природные, или естественные, и искусственные. К первым относятся горы, реки, облака, дождь, снег, растительный и животный мир и многие другие объекты и явления, созданные природой без участия человека.

К искусственным относят объекты и явления, созданные трудом человека. Внимательный взгляд на них показывает, что нет «объектов-бездельников»: нож, повозка, книга, станок, телефон, кинофильм – каждый из этих объектов создавался, когда у человечества возникала очередная острая потребность. Поэтому введем понятие «основная функция» (ОФ) как действие, для осуществления которого создан данный искусственный объект.

В качестве объекта для проведения генетического анализа системы рассмотрим источник местного освещения. Потребность в таком источнике возникла, чтобы продлить световой день и иметь возможность работать в темное время суток или в темной пещере.

Функцию первого источника местного освещения выполнял костер. Источником интересующей нас световой энергии служило дерево, получалась эта энергия в процессе химической реакции в форме горения. Регулирование количества света производилось изменением количества дров и их концентрацией в очаге горения.

Итак, чтобы осветить нужное место, можно разжечь костер. Но по мере развития человеческого общества и роста его потребностей недостатки такого источника освещения становились все более очевидными: прежде всего, костер потреблял много дров и освещал очень небольшое пространство.

Возникает проблема: если нужно осветить какое-то место, то можно использовать свет костра, но его в этом месте нет. Костер придется здесь разжечь специально, так как переносить его практически невозможно. А если нужно осмотреть большую пещеру? Или поискать что-то в темном лесу? Разжигать в каждом месте костер ради одного взгляда – смысла не имеет. Источник света должен быть подвижным. Отсюда противоречие: костер нужно переносить, чтобы осветить нужное место, но его нельзя переносить, потому что нельзя взять в руки.

Взять и перенести можно часть костра – одну горящую ветку. Но одна ветка без компании плохо горит и быстро гаснет. Новая проблема: если использовать в качестве источника света одну ветку, то ее можно переносить, но она быстро гаснет. И появилось новое противоречие: одна ветка должна гореть, чтобы ее можно было переносить, но одна ветка гореть не может.

Впрочем, может, если она тонкая и сухая – лучинка. Но лучинка, хотя дает много яркого света, быстро сгорает. Чтобы лучина долго горела, она должна быть длинной. Но тогда по мере сгорания лучины огонь будет перемещаться, например, сверху вниз, а огонь нужен на одном месте, например, над столом. Для этого придется все время лучину поднимать… Складывается интересная ситуация: как только мы пытаемся улучшить что-то одно – тут же ухудшается другое. Опять проблемы и противоречия…

А почему, собственно, должно гореть именно дерево? Гореть может что-то другое: например, жир, который надо как-то удержать на одном конце ветки. А второй конец ветки можно взять в руку и переносить огонь таким образом с места на место.

По сравнению с костром факел – более сложное устройство; он состоит минимум из трех частей: жира, который является источником световой энергии; какой-то «держалки», например, хлопчатобумажной тряпки, которая пропитана жиром и потому его удерживает, и самой палки-рукоятки. Очевидно, что без любой из этих частей факела не будет. Поэтому введем понятие «система» как объединение разнородных элементов, предназначенное для выполнения основной функции и создающее своим объединением новое свойство, которым не обладает ни один из составляющих систему элементов. Элементы, из которых состоит система, будем называть частями системы, или «подсистемами».

Но сам факел можно рассматривать как элемент значительно большей системы «Устройство для освещения» – надсистемы, куда, кроме факела, войдет пока только костер (других мы еще не знаем).

Возникает некоторая иерархия систем, в которой каждый элемент можно рассматривать, с одной стороны, как систему, состоящую из отдельных элементов, а с другой – как элемент, входящий в иную систему. Например, элементы факела – жир, деревянная палка и хлопчатобумажная тряпка – являются частями систем «Животный мир» и «Растительный мир».

Отметим также, что линия «костер – ветка – лучина» исчерпала свои возможности: в факеле изменился принцип действия системы – закон природы, с помощью которого реализуется основная функция. В факеле в качестве источника световой энергии вместо дерева горят жир или нефть, которые дают значительно большее количество света на единицу веса (рис. 3.1).

Рабочая часть факела усовершенствовалась, а ветка-палка стала ручкой и выполняет уже не основную, а вспомогательную функцию. В результате факел как источник местного освещения, хотя и стал сложнее, выполняет с точки зрения пользователя свою основную функцию значительно лучше – идеальнее, чем костер. Происходит это в результате специализации элементов: жир, тряпка, палка – каждый из них подобран по принципу наилучшего выполнения своей функции.

Продолжим генетический анализ. Факел как источник местного освещения может гореть на одном месте, например там, где работает ремесленник. Поэтому желательно не держать факел, а освободить руку для работы. В такой ситуации фактически нужен не весь факел, а только его верхняя часть – светильник. Новая проблема: если факел горит на одном месте, то его можно не держать в руке, но тогда нужно как-то закрепить. И новое противоречие: светильник нужно держать, чтобы он горел в определенном месте, и не нужно держать, чтобы не занимать руку. Длинная ручка оказывается лишней, ее можно заменить подставкой, чтобы ставить светильник на стол, или каким-нибудь крючком, чтобы крепить светильник на стенку. Система опять изменяется, чтобы лучше для пользователя выполнять свою функцию. Можно изменить и способ удержания жира и продлить время горения светильника: тряпку положить в какой-то сосуд.

В первом случае изменился принцип действия системы – вместо дерева горит жир, т. е. изменился основной элемент – источник энергии. В последующих изменениях усовершенствовались другие элементы системы – вспомогательные, а принцип действия остался тем же (рис. 3.2). Поэтому дополним схему.

Столь детальный и многоплановый анализ всего двух этапов развития системы позволяет сделать ряд важных выводов и, опираясь на них, в дальнейшем вести анализ более сжато.

Прежде всего отметим, что система изменилась не сама по себе, а потому, что пользователь системы – человек – предъявил к ней новые функциональные требования, которые система в своем существующем варианте выполнить не могла. Возникла проблема, в основе которой лежало противоречие. И только преодоление противоречия приводило к изменению системы.

Отчетливо видно и направление изменения системы – в сторону повышения уровня ее идеальности с точки зрения пользователя, потребителя функции системы. Действительно, совершенствовать жировой светильник «обратно» к костру вряд ли кто-то будет. Следовательно, существуют какие-то объективные законы развития систем, по которым реализуются субъективные требования потребителя системы. (В дальнейшем будет показано, что, если субъективные требования расходятся с объективными законами, развитие системы заходит в тупик.)

Таковы были первые выводы, сделанные Г. С. Альтшуллером в конце 1940-х гг. в результате анализа патентного фонда. Они стали основанием для формулирования постулата ТРИЗ: существуют объективные законы развития технических систем, эти законы познаваемы и могут быть использованы для сознательного развития систем.

Затем был сформулирован первый закон развития технических систем: развитие технических систем происходит в направлении повышения уровня их идеальности.

И следствие из первого закона: идеальна та система, которой нет, а функция которой выполняется.

Постулат ТРИЗ, первый закон развития технических систем и следствие из него позволили создать первый «инструмент» для решения изобретательских задач – ориентироваться при решении на идеальный конечный результат (ИКР). Мы уже использовали этот инструмент, когда ввели идеальный – отсутствующий! – кран для подъема лодки Робинзона: крана не было, а функция крана выполнялась.

В последующих главах, анализируя ход решения задач и делая на основе этих анализов выводы, мы еще вернемся к законам развития технических систем. А сейчас четко определим, ПОЧЕМУ появляются искусственные системы и ПО КАКОЙ ПРИЧИНЕ они изменяются.

Причины появления и изменения систем можно определить так: в процессе жизнедеятельности и по мере развития у человека возникает новая потребность. Чтобы ее удовлетворить, нужно создать искусственную систему, которая будет выполнять определенную функцию и таким образом удовлетворять эту потребность. Чтобы создать искусственную систему, в нее нужно заложить принцип действия – использовать законы природы, которые позволят этой системе выполнять свою основную функцию. Таким образом, возникает конструкция, действие которой удовлетворяет потребность. Но со временем потребности человека растут и он начинает предъявлять к существующей конструкции новые, повышенные требования, которые она удовлетворить не может. Возникает противоречие между требованиями человека и возможностями конструкции. Чтобы разрешить это противоречие, нужно изменить либо элементы системы, либо сам принцип действия. Система становится более совершенной – она лучше удовлетворяет потребности человека, пользователя этой системы.

Но со временем человек начинает предъявлять уже улучшенной системе новые требования – и вновь возникают противоречия между его требованиями и возможностями системы. Цепочка повторяется…

А теперь продолжим генетический анализ системы местного освещения в более быстром темпе, но будем иметь в виду, что сделанные выше выводы о причинах изменения систем действуют на каждом этапе этих изменений.

Причиной дальнейшего совершенствования светильника стало благоустройство жилища, оно привело к созданию свечи – короткой «лучины», которая долго горит. По сравнению со светильником свеча явно идеальнее – в холодном состоянии воск (в дальнейшем – парафин или стеарин) имеют твердую структуру, поэтому не растекаются и не требуют корпуса, легче хранятся, безопаснее в быту и т. д. Но воск – вещество дорогое, поэтому в домах попроще еще долго горела лампада – кусочек фитиля, плавающий в растопленном жире.

А что, если вместо жира налить в плошку керосин? Керосин, точнее, его пары, прекрасно горят и дают яркий свет – это как раз то, что нужно! Плохо то, что пламя сразу распространяется по всей поверхности плошки и керосин быстро выгорает. Поэтому надо разделить две зоны – место горения и место хранения. А как подавать керосин из второй зоны в первую? Опыт уже есть: тряпка на факеле, пропитанная жиром, обгорает снаружи, постепенно «вытягивая» жир изнутри. Сделаем фитиль из тряпки и опустим его в керосин. Но пламя сбегает по фитилю вниз к плошке. Надо его остановить чем-то негорючим. Как в свече. Так появляется металлическая трубка, внутри которой проходит фитиль. Его нижний конец плавает в керосине, а верхний горит.

Стало лучше, и тут же появилось новое требование: открытая плошка с керосином опасна. Значит, вместо плошки используем закрытый бачок. Но керосин нужно периодически подливать – сделаем из трубки съемную крышку-головку, например, на резьбе. Теперь поставим регулятор и усовершенствуем подачу фитиля: во-первых, он постепенно сгорает, и его надо вытягивать из трубки. Кроме того, от размера вытянутого конца фитиля зависит яркость пламени. Чтобы обезопасить себя от открытого пламени и заодно избавиться от копоти, поставим стекло. Но зачем освещать потолок? Оденем на стекло отражатель – рефлектор – и направим поток света на стол (рис. 3.3).

Дальше можно совершенствовать ряд мелких деталей, но в принципе возможности керосиновой лампы на этом оказались исчерпанными. Ее идеальность по отношению к предыдущим источникам света значительно выше, что проявляется в следующем:

• возможность получить гораздо более яркий и чистый источник света – по спектру и без копоти;

• возможность простого регулирования количества света;

• бо́льшая безопасность – открытое пламя прикрыто стеклом, а источник энергии – керосин – плотно закрыт.

Какую же цену заплатило человечество за повышение этого уровня идеальности?

Чтобы получить керосин, нужно разведать залежи нефти, а для этого должна существовать такая наука, как геология. Чтобы извлечь нефть из недр земли, нужно пробурить скважины – для этого пришлось создать нефтедобывающую отрасль промышленности. Чтобы переработать ее на заводе – нефтехимическую. Но выполнить все эти работы можно только при наличии развитой металлургической и металлообрабатывающей отраслей. Эти же отрасли нужны, чтобы изготовить саму лампу – прокатать тонкий металлический лист, разрезать на куски, соединить в герметичный корпус, изготовить остальные детали… Чтобы получить дешевое, тонкое и прочное стекло, необходимы опять-таки химическая и стеклообрабатывающая отрасли со своими специальными машинами. А изготовление машин требует развитой энергетики, транспорта, приборов для измерения и контроля… Все эти отрасли – надсистемы для различных частей керосиновой лампы. Так образуется сложнейшая иерархическая сеть горизонтальных и вертикальных взаимосвязей между различными отраслями производства, учет и анализ которых составляет сущность системного подхода.

