УРОВНИ ТВОРЧЕСТВА

Изобретательство — древнейшее занятие человека. Собственно, с изобретения первых орудий труда и начал­ся процесс очеловечивания наших далеких предков. С тех пор были сделаны миллионы изобретений. Но вот что удивительно: изобретательские задачи становились все более сложными, а методы их решения почти не совер­шенствовались. Как правило, изобретатели шли к цели путем «проб и ошибок».

«Изобретатель не знает ни благоразумия, ни преду­смотрительности, ни их младшей сестры — медлитель­ности,— пишет французский исследователь Шарль Николь.— Он не исследует и не занимается софизмами. Он сразу бросается на неисследованную область и этим са­мым актом побеждает ее. Проблема окутанная туманом, которую обычный слабый свет не мог обнаружить, вдруг как бы озаряется светом молнии. И тогда рождается но­вое творение. Такой акт ничем не обязан ни логике, ни разуму».

Вот что говорит современный американский изобрета­тель Дж. Рабинов: «Было бы очень удобно, если бы изо­бретения были результатом логического и упорядоченно­го процесса. К сожалению, обычно это не так. Они пред­ставляются продуктом того, что психологи называют «интуицией» — неожиданной вспышки вдохновения, ме­ханизм которого лежит в глубинах человеческого разума».

Как и Николь, Рабинов не считает творческий про­цесс логическим. Однако в том, что говорит Рабинов, есть и свои оттенки. С точки зрения Николя, изобрета­тель прекрасно обходится без «благоразумия»: бросился на задачу — и победил. Рабинов рисует картину менее радужную и более близкую к действительности: бросился... и долго перебирал всевозможные варианты. И уж только потом победил.

Подобных высказываний можно привести множество, и все они — плод идеалистического мышления.

Выдающийся советский изобретатель Г. Бабат срав­нивал творческую работу с восхождением на крутую го­ру: «Бредешь, отыскивая воображаемую тропинку, по­падаешь в тупик, приходишь к обрыву, снова возвраща­ешься. И когда наконец после стольких мучений добе­решься до вершины и посмотришь вниз, то видишь, что шел глупо, бестолково, в то время как ровная широкая дорога была так близка и по ней легко было взойти, если бы раньше ее знал».

Г. Бабат очень точно подметил характернейшую осо­бенность творческого процесса: за «бестолковость» поис­ков приходится расплачиваться огромной затратой сил и времени. Не удивительно, что уже давно возникла мысль о необходимости как-то упорядочить поиски, най­ти правила выхода на «ровную и широкую дорогу», соз­дать науку о решении творческих задач — эвристику.

Слово «эвристика» впервые появилось в трудах гре­ческого математика Паппа Александрийского, жившего во второй половине III века нашей эры. Впоследствии о необходимости изучения творческого мышления говори­ли многие выдающиеся ученые, в том числе Лейбниц и Декарт. Постепенно накопилось множество наблюдений, свидетельствующих, что какие-то эвристические правила действительно существуют. Укреплялась уверенность в принципиальной познаваемости творческих процессов, но изобретатели продолжали (и сегодня еще продолжают) работать методом «проб и ошибок».

Почему же эвристика за семнадцать веков ее сущест­вования не создала эффективных методов решения изо­бретательских задач?

Прежде всего потому, что эвристика с самого начала ставила слишком общую цель: найти универсальные пра­вила, позволяющие решать любые творческие задачи во всех отраслях человеческой деятельности. Античная философия всегда стремилась к отысканию немногих «из­начальных» элементов, пригодных для объяснения широ­кого круга явлений. Вспомним хотя бы учение Аристоте­ля, согласно которому вещество построено из пяти эле­ментов: огня, воздуха, воды, земли и эфира. В таком же примерно духе мыслилось и выявление «всеобщих эле­ментов» творчества.

Разумеется, всем видам творчества присущи некото­рые общие признаки. Но, ограничиваясь рассмотрением только этих универсальных (и в значительной мере внеш­них) признаков, трудно продвинуться дальше самых пер­воначальных представлений.

Примечательны в этом отношении работы П. Энгельмейера. Использовав богатый фактический материал, этот талантливый русский исследователь предложил следующую схему творческого процесса.

