Генрих Альтшуллер - Алгоритм изобретения
К сожалению, найденная идея чаще всего используется далеко не в той мере, в какой это возможно и следовало бы сделать. Изобретатель совершает лишь переход от Аn к Аn+1 и на этом останавливается. Между тем новая модель машины Аn+1 уже созрела для существенных изменений: кокон может превратиться в бабочку, но остается коконом из-за инерции изобретательского мышления.
На рис. 33 изображен первый мотороллер, созданный в 1920 году. Нетрудно заметить, что это обычный детский самокат, на котором установлен двигатель. Самокаты тоже появились не сразу. Применяя нашу символику, это ряд моделей А1, А2, А3... Аn. Когда на самокат поставили двигатель, модель Аn превратилась в Аn+1. Однако, самокат остался самокатом: другие его части (и, следовательно, машина в целом) не претерпели изменений.
Конечно, самокат с двигателем лучше обыкновенного. Но возможности частичной идеи были использованы очень слабо. Обратите внимание, например, на высоко расположенное седло. Раньше такое расположение седла вызывалось необходимостью: человек, выполнявший обязанности двигателя, должен был стоять — это его рабочая поза. Затем совершился переход от Аn к Аn+1: на самокат поставили двигатель внутреннего сгорания. Для чего теперь нужно высокое седло? Ведь водителю нет необходимости стоять, он может сидеть. А опустить седло — значит уменьшить высоту центра тяжести, сделать машину более устойчивой и лучше управляемой. Это, в свою очередь, даст возможность использовать более мощный двигатель, для которого, собственно, уже освободилось место под сиденьем водителя (ноги «ушли» вперед, под сиденьем образовалось свободное пространство). Стоящего во весь рост человека не прикроешь обтекателем — получится нечто слишком громоздкое.
Другое дело, если водитель сидит: можно поставить обтекаемые щитки, которые значительно уменьшат сопротивление движению.
Так изобретение, меняющее одну часть машины (двигатель), приводит к каскаду изменений в других частях и, следовательно, во всей машине. Впрочем, вместо «приводит» правильнее сказать «могло привести». На практике судьба мотороллера сложилась иначе.
Частичное изобретение (замена двигателя) так и осталось частичным: Аn превратилось в Аn+1, и только. В более поздних моделях седло постепенно опускалось, а двигатель постепенно перемещался под седло, к тому свободному пространству, которое словно специально для него предназначалось. Одна из таких промежуточных моделей показана на рис. 33, Б. Двигатель уже «ушел» с переднего колеса, но еще не «пришел» к заднему. Водитель почти сидит на двигателе, а под креслом остается свободное пространство...
Рис. 33. Путь совершенствования мотороллера
А — модель 1920 г., Б — промежуточная модель, В — машина современного вида.
Около трех десятилетий мотороллер был только диковинной забавой. В самом деле, если все равно приходится сидеть верхом на двигателе, то зачем нужен мотороллер, когда существуют мотоциклы?.. Но вот двигатель, завершив путешествие, ушел под седло мотороллера. Машина приобрела современный вид (рис. 33, В) и новые качества, которых нет у мотоцикла. Оказалось возможным полностью закрыть мотор. Освободилось очень удобное, прикрытое щитками место для ног водителя. Машина стала устойчивой, комфортабельной. На ней можно ездить даже в белой одежде. И мотороллер начал успешно (особенно, в городах) конкурировать с мотоциклом.
История мотороллера — не исключение. В подавляющем большинстве случаев изобретатели, решив задачу и внеся в объект то или иное частичное изменение, воздерживаются от других изменений, казалось бы очевидных и закономерных. Так, первые автомобили были сделаны из обычных колясок: выпрягли лошадей и «впрягли» мотор, У некоторых конструкций в передней части был даже расположен макет торса лошади!
Первый мотоцикл был велосипедом обычной для своего времени конструкции. Единственное отличие состояло в том, что на педали жал не человек, а двигатель внутреннего сгорания.