Таким образом, из закона повышения уровня идеальности систем вытекает еще одно следствие: повышение этого уровня происходит за счет усложнения надсистемы. Иными словами, упрощая свою жизнь с целью получения максимального количества свободного времени и удовлетворения все возрастающих материальных и духовных потребностей, человечество все больше и больше усложняет производство. Это и есть научно-технический прогресс. Или, если учесть его темпы и последствия, научно-техническая революция…

А как же керосиновая лампа? Некоторое время с керосиновой лампой пыталось конкурировать газовое освещение, но из-за сложности и повышенной опасности не нашло широкого распространения. А затем ее свет померк рядом со свечой Яблочкова (1876), а еще через несколько лет – с лампами накаливания Лодыгина и Эдисона.

Электрическая лампочка, при ее высочайшей идеальности по сравнению с керосиновой лампой, не говоря уже о лампаде и факеле, тоже довольно скоро стала объектом критики. Прежде всего вычислили, что ее коэффициент полезного действия составляет всего несколько процентов, а вся остальная энергия расходуется на нагревание нити накаливания. И второй основной недостаток: спектральный состав излучаемого светового потока сильно отличается от состава спектра естественного солнечного освещения, что вредно отражается на зрении.

Второй недостаток более-менее устранен: добавки некоторых газов внутрь колбы лампы позволяют получить спектр излучения, близкий к солнечному. А вот повысить КПД лампы накаливания практически не удается, так как получить яркий свет можно только от сильно нагретой нити – это принцип действия лампы накаливания.

Опять прервем на некоторое время генетический анализ и рассмотрим лампочку как систему. Основная функция этой системы – создавать световой поток. Эту функцию выполняет нить накаливания – рабочий орган системы. Чтобы рабочий орган смог реализовать свою функцию, необходим источник энергии – электростанция или аккумулятор. Энергия должна поступать к рабочему органу – значит, необходима трансмиссия. И подачей энергии необходимо управлять – нужен орган управления, например, в виде выключателя.

Эти четыре элемента – рабочий орган, источник энергии, трансмиссия и орган управления – определяют минимальный состав любой автономной технической системы. Все эти элементы присутствовали и в костре, и в керосиновой лампе, но в менее явном виде. Так, рабочим органом в лампе было пламя, источником энергии – керосин, трансмиссией – капилляры фитиля, по которым керосин поступал из бачка лампы в зону горения, а органом управления – механизм, перемещающий фитиль вверх или вниз.

Выполняя по существу одну и ту же функцию, керосиновая лампа и лампа накаливания отличаются друг от друга всеми элементами. Корень различия – в принципе действия.

Принцип действия реализует идею потребности, обеспечивая системе возможность функционировать с помощью соответствующего рабочего органа – первичного элемента любой системы. И уже под рабочий орган подбираются остальные элементы системы.

А как найти подходящий принцип действия? Только из знания законов природы. Таким образом, рождение новой системы получается в результате такой цепочки: потребность человека (общества) – возникновение идеи – поиск соответствующих знаний – определение принципа действия системы – выбор рабочего органа – подбор остальных элементов системы. Система будет работоспособной, если минимально работоспособными будут все четыре органа системы. Повышение работоспособности – функциональности – системы происходит за счет совершенствования всех ее органов.

Совершенствование это, кстати, происходит неравномерно: то один, то другой орган вырывается вперед и вынуждает подтягиваться остальные. Но наступает период, когда из резервов всех элементов системы выжато все возможное и дальше совершенствовать нечего и некуда – система исчерпала свои возможности. Такая система или умирает (гусиное перо в качестве пишущего средства, факел), или останавливается в своем развитии (карандаш, лампа накаливания), или ее рабочий орган входит в новую систему (грифель карандаша – в цанговый карандаш).

Если мы продолжим генетический анализ системы местного освещения, прерванный нами на лампе накаливания, то увидим лампу дневного света, работающую на принципе дугового разряда. В этой лампе значительно выше коэффициент полезного действия – до 20 %, значительно лучше спектральный состав светового потока. Но появляются свои недостатки: например, мерцание, которое очень вредно для зрения. Чтобы устранить эти недостатки, разрабатываются новые источники света, например энергосберегающие лампы, – наука в своем развитии не может остановиться. Совсем недавно появилось сообщение о «вечной» лампе. Эта лампа заполнена газом и никуда не подключается, но рядом устанавливается специальный высокочастотный генератор. Под действием высокой частоты молекулы газа возбуждаются и излучают свет…

Историю развития системы местного освещения, как и любой другой системы, можно представить в виде схемы, состоящей из длинной цепочки сменяющих друг друга систем с различными принципами действия, подсистемами, надсистемами и связями между ними. Такая схема носит название «Системный оператор», так как позволяет ориентироваться во всей генетике системы, или «Схема многоэкранного мышления» – из-за необходимости при работе с системой быстро представить в своем воображении всю эту структуру (рис. 3.4).

И чем больше «экранчиков» вы сможете увидеть, чем больше связей установить и учесть, тем легче будет вам сделать и принять выявленные в процессе генетического анализа общие законы развития технических систем, а именно:

1. Развитие любой технической системы идет в направлении повышения уровня ее идеальности.

Следствия:

1.1. Техническая система идеальна, если ее нет, а функции системы выполняются.

1.2. Повышение уровня идеальности системы происходит за счет усложнения надсистем.

2. Развитие частей системы идет неравномерно – через возникновение и преодоление противоречий.

3. Исчерпав возможности своего развития, техническая система или вырождается, или консервируется на определенном уровне, или ее рабочий орган входит как подсистема в новую систему.

Кроме общих законов, которые составляют, если можно так выразиться, идеологию ТРИЗ, ее основную сущность, есть еще законы синтеза системы и законы развития системы. Эти законы будут подробно рассмотрены в следующих разделах, хотя отдельные их положения уже просматривались в ходе генетического анализа, к которому мы будем еще не раз возвращаться.

При генетическом анализе искусственных объектов их достаточно часто сравнивают с объектами живой природы, каждый из которых тоже достиг очень высокого уровня развития и по-своему совершенен. Принципиальная разница между ними заключается в том, что эволюция объектов живой природы – от простейшей амебы до сложнейших белковых организмов – происходила в естественных условиях их взаимодействия с внешней средой как борьба за выживание. И каждый этап этого совершенствования – это тоже разрешение противоречия, но возникшего, например, в связи с резким изменением температуры или исчезновением вида, который служил традиционной пищей.

Изменение же искусственных объектов происходит только в связи с ростом потребностей самого человека, который свое стремление выделиться среди окружающих, проявить свою индивидуальность может реализовать через систему условных ценностей. Такой системой ценностей современное общество чаще всего считает количество и качество принадлежащих данному человеку вещей. Отсюда – безудержная погоня за все новыми и новыми вещами, чтобы как-то выделяться в толпе, отсюда – тот тупик, в котором все яснее начинает ощущать себя современное общество потребления. Ведь общество – это тоже искусственная система, и его развитие подчиняется тем же объективным законам…

4. Алгоритм решения проблемных ситуаций

Значение АРИЗ (алгоритма решения изобретательских задач) при поиске решения проблем Г. С. Альтшуллер определил очень четко: «Решение задачи по АРИЗ – это творчество в любом понимании. Организованное творчество – это самое главное. Возможность организации творчества дает надежду на то, что так же можно организовать творчество в других видах человеческой деятельности, что неизмеримо более заманчиво, чем просто возможность решать технические задачи.

Наша высшая задача – перестроить мышление»⁴.

Под перестройкой мышления Г. С. Альтшуллер понимал замену хаотичного поиска идеи решения (когда «мысли суетятся») такой четко организованной последовательностью выполнения мыслительных операций, при которой каждый шаг мысли обоснован и логически вытекает из предыдущих шагов. Как же можно выработать навыки технологии «как думать»?

Чтобы приобрести навыки любой профессии, нужны длительные тренировки с комплексом специальных упражнений, только тогда появляется автоматизм при выполнении необходимых операций. Следовательно, нам нужен такой комплекс упражнений, в каждом из которых есть проблемная ситуация – только при ее решении работает мышление, и алгоритм, который позволит преобразовать проблему в задачу и найти идею ее решения. При этом алгоритм не заменяет мышления – он только показывает направление – «куда думать».

Сформулируем требования к такому алгоритму:

• осознанность мыслительных операций и управляемость ими;

• получение результата на уровне идеального (для данной проблемной ситуации);

• лаконичность;

• повторяемость результата при соблюдении алгоритма;

• универсальность (применимость для анализа и поиска решения любых проблем).

В качестве комплекса упражнений лучше всего использовать так называемые «изобретательские задачи» – реальные технические проблемы, которые возникали при создании или совершенствовании различных машин и механизмов. И пусть никого не смущают термины «изобретательские» и «технические»: первый говорит только об оригинальности проблемы и необходимости особого подхода к ее решению. А «технические» знания, которые требуются для поиска решения, находятся на уровне 8–9-го классов средней школы (а чаще и того меньше). Главное, что понадобится при поиске решения, – это четкая логическая последовательность выполнения всех мыслительных действий по «перемалыванию» задачи. А чтобы алгоритм воспринимался вами не как спущенная сверху инструкция, которую почему-то надо выполнять, а осознанно, чтобы стал он своим, родным и близким, выведите его сами в ходе анализа и поиска решения четырех проблем.

Проблема 1
Лампа Г. Н. Бабакина

Процесс мягкой посадки ракеты после полета осуществляется следующим образом: чтобы ракета стала на «ноги», расположенные обычно в хвостовой части, ее перед посадкой разворачивают хвостовой частью к посадочной поверхности (рис. 4.1). Затем включаются тормозные двигатели, которые обеспечивают торможение и плавный спуск ракеты.

При проектировании первого в мире посадочного комплекса «Луна-16» для мягкой посадки на Луну в его хвостовой части установили мощную лампу, чтобы осветить лунную поверхность под «ногами» станции. Лампы накаливания состоят из трех основных частей: нити накаливания, стеклянной колбы для сохранения вакуума, в котором находится нить⁵, и цоколя – металлической части, соединяющей лампу с источником электроэнергии и местом ее установки. Посадочный комплекс спроектировали, рассчитали, изготовили, стали испытывать на стенде. В режиме «Посадка» включили лампу. Лампа зажглась, но через некоторое время задымилась, стала матовой и перегорела.

При исследовании выяснилось, что в месте соединения стеклянной колбы с цоколем в стекле образуются микротрещины. Выяснили и причину образования микротрещин – от вибрации, которую создают во время работы тормозные двигатели. Через трещины проникает воздух, раскаленная нить накаливания окисляется и перегорает. Как быть?

Сотрудники отдела, ответственного за изготовление лампы, перепробовали множество вариантов, но… При решении этой задачи методом мозгового штурма обычно намечаются такие направления поиска решения:

1. Устранить воздействие вибрации на лампу. С этой целью предлагаются различные виды подвесок, пружин, амортизаторов, пластичных составов, гасящих вибрацию, вплоть до вынесения лампы из комплекса и освещения места посадки каким-нибудь другим способом (например, вторым спутником).

2. Изменить конструкцию лампы. Характер этих предложений сводится к замене лампы накаливания дуговой лампой типа прожектора, изменению способа крепления лампы (без цоколя) к корпусу станции, усилению той части колбы, которая трескается, и т. д.

Рассмотрим лампу как систему, основная функция (ОФ) которой – освещать место посадки. Лампа состоит из трех основных элементов – подсистем: нити накаливания, цоколя и колбы (рис. 4.2). Основную функцию системы выполняет подсистема «нить накаливания», создавая световой поток в раскаленном состоянии. Цоколь и колба выполняют вспомогательные функции (ВФ): цоколь держит всю лампу в корпусе станции и соединяет ее с источником тока; колба обеспечивает вакуум, предохраняя раскаленную нить от взаимодействия с кислородом воздуха.

Если вспомнить, что лампа, хотя и проектировалась на Земле, работать должна на Луне, где практически нет кислорода и вполне достаточно своего вакуума, то сразу же возникает вопрос: «А зачем на Луне колба? Давайте ее уберем!» Именно такое решение предложил главный конструктор комплекса «Луна-16» Г. Н. Бабакин, как только ознакомился с проблемой.

Рассмотрим инструментарий, который позволил выйти на такое решение.

Прежде всего был проведен структурный анализ системы, предназначенной для выполнения конкретной основной функции, определен ее состав (подсистемы) и функции каждого элемента. Затем эти функции были перенесены в ту среду, в которой должна работать вся система. Одного этого анализа оказалось достаточно, чтобы найти практически идеальное решение: вся система остается без изменений, а вредное качество исчезает. Назовем задачу, в которой можно реализовать такое решение, минимальной, или мини-задачей.