Первый акт — акт интуиции и желания. Проис­хождение замысла.

Второй акт — акт знания и рассуждения. Выработка схемы или плана.

Третий акт — акт умения. Конструктивное выпол­нение изобретения.

В принципе все верно: каждый творческий процесс включает замысел (постановку задачи), нахождение новой идеи (решение задачи) и разработку этой идеи (конструктивное ее воплощение). Но схема настолько неконкретна, что практически ничего не дает изобрета­телю.

Справедливости ради, надо отметить, что П. Энгельмейер, как и многие другие исследователи, не задавал­ся целью создать практически работоспособную систему решения изобретательских задач. Вплоть до недавнего времени считалось, что производство изобретений впол­не удовлетворяет спрос. Какая, в сущности, разница, сколько попыток сделал изобретатель, если в конце кон­цов задача успешно решена?

«Индустрия изобретений» работала прадедовскими методами, но с заданием справлялась. Стоит ли удив­ляться, что разработка эвристики шла довольно вяло? Положение осложнялось еще и тем, что проблему пы­тались решать с позиций узкой специализации. Истори­ки техники, как правило, полностью игнорировали психо­логические особенности творческого процесса. А психологи, в свою очередь, не учитывали объективные законо­мерности исторического развития науки и техники, их интересовали главным образом индивидуальные творче­ские особенности выдающихся ученых и изобретателей. Так, в 1926 году американские психологи С. Кокс и Л. Термен опубликовали работу под примечательным на­званием «О ранних умственных чертах 300 гениев». Впо­следствии Л. Тсрмен и М. Идеи на протяжении 25—30 лет изучали судьбу 1000 наиболее одаренных учащихся и написали трехтомное «Исследование гениальности».

Сами изобретатели долгое время также не стреми­лись «прояснить» творческий процесс. Изобретателей было немного, ореол исключительности явно импониро­вал большинству из них. В двадцатых годах американ­ский психолог Росман провел анкетный опрос изобрета­телей. Был, в частности, задан и такой вопрос: «Счита­ете ли Вы, что изобретательские способности прирожден­ные или изобретательству можно учиться?» Семьдесят процентов изобретателей ответили: «Научиться изобре­тать нельзя. Чтобы стать изобретателем, нужно иметь природные дарования». При этом никто из отвечавших на анкету Росмана не мог толком объяснить, в чем же они состоят, эти природные дарования.

Вскоре после этого опроса (в 1931 году) появилась книга Росмана «Психология изобретателя». В ней гово­рилось: «Мы в настоящее время практически ничего не знаем о психологическом процессе, создающем изобре­тение. Мы не знаем ни условий, благоприятных для соз­дания и изобретения, ни особенностей и характерных черт изобретателя».

Собрав множество интересных фактов, Росман не вы­явил сути изобретательского творчества. Выводы Росмана скромны: он ограничился приближенной схемой твор­ческого процесса. Выглядит эта схема так:

1. Усмотрение потребности или трудности.

2. Анализ этой потребности или трудности. -

3. Просмотр доступной информации.

4. Формулировка всех объективных решений. 5. Критический анализ этих решений.

6. Рождение новой идеи.

7. Экспериментирование для подтверждения правиль­ности новой идеи.

В свое время Юлий Цезарь, завоевав Вифинию, сообщил об этом в Рим тремя словами: «Пришел, увидел, по­бедил». Представьте себе, что, основываясь на этом ис­торическом факте, кто-то изложил бы принципы военно­го искусства так: «Первая фаза — пришел. Вторая — увидел. Третья — победил...» А ведь нечто подобное это­му и представляет собой схема Росмана: она перечис­ляет в хронологическом порядке основные этапы работы над изобретением, и только. При этом в один ряд поставлены совершенно различные процессы, напри­мер просмотр информации и рождение идеи изобретения. Получить информацию можно в библиотеке, тут все про­сто. Но как сделать, чтобы идея «родилась», и притом здоровой и сильной?.. Росман не смог ответить на этот вопрос, технология изобретательства осталась нераскры­той.

В 1934 году был опубликован первый том книги со­ветского психолога П. Якобсона «Процесс творческой работы изобретателя». Критически рассмотрев выводы Росмана, П. Якобсон предложил свою схему творческого процесса. По этой схеме работа над изобретением также состоит из семи стадий:

1. Период интеллектуально-творческой готовности.