На рис. 34 изображено одно из новейших изобретений — машина для шовной сварки эластичного пластиката. Ультрасовременная (и прогрессивная!) идея использования токов высокой частоты для сварки пластмассовых изделий облечена в допотопную конструктивную форму. Пока пластмассовые детали изделий соединялись нитками, годилась обычная швейная машина. Но вот рабочий орган машины кардинально изменен — вместо иглы и нитки появился ролик, на который подаются токи высокой частоты. Здесь, пользуясь нашей символикой, надо говорить не о переходе от Аn к Аn+1, а о стремительном рывке от ряда А к ряду Б и даже В. Однако стремительного рывка не последовало — была создана типичная «автолошадь».
Рис. 34. Ультрасовременная идея облечена в архаическую конструктивную форму.
Традиционная компоновка швейной машины была обусловлена тем, что функции двигателя выполнял человек. Правой рукой он крутил вал машины, а левой регулировал подачу ткани под иглу. При ножном приводе эта компоновка тоже была целесообразна. Однако в машине, изображенной на рис. 34, шов образуется под действием токов высокой частоты, почему же теперь человек должен сидеть так, как он сидел, работая в качестве двигателя?!
Если электроаппаратуру спрятать под машину, вся установка станет значительно компактнее, ее можно будет прикрыть одним кожухом. А сидеть удобнее слева, в непосредственной близости к рабочему органу машины, — с этой стороны и должен находиться человек, обслуживающий сварочную машину для пластмассовых изделий.
* * *Синтетическая стадия своеобразна. В отличие от предыдущих она, вообще говоря, не обязательна. Новая техническая идея, решающая изобретательскую задачу, возникает до синтетической стадии. А когда идея найдена, можно сразу переходить к ее конструкторской разработке. В большинстве случаев так именно и поступают. В результате изобретение остается частичным, хотя могло бы стать первым звеном в длинной цепочке других изобретений.
Рис. 35. Приставка-обтекатель.
Был, например, предложен способ толкать буксиром не одну баржу, а две, поставленные борт о борт. Однако при этом между носовыми оконечностями барж получалась широкая впадина, тормозящая движение состава. Казалось бы, сам собой напрашивался следующий шаг: надо прикрыть впадину приставкой, которая обеспечит обтекаемость (рис. 35). Однако эта идея (авторское свидетельство № 288575) появилась совсем недавно.
Своеобразие синтетической стадии в том, что ее шаги независимы друг от друга и просты, главное — не забыть их сделать. Но это опять-таки своеобразная простота. Предположим, что новая техническая идея привела от машины A3 к А4. Тогда в результате синтетической стадии почти каждый изобретатель может прийти от А4 к А5. Дальнейшее же продвижение всецело зависит от объема знаний (теоретических или приобретенных в процессе производственного опыта).
* * *Взяв прототипом объект Аn, изобретатель может поставить две разные задачи. Можно сформулировать задачу так: «Перейти от Аn к Аn+1 или даже, развив найденную идею, к Аn+2». А можно поставить задачу иначе: «Минуя весь ряд от Аn+1 до Аn+m, сразу выйти к Б1».
Иногда спрашивают: что лучше — совершенствовать имеющуюся машину (способ) или искать нечто совершенно новое? С таким же успехом можно допытываться: что лучше — стрелять на пять метров или на пятьсот километров?..
Все зависит от конкретных условий, и прежде всего от целей, которые ставит перед собой изобретатель или коллектив, решающий изобретательскую задачу. Если нужно, чтобы задача была решена как можно быстрее, то целесообразнее совершенствовать прототип. ИКР в этом случае формулируется так: «То, что есть, минус недостатки» или «То, что есть, плюс некоторое улучшение». При такой тактике задача решается сравнительно быстро (чаще всего на третьем уровне), а внедрение изобретения не вызывает особых трудностей. Если же нужно получить качественно новый эффект, целесообразнее сразу отказаться от прототипа, навязываемого условием задачи. Прототипом должна быть идеальная машина (идеальный способ). В таких случаях объектом в ИКР часто бывает «внешняя среда»: «Внешняя среда сама обеспечивает то-то и то-то». Слова «внешняя среда» помогают оторваться от старого, негодного прототипа и понять — что должна делать новая машина (новый способ), как она должна работать.
Действуя подобным образом, можно прийти к идее четвертого-пятого уровней. Но и внедрение изобретения потребует в этом случае значительно большего времени. Приходится «с нуля» разрабатывать конструкцию, многократно испытывать и переделывать ее, преодолевать недоверие и сомнения тех, кто привык оставаться в рамках совершенствования старого прототипа.