Сделаем первые выводы:

• при анализе ситуации необходимо четко определить ОФ системы, состав системы и элементы, обеспечивающие выполнение ОФ;

• для получения идеального решения нужно стремиться устранять элементы, выполняющие ВФ.

Прикинем первую инструментальную цепочку действий при поиске решения проблемной ситуации: формулирование основной функции – определение состава системы и функций отдельных элементов – формулирование идеального конечного результата.

Кратко эту схему можно записать так:

ОФ → Состав системы → ИКР.

Проверим, можно ли использовать эту цепочку мыслительных действий для поиска решения других проблем.

Проблема 2
Игла для хирургических операций

После хирургической операции разрезанные ткани сшивают ниткой – накладывают шов. Но в ушке иголки нитка складывается вдвое, и это утолщение разрывает ткани, особенно тонкие⁶ (рис. 4.3). До недавнего времени на эти разрывы не обращали внимания, так как процесс заживления основного шва шел достаточно долго. Но в последнее время в связи с успехами медицины и фармакологии эти разрывы ткани стали затягивать процесс выздоровления. Как быть?

Лучшая из идей, которую предлагают при решении задачи мозговым штурмом, – соединять нитку с иголкой «в торец». Решение хорошее, но технологически сложное.

Проанализируем ситуацию. Основная функция системы «иголка с ниткой», для выполнения которой эта система была создана, – сшивать разрезанные ткани. Но в процессе выполнения основной функции возникает нежелательный эффект – сложенная вдвое нитка в ушке иголки образует утолщение, которое создает в соединяемых тканях разрывы. Причина образования утолщения – необходимость соединять иголку с ниткой.

Здесь важно обратить внимание на еще один момент: это утолщение существовало всегда, но на него не обращали внимания, так как процесс выздоровления больного зависел от других факторов. Но с некоторого времени к этому соединению стали предъявлять новые, повышенные требования – и возник нежелательный эффект. Конечно, утолщение можно устранить, если не соединять нитку с иголкой: тогда ткани не будут разрываться, но и иголка с ниткой не будут объединены в систему и не смогут выполнять свою основную функцию.

Таким образом, между основной функцией данной системы (сшивать ткани) и нежелательным эффектом (образованием разрывов) существует четкая причинно-следственная связь: ЕСЛИ мы хотим сшивать ткани, ТО должны соединить нитку с иголкой, НО тогда образуются разрывы.

И обратно: ЕСЛИ мы хотим предотвратить образование разрывов, ТО не должны соединять нитку с иголкой, НО тогда не сможем сшить разрезанные ткани.

Отсюда хорошо видно, что попытка обеспечить выполнение основной функции с помощью определенного принципа действия системы приводит к появлению соответствующего нежелательного эффекта. А попытка устранить возникший эффект приводит к появлению нового нежелательного эффекта: в частности, к невозможности выполнять основную функцию.

Возникает противоречие: нитка должна быть соединена с иголкой в ушке, чтобы сшивать разрезанные ткани (выполнять ОФ), и не должна быть соединена, чтобы не возникал нежелательный эффект (утолщение в ушке, которое приводит к разрыву тканей). Иными словами, соединение должно быть – и не должно быть.

Противоречие, при котором к одному состоянию, свойству или параметру системы предъявляются противоположные ФИЗИЧЕСКИЕ требования, называется физическим противоречием (ФП).

Определим условия, при которых можно устранить физическое противоречие. Очевидно, что в идеале иголка, нить и место их соединения должны иметь одинаковый диаметр. Одинаковый диаметр получится, если иголку с ниткой «состыковать» – обеспечить соединение «в торец», но осуществлять такое соединение в операционных условиях слишком сложно.

Уточним функции каждого элемента этой системы.

Основную функцию – «сшивать ткани» – выполняет нить, которая, кстати, стоит значительно дешевле иголки. Иголка же выполняет две вспомогательные функции – прокалывает отверстие и протягивает в него нить. Нельзя ли убрать элемент, выполняющий вспомогательные функции? Можно, если эти функции «по совместительству» будет выполнять элемент, выполняющий основную функцию.

Что же для этого необходимо? Чтобы нитка могла выполнять функции иголки, она, без сомнения, должна обладать и свойствами иголки, т. е. быть острой и твердой. А чтобы сохранить возможность выполнять свою основную функцию – сшивать – нитка должна быть гибкой и эластичной. Причем в данном случае в одно и то же время. Новое физическое противоречие.

Его можно разрешить, если принять во внимание, что свойствами иголки должна обладать не вся нить, а только ее часть – кончик. Как это сделать? Обратились к специалистам-химикам. Они подобрали специальный раствор, нить, пропитанная таким раствором, становилась твердой. Оставалось заточить кончик нити.

Сделаем очередные выводы. Определять ОФ системы, ее состав и функции элементов нужно, но этого недостаточно: при попытке устранить один нежелательный эффект возникает другой, между ними существует причинно-следственная связь, и, если продолжать стремиться к ИКР, возникает физическое противоречие.

Инструментальная цепочка мыслительных действий при анализе и поиске решения проблемной ситуации дополняется: формулирование основной функции (ОФ) – определение состава системы и функций отдельных элементов – выявление причинно-следственной связи (Если – То – Но) в двух вариантах – выявление физического противоречия (ФП) – формулирование идеального конечного результата (ИКР).

Запишем ее кратко:

ОФ → состав системы → Если – То – Но → ФП → ИКР.

Проблема 3
Радиостанция для альпинистов

При восхождении на высокие вершины альпинисты для связи с базовым лагерем используют радиостанции, которые работают на фиксированных частотах (рис. 4.4). Но высоко в горах при температурах ниже –50 ℃ транзисторы сильно охлаждаются, и их физические свойства меняются. В результате меняется частота, на которой они должны работать, и связь с лагерем нарушается. Чтобы радиостанция не замерзала, ее главную часть (генератор частоты) предложили поместить в термостат – сосуд типа термоса с подогревом, а наружу вывести антенну, микрофон и динамик. Но оказалось, что термостат будет весить в три-четыре раза больше, чем сама радиостанция, да еще нужен мощный аккумулятор в качестве источника питания – а это опять лишний вес, который носить в горах очень трудно. Как быть?

Проанализируем ситуацию – почему возникла проблема? Основная функция, которую должна выполнять система в составе: радиостанция, базовый лагерь внизу и альпинист наверху, – обеспечить устойчивую радиосвязь между базовым лагерем и альпинистом. Радиостанция была спроектирована для работы в нормальных климатических условиях – при средних температурах – и прекрасно выполняла свою основную функцию. Используя радиостанцию на восхождениях в горах при низких температурах, альпинисты предъявили к ней значительно более жесткие требования, и радиостанция работать отказалась. Так возник нежелательный эффект № 1 (НЭ₁). Чтобы его устранить, предложили использовать средство устранения (СУ) – термостат. Термостат действительно обеспечивает устойчивую радиосвязь, но много весит, что создает новый нежелательный эффект (НЭ₂).

Сформулируем причинно-следственные связи в их противоположных состояниях:

1. Если использовать термостат (СУ), то нарушений связи не будет (НЭ₁ устраняется), но появляется лишний вес (НЭ₂).

Схематически это можно записать так:

(Черточка над обозначением указывает на его отрицание, т. е. на противоположное значение.)

2. Если же термостат не использовать (СУ не вводить), то лишний вес не появляется (НЭ₂ не возникает), но сохраняется нарушение радиосвязи (НЭ₁).

Схематически это можно записать так:

Свойство связи между двумя взаимодействующими объектами, при котором изменение одного объекта, или его части, или его параметра в нужную для нас, потребителей, сторону вызывает недопустимое для нас, потребителей, изменение другого объекта, или его части, или его параметра, называется техническим противоречием (ТП).

Таким образом, между возможностью иметь устойчивую радиосвязь и необходимостью таскать лишний вес существует прямая зависимость, причем без всяких возможных компромиссов: или связь и лишний вес, или ни веса, ни связи.

Чтобы поставить изобретательскую задачу, применим прием, который уже был использован в задаче о лодке Робинзона: введем в систему отсутствующий, идеальный термостат. Такой термостат ничего не весит, не потребляет никакой энергии (так как он отсутствующий!), но прекрасно выполняет свою функцию: согревает радиостанцию.

Тогда постановка изобретательской задачи может схематически выглядеть так:

т. е. не вводя средство устранения и тем самым не создавая новый нежелательный эффект , устранить имеющийся нежелательный эффект . Наша конкретная задача может быть записана так: не вводя термостат и тем самым сохраняя способность отсутствующего термостата не создавать лишний вес, обеспечить незамерзание радиостанции.

Из постановки изобретательской задачи и противоречия технического естественно вытекает противоречие физическое: термостат должен быть, чтобы радиостанция не замерзала и обеспечивалась устойчивая радиосвязь (основная функция системы), и термостата быть не должно, чтобы не приходилось носить лишний вес (чтобы не возникал НЭ₂).

Функцию идеального крана в задаче о лодке Робинзона выполняла сама система. Очевидно, что функцию идеального термостата, как и любого идеального элемента, тоже должна выполнять сама система. Тем более что термостат выполняет вспомогательную функцию. А опыт решения предыдущих задач подсказывает, что от таких элементов нужно избавляться. Поэтому идеальное решение должно выглядеть так: система сама обеспечивает обогрев радиостанции.

Уточним состав системы, т. е. когда и при каких условиях ведется радиосвязь. Очевидно, только тогда, когда радиостанция находится в горах вместе с альпинистом, который сам является прекрасным источником тепла. Следовательно, функцию термостата – подогревать – можно передать альпинисту. Было предложено ту часть радиостанции, которая боится мороза, помещать в нагрудный карман комбинезона, а наружу вывести только микрофон, динамик и антенну.

Сделаем очередные выводы. Инструментальная цепочка действий при поиске решения проблемной ситуации дополняется новыми шагами: формулирование основной функции (ОФ) – определение состава системы и функции отдельных элементов – формулирование технического противоречия (ТП) в двух вариантах (выявление нежелательного эффекта НЭ₁ – введение средства устранения СУ – появление нового нежелательного эффекта НЭ₂) – постановка изобретательской задачи (ИЗ) – формулирование физического противоречия (ФП) – формулирование идеального конечного результата (ИКР).

Запишем кратко новую схему:

ОФ → состав системы → ТП (НЭ₁ → СУ → НЭ₂) → ИЗ → ФП → ИКР.

Проблема 4
Температура химического раствора

Известен и широко применяется простой способ нанесения защитных и декоративных покрытий на металлические поверхности. Для этого металлическое изделие помещают в ванну, наполненную водным раствором соли металла, который должен стать покрытием (никель, кобальт, палладий, медь, золото). Начинается реакция восстановления, и на поверхность изделия оседает металл из раствора соли (рис. 4.5).

Процесс проходит тем быстрее, чем выше температура раствора. Но при повышении температуры соль в растворе начинает перекристаллизовываться, перестает растворяться в воде и выпадает в осадок. Раствор быстро теряет свои рабочие свойства, качество покрытия ухудшается, поэтому раствор приходится часто менять. При высокой температуре, которая обеспечивает нужную производству скорость процесса, до 75 % химикатов идет в отходы, что сильно удорожает процесс.

Пытались применить специальные стабилизирующие добавки, однако они повысили устойчивость соли к перекристаллизации в очень незначительной степени. Как быть?

Опыт решения предыдущих проблем рекомендует начинать анализ ситуации с определения основной функции системы и ее состава.

В качестве основной функции этой системы обычно рассматривают просто покрытие детали, упуская из виду, что раствор нагревают для того, чтобы ускорить процесс покрытия. Производственников интересует быстрый процесс, и именно максимально полезное для нас действие, по рекомендации Г. С. Альтшуллера, нужно с самого начала рассматривать как основную функцию системы и стремиться ее добиваться. Так в алгоритм закладывается мощный психологический инструмент, уже с момента постановки задачи ориентирующий нас на достижение максимально эффективного результата!

Итак, ОФ системы: быстрое нанесение покрытия на поверхность детали путем погружения детали в горячий раствор соли.

Состав системы: ванна, горячий раствор соли и деталь. Однако выполнение основной функции – быстрое нанесение покрытия (при высокой температуре!) – создает и нежелательный эффект (НЭ₁): выпадение осадка. Причем чем выше температура, тем быстрее идет процесс и тем быстрее идет перекристаллизация соли и ее выпадение в осадок. Так как стабилизирующие добавки эффекта не дают, предотвратить выпадение осадка (ввести средство устранения – СУ) можно только одним путем: понизить температуру раствора. Но тогда возникает новый нежелательный эффект (НЭ₂): соответственно снижается и скорость процесса покрытия, т. е. снижается производительность труда, что недопустимо по условиям выполнения ОФ системы.

В реальных условиях в таких ситуациях чаще всего идут на компромисс: подбирают наиболее экономичный режим, т. е. такую температуру и тем самым такую скорость процесса, которые не вызывают больших расходов раствора. ТРИЗ же требует сохранить режим, при котором основная функция будет выполняться наилучшим образом, а нежелательный эффект при этом возникать не будет. На «тризовскую» постановку задачи нацелено, кстати, и формулирование технического противоречия – ситуация сразу оказывается в крайних вариантах: или ТП₁ – или ТП₂, исключая тем самым возможности любого компромисса.

Сформулируем эти варианты технического противоречия:

Если понизить температуру раствора, то осадок выпадать не будет, но снижается скорость протекания процесса покрытия.

Если же температуру не понижать, то скорость протекания процесса покрытия не уменьшается, но соль выпадает в осадок.

Исходя из формулы постановки изобретательской задачи

необходимо, не снижая температуру раствора и тем самым не уменьшая скорость протекания процесса покрытия, обеспечить невыпадение осадка.

Из постановки изобретательской задачи вытекает физическое противоречие (ФП): раствор должен быть горячим, чтобы процесс покрытия шел быстро, и раствор должен быть холодным, чтобы не выпадал осадок.

И просматривается один из вариантов ИКР: процесс должен идти в холодном растворе с такой же скоростью, как в горячем.

Чтобы разрешить физическое противоречие, определим зону, в которой осуществляется основная функция, т. е. место, ГДЕ нам необходим горячий раствор. Назовем эту зону оперативной (ОЗ). (Попутно сразу же отметим, что чаще всего именно в зоне, в которой выполняется ОФ, и возникает конфликт – НЭ₁.) В данной задаче в процессе перехода атомов металла из раствора соли на поверхность детали участвует только тот слой жидкости, который непосредственно контактирует с поверхностью детали. Весь остальной объем раствора в реакции не участвует, но, если он горячий, осадок из него выпадает…

Определим также, КОГДА нам необходим горячий раствор как обязательное условие выполнения основной функции. Назовем этот период оперативным временем (ОВ). Очевидно, что горячий раствор нужен нам только тогда, когда деталь находится в растворе, все остальное время раствор может быть холодным.

Теперь можно сформулировать физическое противоречие (ФП) более точно: раствор соли должен быть горячим только у поверхности детали и только в то время, когда деталь находится в растворе, чтобы процесс покрытия шел быстро, и раствор соли должен быть всегда холодным во всем остальном объеме, чтобы не выпадал осадок.

И окончательно сформулировать ИКР: система должна сама обеспечить наличие высокой температуры раствора соли у поверхности детали при ее погружении в раствор и низкую температуру раствора во всем остальном объеме.

Обеспечить низкую температуру раствора во всем объеме ванны достаточно легко – раствор просто не нужно нагревать. А наличие высокой температуры у поверхности детали при ее погружении в раствор соли можно обеспечить за счет самой детали, если ее предварительно нагреть до определенной температуры…

Проведем методический анализ хода решения рассмотренных в данной главе проблем и сделаем выводы.

О необходимости сразу же определять ОФ системы и ее состав отмечалось выше, поэтому рассмотрим причины возникновения проблем.

Проблемы, которые можно решить, уже решены, и изобретателю всегда предлагают не задачу с вполне определенными данными, после действий над которыми получается однозначный результат, а некую проблемную ситуацию. Эти проблемы возникают, как правило, когда мы, пользователи данной системы, не удовлетворены ее состоянием и начинаем предъявлять к системе повышенные требования, которые элементы существующей системы обеспечить уже не в состоянии. (До тех пор, пока у системы есть резервы и она в состоянии удовлетворять наши всё возрастающие требования, проблема не возникает.) Поэтому определим понятие «проблемная ситуация» как неудовлетворительные для пользователя взаимоотношения между элементами системы, которые могут возникать как внутри самой системы, так и между системой и внешней средой (надсистемой).

Эти неудовлетворительные взаимоотношения выступают для пользователя системы как нежелательный эффект № 1 (НЭ₁). В проблеме 2 (игла для хирургических операций), например, на разрывы тканей стали обращать внимание только тогда, когда эти разрывы начали затягивать процесс выздоровления больного. Радиостанция, прекрасно работающая в обычных условиях (проблема 3), отказалась обеспечивать радиосвязь при новых условиях (–50 ℃). При попытке повысить скорость процесса покрытия детали (проблема 4) за счет повышения температуры начал выпадать не удовлетворяющий нас осадок.

Чтобы обеспечить наилучшее выполнение ОФ, для устранения НЭ₁ в систему вводится средство устранения (СУ). Бывают случаи, когда этого достаточно, чтобы разрешить проблему. Однако чаще всего СУ, устраняя НЭ₁, создает новый нежелательный эффект (НЭ₂). Опять-таки возможны ситуации, при которых НЭ₂ не беспокоит потребителя. Тогда противоречия не возникает, и исходная проблема оказывается решенной. Но чаще всего возникающий НЭ₂ не устраивает пользователя системы. Так возникает техническое противоречие (ТП) как результат наличия причинно-следственной связи между двумя конфликтующими элементами системы. Необходимость устранить ТП и создает изобретательскую задачу.

Основное правило формулирования технического противоречия: ТП должно быть построено таким образом, чтобы вредное действие напрямую было связано (вытекало, являлось следствием) с действием полезным – основной функцией системы. Функцию этой связи должно выполнять средство устранения.

В чем смысл этой связи? В ее свойстве: при изменении начальных условий причина становится следствием, а следствие – причиной. Теперь природа ТП видна достаточно хорошо: устраняя один недостаток, мы вызываем появление другого. И суть противоречия – как в сообщающихся сосудах: чем больше жидкости в одном, тем меньше в другом, и наоборот.

Схема ТП и связь нежелательных эффектов через средство устранения отчетливо видны на схеме (рис. 4.6).

Из схемы видно, что наличие СУ устраняет НЭ₁ (стрелка А₁ – полезное действие), но создает НЭ₂ (стрелка В₁ – вредное действие). И наоборот: отсутствующее не создает НЭ₂ (стрелка А₂), но и не устраняет НЭ₁ (стрелка В₂).

Постановка технического противоречия в форме «средство устранения – нежелательный эффект» сразу же создает альтернативы (или есть НЭ₁ и нет НЭ₂, или есть НЭ₂ и нет НЭ₁) и исключает все возможные промежуточные варианты и компромиссы.

Эта взаимосвязь элементов и является сущностью технического противоречия исследуемой системы. При такой постановке проблемы отметается все лишнее, и в системе остаются только те два элемента, в отношениях между которыми и возникает проблема. А отметая лишние элементы, мы тем самым сразу отметаем и возможные, но уже лишние идеи решения, с ними связанные, и остается только область, где находятся нужные идеи. А чтобы выйти в эту область, необходимо решить изобретательскую задачу.

Под изобретательской задачей будем понимать проблемную ситуацию, сформулированную на основе выявленного технического противоречия (причинно-следственной связи «Если – То – Но»), в которой необходимо, не вводя новую систему, устранить существующий нежелательный эффект.

Как же решать изобретательскую задачу? Чтобы не создавать новый нежелательный эффект НЭ₂, в систему для устранения НЭ₁ вводят в качестве СУ новую систему, но – идеальную, т. е. отсутствующую! (Под идеальной мы понимаем систему, которой нет, но основная функция которой выполняется.) Это идеальное СУ, выполняя свою основную функцию, устраняет НЭ₁. Но, поскольку СУ все-таки отсутствует, оно не создает НЭ₂. А чтобы чисто психологически облегчить восприятие идеального СУ, его функцию поручают выполнять некоему условному Х-элементу. В дальнейшем, чтобы Х-элемент смог максимально успешно реализовать идеальный конечный результат, потребуется очень четко определить свойства, которыми он должен обладать.

Под решением изобретательской задачи будем понимать способ устранения технического противоречия, в результате которого основная функция системы выполняется наилучшим образом за счет устранения НЭ₁, а НЭ₂ не возникает.

Ниже будет показано, что выбор средства устранения определяет весь дальнейший ход решения задачи и уровень изменений, которые необходимо будет осуществить для реализации ответа. Соответственно диапазон этих изменений колеблется от незначительных, которые можно осуществить в подсистеме так, что система их даже «не заметит», и до достаточно существенных, меняющих принцип действия всей системы.

Дальнейший анализ показывает, что в основе противоречия технического заложено противоречие физическое: противоположные физические требования к одному из элементов или параметров системы. Но, чтобы сформулировать ФП, необходимо выяснить, где возникает конфликт и когда он протекает.

Мы уже договорились называть зону, в которой возникает конфликт, оперативной зоной (ОЗ), а общее время, которое необходимо рассматривать и учитывать при поиске решения проблемы, оперативным временем (ОВ).

Оперативная зона и оперативное время – важнейшие элементы анализа проблемы, и для их определения требуется очень ясное представление о физической сущности процессов, протекающих в системе и создающих проблему. В проблеме хирургической иглы, например, ОЗ – это зона, в которой ушко иглы со сдвоенной нитью проходит через сшиваемые ткани; а ОВ – это время прохождения ушка через ткани. В проблеме о температуре химического раствора ОЗ – это зона контакта поверхности детали с раствором, а ОВ – это время протекания процесса покрытия. Более детально эти элементы будут рассмотрены ниже, на примерах поиска решения других проблем.

После того как точно локализовано место конфликта и определено время его протекания, можно четко формулировать физическое противоречие. Формула ФП должна быть построена так, чтобы одно состояние (или один параметр) системы устраняли тот нежелательный эффект НЭ₁, который мешает системе выполнять свою основную функцию наилучшим образом, а второе состояние (или второй параметр) обеспечивало условие, при котором не будет возникать нежелательный эффект НЭ₂. Вспомните, например, проблемы 3 и 4:

• термостат должен быть, чтобы радиостанция не замерзала (устраняется НЭ₁) и тем самым обеспечивалась устойчивая радиосвязь (основная функция системы), и термостата быть не должно, чтобы не приходилось носить лишний вес (чтобы не возникал НЭ₂);

• раствор соли должен быть всегда холодным во всем объеме ванны, чтобы соль не выпадала в осадок (чтобы не возникал НЭ₁), и раствор соли должен быть горячим только у поверхности детали и только в то время, когда деталь находится в растворе, чтобы процесс покрытия шел быстро (устраняется НЭ₂).

В кратчайшем варианте ФП формулируется так: состояние АВС должно быть, чтобы выполнялась ОФ, и состояния АВС не должно быть, чтобы не возникал нежелательный эффект.

Затем формулируется идеальный конечный результат (ИКР): система должна сама обеспечить возможность существования необходимых физически противоречивых состояний.

Для этого определяем свойства, при которых получается ИКР, и пытаемся обеспечить наличие этих свойств за счет существующих элементов системы.

Еще раз просмотрим цепочку шагов, из которых состоит алгоритм решения проблемной ситуации:

ситуация → основная функция (ОФ) → состав системы → существующий нежелательный эффект (НЭ₁) → средство устранения (СУ) → новый нежелательный эффект (НЭ₂) → формулирование технического противоречия (ТП) → постановка изобретательской задачи (ИЗ) → выявление оперативной зоны (ОЗ) → определение оперативного времени (ОВ) → формулирование физического противоречия (ФП) → формулирование идеального конечного результата (ИКР) → определение свойств, способных обеспечить ИКР → поиск нужных свойств внутри системы → реализация необходимых свойств собственными или другими ресурсами.

И в завершение проверим, насколько идеальны полученные нами решения с точки зрения понятия «идеальная система». По проблеме 1 (лампа Бабакина) – колбы нет, а функция колбы – защитить нить от соприкосновения с кислородом – выполняется! По проблеме 2 (игла для хирургических операций) – иглы нет, а функции иглы – прокалывать отверстия и протягивать нить – выполняются! По проблеме 3 (радиостанция для альпинистов) – термостата нет, а функция термостата – обеспечить схемы теплом – выполняется! То же в проблеме 4 (температура химического раствора): раствор холодный, и осадка нет, а скорость покрытия высокая!

Здесь нужно сразу отметить, что эти идеальные решения достигнуты разной ценой. Если в проблеме с лампой цена решения более чем нулевая (есть еще и экономия, так как не нужно делать колбу!), а в проблеме с химическим раствором нагрев раствора заменяется нагревом детали, что тоже дает значительную экономию, то для реализации решения задач об игле и радиостанции нужно менять технологию их изготовления. Выше уже отмечалось, что упрощение системы для пользователя оборачивается усложнением надсистемы: нужно создавать специальный состав, придающий нити свойства иглы, а радиосхему нужно выполнять на специальном материале, который не будет ломаться в кармане.

Чисто идеальные решения получаются чрезвычайно редко, чаще всего между идеалом и реальным решением остается некоторое расстояние… И тем не менее надо стремиться максимально приблизиться к идеалу, ведь без стремления нет достижения!

Последовательность мыслительных операций – «шагов» – по анализу проблемной ситуации с целью выявления и устранения противоречий, создающих проблему, и получения идеального конечного результата составляет алгоритм решения проблемной ситуации (АРПС)⁷.

Основной базой для создания АРПС был и остается АРИЗ-85В (алгоритм решения изобретательских задач, модель В, 1985 г.)⁸ Г. С. Альтшуллера. Однако практическая работа с алгоритмом показала, что ряд шагов частей 1–3, основных рабочих частей алгоритма, нуждается в дальнейшем уточнении и переработке. Так, шаги 1–2 АРПС разработаны М. И. Мееровичем в 1988 г. на основе работы В. А. Королева «Первая часть». Шаги 3–10 были проработаны авторами в 1990–1995 гг. и проходили «испытание на работоспособность» на целой серии семинаров в течение десяти лет. Без всяких изменений остались остальные шесть частей АРИЗ-85В (с 4 по 9), которые используются при решении сложных технических задач и поэтому в данной книге не рассматриваются.

Название алгоритма изменено в связи с тем, что разработка АРИЗ долгое время велась лично Г. С. Альтшуллером и по его просьбе все новые редакции АРИЗ, в которые вносятся изменения другими разработчиками, должны носить другое обозначение.

5. В поисках ИКР

Чтобы успешно решать технические задачи с помощью ТРИЗ, нужно выработать особый стиль мышления – ТРИЗный: представлять себе объект в прошлом и в будущем, расчленять его на части и определять, частью чего он сам является, уменьшать его размеры до нуля и увеличивать до бесконечности, заставлять его одновременно «быть и не быть», видеть «антиобъект», т. е. объект с противоположными свойствами, и многое другое.

Для этого нужен труд. Мышление среднего взрослого человека бывает порой сформировавшимся привычными стереотипами до такой степени, что сломать их рамки и втиснуть в них ТРИЗное мышление уже невозможно. По мнению специалистов-психологов, формировать такое мышление лучше всего до 15 лет. А еще лучше – до 11. И начинать пораньше, прямо с детского сада.

В предыдущей главе на примере анализа проблемных ситуаций и поиска идеального конечного результата при решении четырех задач была обоснована и построена цепочка шагов алгоритма решения проблемных ситуаций (АРПС). В этой и последующих главах на примерах решения целого ряда учебных задач будут разобраны возможности алгоритма, наиболее типичные затруднения, с которыми приходится сталкиваться при его использовании, и методы их преодоления.

Учебные задачи, которые вы будете решать, – это в недавнем прошлом реальные производственные проблемы достаточно высокого уровня. Над большинством из них в поисках решения, перебирая методом проб и ошибок вариант за вариантом, в ожидании «озарения» порой годами бились многие талантливые изобретатели. А пути к «озарению» неисповедимы: ни один из них после того, как найдено решение, был не в состоянии проследить от начала до конца ход своей мысли. В лучшем случае они выдавали желаемое за действительное… Так что при решении новой задачи использовать опыт мыслительных действий практически не удавалось.

Алгоритм – это инструмент для анализа и поиска решения проблем. Но инструмент очень своеобразный. Его цель – заменить суету мыслей изобретателя на четкую по структуре и однозначную по результативности цепочку мыслительных операций, выводящую в зону сильных вариантов решения. Сильных для учебных задач – значит, не хуже, чем предложенных изобретателем, а порой и лучше. АРИЗ (и на его базе АРПС) – это первая в мировой практике действенная методика решения изобретательских задач, построенная на основе объективных законов. Инструмент очень сложный: осваивая его, приходится ломать многие привычные представления о том, что может быть, а чего быть не может. Кроме того, это инструмент «с обратной связью»: не только вы поработаете с ним, но и он поработает с вами.

И если только хватит у вас характера перейти с ним на «ты», то обязательно наступит день и миг, когда вы, подобно одному великому поэту, дописавшему гениальную поэму, выскочите из-за стола и, потирая руки, с восторгом воскликнете: «Ай да Пушкин! Ай да сукин сын!» Что может быть сильнее наслаждения от победы Разума!

Так что не откладывайте в сторону книгу, увидев очередную проблему с «металлургическим уклоном». Она вам вполне по силам. Вот только лень-матушка родилась раньше нас… Но тогда не завидуйте тем, кто очень скоро вас обойдет. Повезло… Удалось… В любом деле победа, или миг удачи, достается только тем, кто долго и упорно готовился этот миг ухватить. И тогда те счастливые мгновения торжества разума, которые сегодня доступны только «творцам», станут достоянием и нормой вашей жизни. Включайтесь! Цель того стоит!

Проблема 1
Мешалка для расплава стали

Один из способов получения стали – варка ее в конверторе (большом ковше). В конце процесса плавки, чтобы получить расплав стали однородного состава и вывести на поверхность шлак (его температура плавления порядка 1000 ℃, удельный вес – примерно в три раза меньше веса расплавленной стали), в жидкую сталь с температурой 1600 ℃ опускают мешалку – длинный толстый стальной стержень – и перемешивают ее (рис. 5.1). К сожалению, в процессе работы мешалка под действием теплового поля расплава быстро нагревается, размягчается и при температуре 1100 ℃ теряет свою прочность и перестает перемешивать расплав. Приходится часто менять мешалки, что усложняет работу и обходится дорого. Пробовали охлаждать мешалку, например, водой, но это оказалось слишком сложно и опасно: попадание воды в расплав стали приводит к взрыву. Решили изготовить мешалку из жаростойких металлов (вольфрама, молибдена и т. п.), но расчеты показали, что такая мешалка будет стоить слишком дорого. Как быть?

Для решения задачи используем АРПС.

Прежде всего определим основную функцию системы. Эта система создана для получения однородного состава расплава стали путем его механического перемешивания. Проанализируем ситуацию по шагам.

Шаг 1. Техническая система для получения однородного состава расплавленной стали путем ее механического перемешивания состоит из ковша, в котором варится сталь, расплава стали, шлака, мешалки и механизма, который держит мешалку, опускает ее в расплав и там перемещает. В процессе перемешивания в результате контакта мешалки с расплавом с температурой 1600 ℃ возникает нежелательный эффект (НЭ₁) – нагрев и разрушение мешалки. Чтобы мешалка не разрушалась, можно использовать различные средства устранения (СУ). Рассмотрим эти средства и их возможные последствия – новые нежелательные эффекты (НЭ₂).

Возможные средства устранения:

СУ₁ – убрать мешалку вообще. При этом возникает НЭ₂ – не будет перемешивания, т. е. не будет выполняться основная функция, что недопустимо. Следовательно, нужно будет изменить принцип действия системы – вводить другой способ перемешивания, например электромагнитным полем. (Иногда предлагают вращать ковш вокруг мешалки…)

СУ₂ – устранить перегрев мешалки. Сделать это можно, если ввести устройство для охлаждения, например, водой. НЭ₂ – сложность и опасность взрыва.

СУ₃ – изготовить мешалку из жаростойких сталей. Тогда возникающий НЭ₂ – высокая стоимость новой мешалки.

Анализ средств устранения (СУ₁, СУ₂ и СУ₃) и возникающих при этом новых нежелательных эффектов показывает, что поиск решения проблемы может происходить в двух направлениях. При выборе СУ₁ необходимо будет изменять принцип действия системы, или, как принято говорить, решать максимальную задачу. При выборе СУ₂ или СУ₃ принцип действия системы (перемешивание мешалкой) остается неизменным. В этом случае говорят о необходимости решать минимальную, или мини-задачу: вся система остается без изменений, а вредное качество (НЭ₁) должно исчезнуть.

Вопрос о том, какую задачу и при каких начальных условиях решать, будет рассмотрен во второй части книги. Пока же отметим, что решение мини-задачи связано, как правило, с изменением значительно меньшего числа элементов, входящих в систему, и поэтому всегда предпочтительнее начинать с нее.

Рассмотрим вариант для СУ₃ – замены мешалки из обычной стали на жаростойкую. НЭ₂ здесь – недопустимо высокая стоимость. Составим схему задачи.

ОФ – получение однородного состава расплава стали.

ПД – механическое перемешивание мешалкой.

Состав системы – расплав стали, ковш, шлак, мешалка, механизм управления мешалкой.

НЭ₁ – расплавление обычной мешалки.

СУ – использование жаростойкой мешалки.

НЭ₂ – высокая стоимость.

Рассмотрим варианты технических противоречий в их крайних состояниях:

Если использовать жаростойкую мешалку, то она не расплавится, но будет стоить очень дорого.

Если же жаростойкую мешалку не применять, то высокая стоимость не создается, но сохраняется расплавляемость обычной мешалки.

Шаг 2. Формулируем изобретательскую задачу. Решать, как мы уже отмечали выше, предпочтительнее мини-задачу. Для ее постановки используем понятие «идеальная система», т. е. такая система, которой нет, но функция которой выполняется. Нам необходима «идеальная жаростойкая мешалка», т. е. такая мешалка, которая ничего не стоит, так как ее нет, но основное свойство которой – не расплавляться при температуре даже в 2000 ℃ – сохраняется и переносится на обычную мешалку.

Постановка изобретательской задачи:

Не вводя жаростойкую мешалку и тем самым не создавая ее высокой стоимости, устранить расплавляемость обычной мешалки.

Шаг 3. Определяем оперативную зону (ОЗ), или зону конфликта. В состав ОЗ обязательно должны войти объект, который подвергается вредному воздействию, и объект, который воздействует.

Нагрев мешалки и ее расплавление происходят в процессе перемешивания при контакте поверхности мешалки с расплавом стали. Здесь, в зоне контакта поверхности мешалки с расплавом, и возникает конфликт. Очевидно, что если нам удастся каким-то образом предохранить от нагрева свыше 1100 ℃ этот поверхностный слой, то более глубинные слои мешалки тем более не нагреются, и задача будет решена.

Шаг 4. Определяем оперативное время (ОВ). В данной задаче это время Т₃ выполнения основной функции – перемешивания жидкой стали. Время Т₃ состоит из времени Т₂ нагрева мешалки до критической температуры 1100 ℃ и конфликтного времени Т₁, в период которого мешалка будет нагреваться выше этой температуры. Цель решения – не допустить возникновения Т₁, свести его к нулю.

Шаг 5. Физическое противоречие на макроуровне (М-ФП): поверхность мешалки, контактирующая с расплавленной сталью, должна иметь температуру не выше 1100 ℃ («быть холодной»), чтобы не терять способности перемешивать расплавленную сталь, и должна иметь температуру 1600 ℃ («быть горячей»), так как она все время контактирует с расплавленной сталью.

Шаг 6. Физическое противоречие на микроуровне (μ-ФП): между поверхностью мешалки и расплавом стали должны находиться частицы вещества, которые подвергаются воздействию температуры в 1600 ℃, но не нагреваются свыше 1100 ℃.

Шаг 7. Идеальный конечный результат (ИКР): техническая система должна сама обеспечивать между поверхностью мешалки и расплавленной сталью наличие частиц, которые подвергаются воздействию температуры в 1600 ℃, но не нагреваются свыше 1100 ℃.

Шаг 8. Сформулируем условия, которым должны удовлетворять частицы, чтобы обеспечивались необходимые по шагу 7 противоположные состояния:

а) находиться между поверхностью мешалки и расплавленной сталью (разделить их);

б) быть под воздействием температуры в 1600 ℃ и при этом не пропускать к поверхности мешалки температуру свыше 1100 ℃.

Какие же свойства частиц могут обеспечить эти условия? Чтобы реализовать первое требование, частицы должны быть или подвижными и все время перемещаться вокруг движущейся мешалки, или, наоборот, обладать способностью крепко цепляться за поверхность мешалки, чтобы разделять контактирующие в зоне конфликта поверхности.

Для реализации второго условия частицы, нагревшись до 1100 ℃, должны либо отдавать кому-то тепло, либо покидать зону конфликта, чтобы не было теплопередачи от расплавленной стали к поверхности мешалки.

Шаг 9. Выше уже отмечалось, что идеальное решение должна обеспечить сама система. Проанализируем состав системы (см. шаг 1) и посмотрим, нет ли в ее составе элементов, обеспечивающих сформулированные на шаге 8 свойства.

Какие здесь могут быть варианты? Задача фактически свелась к поиску вещества внутри системы, которое должно обладать вполне конкретными физическими свойствами: нагреваясь от источника высокой температуры, сохранять собственную температуру на более низком и вполне определенном уровне. Из курса физики известно, что подобными свойствами обладают вещества с кристаллической решеткой в момент изменения своего агрегатного состояния. Например, температура льда не может быть выше 0 ℃, и в обычных условиях температура воды, которая образуется при таянии льда, никогда не будет выше этого значения, пока не растает весь лед. Аналогичный процесс происходит при кипении воды в открытом сосуде – на самой раскаленной плите температура воды не поднимется выше 100 ℃.

Имеется ли в данной системе вещество, температура которого не могла бы превышать 1100 ℃? Да, такое вещество имеется, это ТВЕРДЫЙ шлак. Он плавится при температуре 1000 ℃, переходит в жидкое состояние и всплывает, так как значительно легче расплава стали. Следовательно, если покрыть мешалку слоем твердого шлака, то до тех пор, пока этот слой не расплавится полностью, температура поверхности мешалки не будет превышать 1000 ℃.

Возникает новая задача: как покрыть мешалку слоем твердого шлака? Ведь в системе имеется только жидкий шлак, да и то в основном на поверхности расплава. Возможны, вероятно, два варианта: или остужать шлак и каким-то образом, загоняя его в расплав, обмазывать им мешалку, или, наоборот, поднимать мешалку над слоем шлака, что позволяет делать механизм ее вращения. Второй вариант явно предпочтительнее, так как при этом слой твердого шлака налипает на поверхность мешалки САМ, как только мешалку начинают протаскивать через слой шлака. Затем мешалку опускают в расплав и перемешивают до тех пор, пока весь твердый слой не расплавится и не всплывет на поверхность расплава. После этого операцию покрытия мешалки слоем твердого шлака повторяют.

В предыдущей главе отмечалось, что достичь идеального конечного результата удается чрезвычайно редко, примерно в одной задаче из тысячи. Во всех остальных случаях приходится дополнительно что-то вводить, усложняя либо саму систему, либо надсистему. Но сама нацеленность шагов АРПС на ИКР позволяет получить результат, максимально близкий к идеальному.

Вот еще одна проблема, не техническая – проблема бизнеса, решить которую практически идеально удалось только потому, что на эту идеальность ориентировались.

Проблема 2
Идеальная прачечная

Проблема под таким очень смешным названием возникла в самом конце XX в. на курсах будущих предпринимателей, на которых М. Меерович, один из авторов этого пособия, читал лекции по курсу проектного менеджмента (предмет называется «Методы анализа проблемных ситуаций и поиска их наиболее эффективных решений»). Суть проблемы заключалась в следующем: группа недавно демобилизованных молодых офицеров искала для себя подходящую сферу бизнеса. В период службы у одного из них, связанного с хозяйственной деятельностью, периодически возникали проблемы со стиркой белья для солдат. Проведя небольшой маркетинговый анализ, они обнаружили, что «ниша» еще не заполнена: старые прачечные уже не работают, а новых пока маловато. Возникла бизнес-идея – создать прачечную. Но в процессе работы над бизнес-планом выяснилось, что средств на приобретение машин, аренду помещения, оплату коммунальных услуг и прочих расходов у них было явно недостаточно… Лизинга тогда еще не существовало, брать кредит они боялись…

На одной из последних лекций преподаватель предложил на примере модели создания какого-то реального производства проанализировать этот процесс и поискать варианты с минимальными затратами. «Это может быть вполне конкретная идея кого-то из вас», – добавил он. Тут-то товарищи бывшие офицеры и выложили идею прачечной…

Для решения этой проблемы используем АРПС (см. приложение 1).

Шаг 1. Бизнес-идея «Прачечная» как техническая система для стирки белья состоит из пункта приема и выдачи белья и помещения для машин, оборудованного инженерными коммуникациями (вода, канализация, электричество и т. д.). При разработке этой бизнес-идеи выяснилось, что средств на закупку оборудования, аренду помещения и пр. не хватает. Как быть?

Выше уже упоминалось, что проблемы возникают тогда, когда ситуацию либо нельзя решить известными стандартными методами, либо применение этих методов приводит к появлению последствий, которые нас, пользователей данной системы, не устраивают. Одним из таких стандартных методов при недостатке средств был бы кредит, но при существующих порядках в стране этот вариант был очень рискованным…

Особенность ТРИЗ как методики поиска решения проблем, которая как раз и позволяет формировать творческий стиль мышления, заключается в умении предложить сильные и нетрадиционные варианты решений, которые обычное мышление сразу психологически исключает. Один из этих вариантов – отказаться от действия или объекта, который вызывает нежелательный эффект. Для данной проблемы – не создавать прачечную. Но тогда нет бизнес-идеи и негде стирать белье…

Схема задачи:

ОФ – создать свой бизнес.

ПД – закупить стиральные машины и арендовать помещение с инженерными коммуникациями для прачечной.

Состав системы – пункт приема и выдачи белья, стиральные машины, оборудованное помещение, бизнесмены.

НЭ₁ – нет средств на закупку стиральных машин и аренду оборудованного помещения.

СУ – отказаться от создания прачечной.

НЭ₂ – нет своего бизнеса…

Рассмотрим варианты технических противоречий в их крайних состояниях:

Если отказаться от создания прачечной, то средства для закупки оборудования и аренды помещения не будут нужны, но не будет и бизнеса.

Если же от создания прачечной не отказываться, то свой бизнес появляется, но для его создания нет средств.

Решать будем, как и в предыдущих случаях, минимальную задачу: все остается без изменений, а вредное качество (необходимость иметь средства на закупку машин и аренду помещения) устраняется.

Шаг 2. Постановка изобретательской задачи:

Не отказываясь от идеи создать прачечную и тем самым иметь свой бизнес, устранить необходимость иметь средства на закупку и аренду.

Считаем необходимым отметить, что шаг 2 чрезвычайно важен и методически, и психологически. Именно на этом этапе решения задачи мы вводим отсутствующий элемент ради того его свойства, которое устраняет существующий нежелательный эффект. И вводим мы его, не вводя, – как отсутствующий, в соответствии с постановкой мини-задачи, т. е. не усложняя систему и не вызывая тем самым новых вредных явлений!

Отсутствующий элемент – это идеальный объект: его нет, а его функция по устранению НЭ₁ осуществляется!

Умение работать со свойствами отсутствующих объектов приходит не сразу, поэтому так важна, особенно на первых этапах обучения, подробная и скрупулезная запись поиска решения проблемы.

Шаг 3. Определяем оперативную зону (ОЗ) – зону, в которой происходит конфликт. Как видно из описанной ситуации, конфликт возникает из-за необходимости иметь оборудованное помещение c машинами для стирки белья (деньги нужны для этого!).

Шаг 4. Определяем оперативное время (ОВ). Как видно из условия, время выполнения основной функции Т₃ состоит из двух частей: времени работы с клиентами Т₂ (прием и выдача белья), и конфликтного времени Т₁ – времени стирки белья в машинах.

Т = T3 = T2 + T1.

Шаг 5. Физическое противоречие на макроуровне (М-ФП): во время стирки белья оборудованное помещение со стиральными машинами должно быть, чтобы бизнесмены имели свой бизнес, и оборудованного помещения со стиральными машинами быть не должно, чтобы не закупать их и не платить арендной платы.

Шаг 6. Физическое противоречие на микроуровне (μ-ФП): между оборудованным помещением со стиральными машинами и бизнесменами должны появиться частицы вещества, обеспечивающие наличие такого помещения со стиральными машинами и исключающие необходимость их закупать и арендовать для этого помещение.

Шаг 7. Идеальный конечный результат (ИКР): бизнес-идея «Прачечная» должна сама обладать частицами вещества, обеспечивающими наличие такого помещения со стиральными машинами и исключающими необходимость их закупать и арендовать для этого помещение.

Выше уже отмечалось, что идеальное решение должна по возможности обеспечить сама система. Проанализируем ее состав (шаг 1) и посмотрим, нет ли в нем элементов, которые могли бы реализовать ИКР.

Такие элементы есть. Это сами офицеры-бизнесмены. Точнее – их квартиры, в которых есть стиральные машины и все необходимые коммуникации, и их жены. Осталось оборудовать пункт приемки-выдачи белья…

6. Управляемое воображение

Сумасшедшие идеи – моя специальность.
В. Н. Журавлева. Звезда психологии

За барьерами обыденного…

«Шестиклассница Кира Сафрай вместе с одноклассником, математическим вундеркиндом Сашей Геймом, занимаются математикой с Настей, подругой Киры. Впереди контрольная за третью четверть, и Насте грозит двойка. Призывы Саши «немножко подумать» и «рассуждать логически» ни к чему не приводят. И тогда Кира, которая ходила в театральный кружок и слышала о системе Станиславского, стала учить Настю решать задачи по этой системе: вживаться в образ.

В первой задаче Настя представила себе маршрутный автобус, который за городом, на грунтовой дороге, догнал через определенное время пешехода, симпатичного парня в клетчатой ковбойке и, хотя шел мелкий противный дождик, не остановился, не взял пешехода, а обрызгал водой, обфыркал вонючим дымом и помчался дальше со скоростью 45 км/ч! Настя сама нашла эту скорость! Во второй задаче Настя вживалась в образ старого закопченного чайника с проволокой вместо ручки, когда-то он ходил в туристские походы, а теперь в нем смешивали холодную и горячую воду. В следующей задаче ехали два поезда – скромный трудяга товарный, которому было очень обидно, что его вот-вот обгонит расфуфыренный пассажирский экспресс…

Затем началась безлюдная область синусов, усеченных конусов и биквадратных уравнений. За пять лет – до окончания школы – Настя перевоображала тысячи задач! Даже тригонометрические функции острого угла Настя видела как взаимосвязанные особенности характера некоего человека по имени О. Угол…

В восьмом классе Кира уже понимала, что затеяла необычный психологический эксперимент. Но к тому времени Настя училась на четверки и пятерки, хотя задачи решала несколько своеобразно. «В бассейн поступает вода из четырех труб: когда открыты первая, вторая и третья трубы, бассейн заполняется за двенадцать минут; если открыты вторая, третья и четвертая – за пятнадцать минут; если же первая и четвертая – за двадцать. Спрашивается: за какое время бассейн заполнится водой при четырех открытых трубах?

Настя смотрела сквозь Сашу и, конечно, видела этот бассейн. Вероятно, она видела и трубы, и краны, и, может быть, даже людей, сидящих у бассейна и ждущих, когда же он наконец заполнится. Игорь стал писать на доске уравнения, ребята ему подсказывали. Но тут Настя сказала:

– Совсем маленький бассейн. За десять минут заполнится.

Гейм сразу насторожился и стал допытываться, откуда Настя знает ответ.

– Вот бассейн, – ответила Настя, – бетонные стенки, лестница, два трамплина и трубы. Черные такие трубы, а на них белой краской написаны номера…

– Почему трубы черные? – перебил Лабиус. – Может быть они серые. Или оранжевые.

– Черные. С большими белыми номерами, – повторила Настя. – Я так вижу, тебе какое дело? Номера один, два, три. Идет вода. За минуту она наполняет бассейн на одну двенадцатую. Рядом трубы с номерами два, три, четыре. В минуту заполняют одну пятнадцатую бассейна. И снова трубы с номерами один и четыре. Одна двадцатая объема в минуту. Каждый номер повторяется два раза – это же сразу видно. Восемь труб по два комплекта по четыре. За минуту они наполняют одну пятую бассейна, весь объем – за пять минут. Значит, четырем трубам нужно вдвое больше времени. Вот и все»⁹.

Красиво, не правда ли? Вместо громоздких абстрактных уравнений – ясное и четкое видение физической сущности задачи. Вместо длинных и многосложных преобразований – несколько простейших арифметических действий с дробями.

Но по-настоящему выдающиеся способности Насти проявились при расшифровке парадокса Грея. Произошло это на берегу Черного моря, куда наши героини, уже студентки московских вузов, попали в «ссылку» после реализации очередной головокружительной идеи.

Суть парадокса Грея – несоответствие между скоростью дельфинов и мощностью их мускульной системы. Дельфины развивают скорость до 60 км/ч. Чтобы преодолеть возникающее при такой скорости сопротивление воды, их мускулатура должна быть раз в десять сильнее, чем она есть на самом деле.

Кира убеждает Настю попробовать разгадать тайну дельфинов, не имея ни одного дельфина. Настя представляет себе море и в нем дельфина, потом этого дельфина убирает. Остается только море, следовательно, думать надо только о воде…

И возникает изящная гипотеза, основанная на свойстве молекул воды находиться в обычном состоянии объединенными в агрегаты, как мячи в ящиках. Мячики вообще-то подвижны, их легко растолкать, но ведь они находятся в упаковке! Поэтому вода оказывает большое сопротивление движению. Но если упаковку снять – мячи рассыпятся, и сопротивление уменьшится. Значит, надо раздробить агрегаты воды на отдельные молекулы.

Проблемой дробления агрегатов, но для других целей, занимались биохимики. Они выяснили: когда агрегат захватывает лишний протон, он сразу разваливается на отдельные молекулы. Как карточный домик. Может быть, у дельфинов именно так все и происходит? Оставалось создать вещество, которое легко отдавало бы воде протоны.

Таков вкратце сюжет рассказа «Снежный мост над пропастью» – первого рассказа о жизни и деятельности «звезды психологии» Киры Сафрай, о ее подруге Насте и о том, как был открыт «АС-эффект» (эффект Анастасии Сарычевой), объясняющий парадокс Грея.

Всего шесть рассказов – три побольше и три маленьких, около сотни страничек – составляют цикл «Звезда психологии»¹⁰, написанный Валентиной Николаевной Журавлевой в 60-е годы. В них нет приключений в том примитивном смысле слова, когда из-за «отпаявшегося сбоку параметра» космический корабль проваливается в точку пересечения времени с пространством и выскакивает в пятом с половиной измерении. Нет мутанта – муравья с высшим разносторонним образованием, который помогает делать уроки девочке и скрашивает одиночество старика – продавца газет. Нет профессора-инопланетянина с ящерицей-секретарем, которая так же умна, как человек, только говорить не умеет и пользуется для этого компьютером.

А есть в рассказах В. Журавлевой обычные человеческие проблемы, описанные живым человеческим языком: как вернуть в «большую науку» талантливого молодого ученого, который почему-то решил бросить физику и податься в мореплаватели? Действительно ли «самое-самое» сейчас необходимое для дальнейшего существования цивилизации – это Большой Мусорный Ящик, чтобы уничтожать отходы производства? Может быть, именно нам выпадет расшифровать сигнал бедствия и оказать помощь хрононавту – путешественнику из будущего, у которого сломалась машина времени, и он застрял в прошлых веках?

«Каждый раз, когда приходится решать сложную проблему, возникает барьер, отделяющий от меня внешний мир. Свет, звук, запах, тепло, холод – все исчезает за этим барьером. Даже время. Остается только движение мысли, сначала едва уловимое, но постепенно приобретающее уверенность, весомость, силу. Тут торжествует закон Эйнштейна: мысль не имеет массы покоя и лишь в движении становится физически ощутимой. В такие мгновения кажется, что можно увидеть мысль, прикоснуться к ее потоку»¹¹.

Вот эта возможность увидеть мысль, ее движение, прикоснуться к потоку – основное богатство рассказов В. Журавлевой. Потому что поток мысли не возникает неизвестно где и не уходит в песок на полдороге. Поток начинается с постановки задачи и вливается в четко аргументированное решение. Его русло можно проследить от начала до конца, какие бы невероятные извивы оно ни совершало. И увидеть на этом пути, как поток углубляется и расширяется, вбирая в себя новые соображения и интуитивные ассоциации. Тоже, впрочем, четко обоснованные.

По жанру рассказы считаются «научно-фантастическими», но писать это слово нужно было бы так: «научнофантастические». В них невозможно указать: здесь кончается наука, а здесь начинается фантастика. Ну что фантастического в идее разрушения агрегатов воды на молекулы для уменьшения сопротивления движению дельфинов?! Разве только то, что мазь, легко отдающую протоны, Настя создала на основе косметического крема «Лунный»… Или в идее выйти в область процессов, протекающих на несколько порядков быстрее, чем самые быстрые процессы в ядрах атомов?! Или в исследовании свойств вещества при температурах ниже абсолютного нуля?!

Мы абсолютизируем сегодняшние пределы знаний. Ошибка – вера в незыблемость барьеров, считает Кира¹².

И если уж употреблять слово «фантастика» применительно к идеям «звезды психологии», то в единственном смысле: фантастические возможности, которые раскрываются перед человеком с развитым воображением.

Фейерверк идей В. Журавлевой, без сомнения, был бы интересен сам по себе, «в сухом научном изложении, но в “Звезде психологии” они раскрыты так, что читатель почувствует колдовское притяжение творчества…»¹³

…Для выяснения причины неудачного эксперимента на внеземной станции собирается комиссия. В состав комиссии включен специалист по фантастике, собравший картотеку из 300 000 фантастических идей. Эксперимент основан на гипотезе, что на нейтронных звездах существует другая форма цивилизации. На одну из звезд и направлен сигнал землян – импульс лазера. До звезды далеко – десять световых лет, но уже изобретен генератор, ускоряющий скорость света до 300 000 000 000 км/с. Путь до звезды, прикидывает фантаст, сигнал должен пройти месяца за три. Еще какое-то время на обработку сигнала и на обратный путь… Но ученые, поставившие эксперимент, ждут ответа с момента отправки сигнала. По их гипотезе, нейтронная цивилизация может перемещаться во времени, как мы – в пространстве, ей ничего не стоит вернуться назад и устранить промежуток времени между посылкой сигнала и получением ответа. Но ответа нет…

Специалист по фантастике вспоминает, что такая идея тоже была. В одном рассказе описывались приключения землян, попавших в «черную дыру», где время и пространство как бы перепутываются. Время превращается в пространство, а пространство – во время. Время в «черной дыре» – трехмерное, объемное, а пространство – однонаправленное, линейное. Запуская двигатели, земляне перемещались во времени – во вчера или в завтра, но находились в одном и том же месте. Чтобы вырваться из «дыры», им пришлось двинуться «вбок», и тогда они вылетели в иное время и какую-то иную Вселенную, в которой не было этой дыры.

Ответ на сигнал был. Специалист по фантастике нашел его, просматривая информацию, записанную автоматическими приемниками станции в блок-архив. Если уж предположить, рассуждал он, что они могут двигаться вспять во времени, то легко сделать еще один шаг и вообразить, что мы рискуем сегодня получить ответ на вопрос, который зададим завтра… Те, из нейтронной цивилизации, немного ошиблись: их ответ пришел на сорок три дня раньше, чем был послан сигнал…

Одной этой идеи было бы вполне достаточно для добротного сюжета. Но для рассказа «Преодоление»¹⁴ канва сюжета – только возможность поставить проблемы, волнующие автора – ученого-астрофизика: «Образуют ли законы природы единую систему или являются совокупностью многих систем? И почему законы природы именно такие, какими мы их знаем? Почему, например, свет движется в пустоте со скоростью 300 000 км/с? Мы научились менять скорость света, но на вопрос: «А почему она такая?» – не ответили. И таких вопросов множество. Почему все частицы обладают массой покоя, а фотон – нет? Почему энергия пропорциональна массе? Почему частицы обладают зарядом?»¹⁵

П. Амнуэль выдвигает свою версию: «В законах природы нет единства, потому что они искусственны. Давно, задолго до возникновения рода людского, законы мироздания были иными, более стройными. Все законы природы объединяла система, возникшая в момент Большого взрыва Вселенной 20 млрд лет назад. Но когда-то во Вселенной впервые возникла жизнь… Разум… Потом еще… И как мы сейчас, древние цивилизации начали изменять законы природы. Но мы на пороге, а они успели многое. Причем каждый разум действовал в собственных интересах. Одному для межзвездных полетов понадобилось ускорить свет. Другой пожелал изменить закон тяготения. Третий занялся переустройством квантовых законов… И мир менялся… Из гармонии законов природы возникла их свалка. Мы с вами живем в пору экологического кризиса, захватившего всю Вселенную»¹⁶.

Из-за этой проклятой свалки законов мы никогда ни черта не поймем больше в нашем мире, объясняет фантасту цель эксперимента один из ученых. Мы достигли потолка в нашем, человеческом методе познания, в мышлении нашего типа.

Отсюда следствие: «Где-то иной разум, возникший в принципиально иных условиях, познает мир по-своему и знает то, что мы в принципе знать не можем». И неизбежный вывод: «Природа познаваема, но, чтобы познать ее, недостаточно одного разума. Контакт – не любознательность, а средство спасения разума как вида»¹⁷ (курсив наш. – М.М., Л.Ш.).

Объединить все формы разума во имя жизни Вселенной – центральная идея сборника рассказов «Сегодня, завтра и всегда». И каждый рассказ – это вариант поиска такого контакта: через пространство, через время, через общепринятые константы существующих законов…

Приемы развития воображения

Теперь, когда мы вас убедили, что развитое воображение – это действительно здорово, остается пустячок: взять приемы и заняться его развитием. Но, к сожалению, доктор психологических наук Кира Владимировна Сафрай, дважды упоминая о составленном списке приемов развития «ультрафантазии», их перечень не приводит. Поэтому посмотрим, что предлагают для этой цели ее коллеги и другие заинтересованные лица. Но предварительно уточним для себя понятия «воображение» и «фантазия».

Медведь спит в берлоге. Дятел долбит дерево и своим длинным язычком достает жучков и личинок. Водоворот увлекает щепку под воду и еще долго крутит ее там. Это – примеры реально существующих объектов и ситуаций, которые мы сами не видели, но на основе сведений о них такие ситуации можем себе достаточно четко представить – «вообразить», смоделировать.

А фантазия создает понятия и ситуации, которых в реальной жизни нет или которых мы не видели и поэтому ничего о них не знаем.

Итак:

• воображение моделирует реальные объекты, явления и ситуации, которые могут возникнуть при их взаимодействии;

• фантазия моделирует либо нереальные ситуации на основе реальных объектов и явлений, либо нереальные объекты и явления и, соответственно, нереальные ситуации.

Примеры? Пожалуйста! Крокодил и солнце – объекты вполне реальные. Но крокодил, который проглотил солнце, – это фантазия. А вот инопланетяне самых различных форм и содержаний – понятия нереальные (согласны – пока!), и, соответственно, взаимодействие их с реальными объектами, например с людьми, даже на Земле, не говоря уж о космосе, – ситуация фантастическая.

«Экспериментальные данные свидетельствуют… что “моделирование существующего”, т. е. воображение, свойственно и высшим животным. А как у них с фантазией? Кстати, можно ли открыть нечто качественно новое, создать никогда ранее не бывшее, оставаясь в пределах воображения, т. е. моделируя лишь существующее? Думается, нет. Может быть, фантазия – это в отличие от воображения эволюционно новое свойство психики, как раз одно из тех ее свойств, которые отделяют нас от животных?»¹⁸ – размышляет (или намекает?) известный писатель-фантаст Д. А. Биленкин. Поэтому давайте быстренько (на всякий случай!) поищем эти приемы, начнем их осваивать и развивать фантазию.

Создать строгую классификацию приемов пока не представляется возможным: компоненты творческого мышления настолько переплетены и взаимосвязаны, что утверждать, что прием NN развивает вполне определенный компонент, было бы некорректно с научной точки зрения. Такая классификация должна быть произведена по целому ряду признаков, и эта работа еще ждет своего исследователя. Пока же, чтобы хоть как-то ориентироваться в предлагаемом материале, приемы для развития воображения по источникам, из которых они взяты, можно условно разбить на четыре большие группы:

1. Приемы психологической активизации на основе образного мышления.

2. Приемы на основе формально-логических операций.

3. Приемы патентного фонда научно-фантастической литературы.

4. Приемы, применяемые в техническом творчестве, и производные от них.

Предвидится вполне законный вопрос: а как узнать, что эти приемы уже освоены? Что должно быть «на выходе»? Какая продукция?

А все та же: принципиально новые идеи. Только не технические – для решения задач, а фантастические – для построения сюжетов.

Подчеркиваем – не для создания рассказов/повестей/романов, а только их сюжетов. Учиться создавать высокохудожественные литературные произведения – задача совсем другой школы. Но идея сюжета должна быть научно обоснована и строго аргументирована в точном соответствии с рецептом Айзека Азимова, выдающегося американского фантаста: «Сделайте одно, только одно фантастическое допущение, а затем стройте действие в строгом соответствии с логикой». Как его сделала Настя, допустив, что кожа дельфинов выделяет протоны, которые разваливают агрегаты воды на молекулы и тем самым уменьшают сопротивление воды.

Призывы «Думайте! Подумайте еще немножко!» и им подобные результатов никогда не дают. Нужны правила: как думать? И в каком направлении? Для этого нужны заготовки, исходные точки, от которых можно оттолкнуться, чтобы запустить фантазию, а потом двигаться дальше в строгом соответствии с логикой. В этом и заключается цель курса развития творческого воображения (РТВ): организовать, упорядочить и направить мышление на генерацию «сумасшедших» идей, сформировать культуру творческого мышления.

Большой вклад – и по объему, и по содержанию – внесли в создание курса РТВ Г. С. Альтшуллер, П. Р. Амнуэль и группа их соратников, в том числе школьники из клуба любителей фантастики московского Дома детской книги. Возникла идея «выделить сильные фантастические идеи, так сказать, в чистом виде, разобраться в технологии их производства, понять, как иногда удается с поразительной точностью предвидеть будущие открытия и изобретения… Выявить механизмы генерирования идей…»¹⁹. Как видите, и здесь используется тот же самый метод исследования – анализ «патентного фонда», но уже не изобретений, а фантастики. «Ныне Регистр научно-фантастических идей, ситуаций, проблем и гипотез» включает тысячи «единиц учета», образующих систему из 11 классов, 82 подклассов, 596 групп и 2780 подгрупп»²⁰.

Регистр научно-фантастических идей опубликован на официальном сайте Фонда Г. С. Альтшуллера (www.altshuller.ru). Для самых нетерпеливых приведем перечень этих классов и несколько примеров из разных подгрупп:

1. КОСМОС. Десять подклассов, сотни групп.

2. ЗЕМЛЯ. Шесть подклассов, множество групп.

3. ЧЕЛОВЕК (включая особенности будущего человека). Восемь подклассов, множество групп.

4. ОБЩЕСТВО. Семь подклассов, множество групп.

5. КИБЕРНЕТИКА. Шесть подклассов, множество групп.

6. ИНОПЛАНЕТНЫЕ РАЗУМНЫЕ СУЩЕСТВА. Два подкласса, множество групп.

7. ФАНТАСТИЧЕСКИЕ ЖИВОТНЫЕ И РАСТЕНИЯ. Шесть подклассов, множество групп.

8. ВРЕМЯ И ПРОСТРАНСТВО. Шесть подклассов, множество групп.

9. ФАНТАСТИЧЕСКИЕ ИСХОДНЫЕ СИТУАЦИИ. Десять подклассов, множество групп.

10. НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ИДЕИ (кроме входящих в классы 1, 2 и 5). Восемнадцать подклассов, сотни групп.

11. ЭКОЛОГИЯ. Три подкласса, множество групп.

В качестве примера рассмотрим класс 3 «ЧЕЛОВЕК». Он включает такие подклассы:

1. Общие изменения организма.

2. Излечение болезней, продление жизни, бессмертие.

3. Изменения мозга, новые особенности мозга.

4. Биотоки.

5. Биокопирование.

6. Генетическая передача знаний, наследственная память.

7. Любовь, семья, деторождение.

8. Воспитание и обучение.

Уже сами названия подклассов демонстрируют диапазон идей, выдвигаемых писателями-фантастами. Что же они прогнозировали в таком беспокоящем сейчас все человечество направлении, как биокопирование (в современной терминологии – клонирование) человека?

Подкласс 5 включает восемь групп:

1. Двойники.

а) Фантомы (псевдобиокопии – позитронные, энергетические и т. д.).

б) Биоморфизм (т. е. трансформация человека в разумное существо с иным телом).

2. Запись памяти и сознания человека («мнемокопии»).

3. Биокопирование с целью посмертного использования мозга.

4. Запись «я» человека для последующего воспроизведения.

5. Обмен «я» между двумя индивидуумами.

6. Псевдодвойники.

7. Последствия биокопирования.

8. Прочие случаи биокопирования.

Рассмотрим группу 1 «Двойники». Здесь целых 33 (!) подгруппы:

1. Искусственное выращивание целых организмов (в частности, человека) из отдельных клеток тела. Примеры произведений (не забывайте, что анализировались произведения, написанные не позднее 1980 г.): А. Днепров «Трагедия на улице Парадиз» (1961); А. Ван-Фогт «Чудовище» (1965); С. Слепынин «Фарсаны» (1966); У. Ле Гуин «Девять жизней» (1971); В. Бережной «Хомо новус» (1980).

2. Выращивание двойников из отдельных частей тела, например, из отрезанной ноги: А. Ломм «Открытие доктора Элиота» (1961).

3. Выращивание двойников с помощью «копировальной» машины: В. Савченко «Открытие себя» (1967); М. Клименко «Ледяной телескоп» (1978).

В нескольких подгруппах рассмотрены варианты создания и восстановления полных биокопий человека: по биографическим данным; по впечатлению, которое человек имел о себе; по впечатлению о нем окружающих; по восстановленным мыслям… По представлению верующих создается даже биокопия бога: А. Ломм «Чудо в Марабране» (1964); «Исполин над бездной» (1967).

Опасаются фантасты и последствий взаимоотношений между биокопией и оригиналом – более десятка подгрупп! Вариантов здесь множество – от оригинала, уничтоженного биокопией, до супружеских отношений…

А ведь мы затронули с вами всего одну (!) подгруппу одной (!) группы одного (!) подкласса одного (!) класса! Теперь представьте себе, сколько интереснейших идей собрано в этом Регистре! И как расширяется воображение человека после знакомства даже с какой-то небольшой его частью!

Хорошая научно-фантастическая идея отличается от обычной научно-технической идеи только тем, что несколько опережает свое время, считает Г. С. Альтшуллер. И, чтобы не быть голословным, приводит данные (по состоянию на конец 60-х гг. XX в.): из 108 идей-прогнозов Жюля Верна реализовано 99, из 86 идей Герберта Уэллса – 77, из 50 идей Александра Беляева – 47. Такому проценту внедрения может позавидовать любой проектный институт! Так что У. Гордон, совершенствуя метод мозгового штурма и создавая на его базе синектику, хорошо понимал, что делал, когда вводил для решения технических задач прием фантастической аналогии! Научная фантастика, как нейтронная цивилизация в рассказах П. Амнуэля, уже сегодня предлагает идеи решения задач и проблем, которые возникнут только завтра и послезавтра.

1.Батюшков Ф. Д. Творчество // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона, 1901. – С. 11.

2.Подробно история подготовки передачи, проведение первого тура и его итоги описаны в книге: Речицкий В. И. Профессия – изобретатель. – М.: Просвещение, 1988. – С. 139–145.
Об этой передаче упоминается также в учебном пособии: Техническое творчество учащихся / Под ред. д-ра пед. наук Ю. С. Столярова. – М.: Просвещение, 1989. – С. 42.

3.Дефо Д. Робинзон Крузо. – М.: Художественная литература, 1981. – С. 103–104.

4.Альтшуллер Г. С. Первый семинар для разработчиков ТРИЗ – Петрозаводск-80 // Журнал ТРИЗ. 1997. № 1.

5.Для справки: на открытом воздухе раскаленная до рабочей температуры (3000°) вольфрамовая нить лампочки активно соединяется с кислородом воздуха, быстро окисляется и поэтому перегорает.

6.Смоделировать эту ситуацию можно, если сшивать тонкой иглой пленочные (нетканые) материалы, например искусственную кожу.

7.См. приложение 1.

8.Полный текст АРИЗ-85В приведен в книге: Г. С. Альтшуллер. Найти идею. – Новосибирск: Восточно-Сибирское изд-во, 1989.

9.Дерзкие формулы творчества / Сост. А. Б. Селюцкий. – Петрозаводск: Карелия, 1987. – С. 184.

10.Под таким названием включен в сборник «Дерзкие формулы творчества». Из более ранних публикаций см., например: Журавлева В. Н. Снежный мост над пропастью. – М.: Детская литература, 1971.

11.Дерзкие формулы творчества. С. 214.

12.Дерзкие формулы творчества / Сост. А. Б. Селюцкий. – Петрозаводск: Карелия, 1987. – С. 267.

13.Там же. С. 175.

14.Амнуэль П. Сегодня, завтра и всегда. – М.: Знание, 1984.

15.Там же. С. 109.

16.Амнуэль П. Сегодня, завтра и всегда. – М.: Знание, 1984. – С. 115.

17.Там же. С. 118.

18.Знание – сила. 1982. № 11.

19.Альтшуллер Г. С. Патентный фонд фантастики // Техника и наука. 1980. № 6. – С. 29.

20.Там же. С. 30.

Bepul matn qismi tugad.

Технология творческого мышления

Лариса Шрагина

va boshqalar

4,6

5 baho

taqriz

Parchani o`qish

58 849,56 s`om

Janrlar va teglar

Ijodiy fikrlash

O‘zini o‘zi o‘stirish

Shaxsiy samaradorlik

Yosh cheklamasi:

Litresda chiqarilgan sana:

21 mart 2016

Yozilgan sana:

2008

Hajm:

636 Sahifa 144 illyustratsiayalar

ISBN:

978-5-9614-4094-2

Noshir:

Альпина Паблишер

Mualliflik huquqi egasi:

Альпина Диджитал

Yuklab olish formati:

epub, fb2, fb3, html, ios.epub, mobi, pdf, txt, zip

Kitobni o'qish: «Технология творческого мышления»

* * *

Предисловие авторов ко 2-му изданию

От авторов

Введение
Творческое мышление: потребности и проблемы

Часть I
Основы культуры мышления

1. Психология творчества

Творчество как предмет исследования психологии

Сравнение методов поиска творческих решений

1. Количественный параметр

2. Качественный параметр

2. Проблема Робинзона

3. Генетический анализ технической системы

4. Алгоритм решения проблемных ситуаций

Проблема 1
Лампа Г. Н. Бабакина

ОФ → Состав системы → ИКР.

Проблема 2
Игла для хирургических операций

ОФ → состав системы → Если – То – Но → ФП → ИКР.

Проблема 3
Радиостанция для альпинистов

ОФ → состав системы → ТП (НЭ₁ → СУ → НЭ₂) → ИЗ → ФП → ИКР.

Проблема 4
Температура химического раствора

5. В поисках ИКР

Проблема 1
Мешалка для расплава стали

Проблема 2
Идеальная прачечная

Т = T3 = T2 + T1.

6. Управляемое воображение

За барьерами обыденного…

Приемы развития воображения

Janrlar va teglar

Ushbu kitob bilan o'qiladi

O'xshash kitoblar

Muallifning boshqa kitoblari

Kitobni o'qish: «Технология творческого мышления»

* * *

Предисловие авторов ко 2-му изданию

От авторов

ВведениеТворческое мышление: потребности и проблемы

Часть IОсновы культуры мышления

1. Психология творчества

Творчество как предмет исследования психологии

Сравнение методов поиска творческих решений

1. Количественный параметр

2. Качественный параметр

2. Проблема Робинзона

3. Генетический анализ технической системы

4. Алгоритм решения проблемных ситуаций

Проблема 1Лампа Г. Н. Бабакина

ОФ → Состав системы → ИКР.

Проблема 2Игла для хирургических операций

ОФ → состав системы → Если – То – Но → ФП → ИКР.

Проблема 3Радиостанция для альпинистов

ОФ → состав системы → ТП (НЭ1 → СУ → НЭ2) → ИЗ → ФП → ИКР.

Проблема 4Температура химического раствора

5. В поисках ИКР

Проблема 1Мешалка для расплава стали

Проблема 2Идеальная прачечная

Т = T3 = T2 + T1.

6. Управляемое воображение

За барьерами обыденного…

Приемы развития воображения

Janrlar va teglar

Ushbu kitob bilan o'qiladi

O'xshash kitoblar

Muallifning boshqa kitoblari

Введение
Творческое мышление: потребности и проблемы

Часть I
Основы культуры мышления

Проблема 1
Лампа Г. Н. Бабакина

Проблема 2
Игла для хирургических операций

Проблема 3
Радиостанция для альпинистов

ОФ → состав системы → ТП (НЭ₁ → СУ → НЭ₂) → ИЗ → ФП → ИКР.

Проблема 4
Температура химического раствора

Проблема 1
Мешалка для расплава стали

Проблема 2
Идеальная прачечная