2. Усмотрение потребности.

3. Зарождение идеи-задачи.

4. Поиски решения.

5. Получение принципа изобретения.

6. Превращение принципа в схему.

7. Техническое оформление и развертывание изобре­тения.

Как легко заметить, эта схема во многом похожа на предложенную Росманом. Но в книге П. Якобсона от­четливее выражена мысль о необходимости вскрыть законы технического творчества и создать научно обосно­ванную методику решения изобретательских задач. Пред­полагалось, что во втором томе П. Якобсон изложит суть этой методики. Однако второй том так и не был написан, хотя П. Якобсон продолжал в дальнейшем публиковать другие работы в области психологии.

К середине тридцатых годов на полках патентных би­блиотек скопились описания миллионов изобретений. Изобретательство в нашей стране приобретало все более массовый характер. Становилось очевидным: нужна на­учная методология творчества. Однако в силу целого ряда причин и неблагоприятных обстоятельств в течение; последующих двадцати лет новые работы по технологии изобретательства почти не публиковались. А старые тео­рии, расплывчатые и практически неработоспособные, уже не годились. Тем более они непригодны теперь, в пе­риод бурного развития научно-технической революции, когда, как сказано и отчетном докладе Центрального Комитета КПСС XXIV съезду партии, «наиболее сла­быми являются звенья, связанные с практической реа­лизацией достижений науки, с их внедрением в массо­вое производство». А ведь достижения науки входят в производство именно через изобретения.

* * *

В 1944 году американский математик Д. Пойа писал об эвристике: «...так называлась не совсем четко очерчен­ная область исследования, относимая то к логике, то к философии, то к психологии. Она часто охарактеризовывалась в общих чертах, редко излагалась детально и, по существу, предана забвению в настоящее время».

История эвристики вообще состоит из недолгих при­ливов, разделенных куда более продолжительными отли­вами. Каждый прилив обогащал эвристику новыми на­деждами и новой терминологией. Однако вскоре оказы­валось, что надежды не спешат оправдываться, а за новыми терминами стоят старые и крайне расплывчатые идеи. Тогда начинался отлив.

Возникновение кибернетики на первых порах усилило очередной отлив эвристики. В электронной вычислитель­ной технике господствовал принцип последовательного перебора вариантов. Популярная и внешне убедительная аналогия между работой вычислительной машины и ра­ботой мозга укрепила мнение, что изобретательские за­дачи должны обязательно решаться путем «проб и оши­бок».

Электронные вычислительные машины совершенство­вались, и к концу 50-х годов стало ясно, что сплошной перебор вариантов — даже при колоссальном быстродей­ствии — не годится для решения творческих задач. При­шлось вспомнить об эвристике. Возникла идея эвристического программирования: пусть машины не перебира­ют подряд все варианты, а по определенным правилам отбирают относительно небольшое количество вариантов, достаточное для решения.

В 1957 году американские исследователи А. Ньюэлл, Дж. Шоу и Г. Саймон опубликовали эвристическую прог­рамму под названием «Общий решатель проблем». Тер­минология была новая, с кибернетическим акцентом, а идея старая: создать универсальные правила решения творческих задач. Однако «решатель проблем» оказался весьма специализированным: он был пригоден в основ­ном для доказательства теорем математической логики. А. Ньюэлл попытался использовать «Общий решатель» для игры в шахматы — ничего не получилось. Об изоб­ретательских задачах и говорить не приходится: они заведомо были не под силу «Общему решателю».

Впоследствии А. Ньюэлл, Дж. Шоу и Г. Саймон соз­дали специальную шахматную программу. Но при этом пришлось отказаться от традиционных для эвристики по­исков универсальных правил. Исследователи обратились к изучению объективных закономерностей шахматной иг­ры. Имеется хорошо разработанная шахматная теория — она и была положена в основу программы.

Казалось бы, найден верный путь: создавая эвристи­ческие программы, надо основываться на объективных закономерностях, действующих в данной области. Одна­ко современная эвристика без особого энтузиазма осва­ивается с этой мыслью. Дело в том, что в шахматах была готовая теория, были учебники с правилами, обобщения­ми, советами, были многочисленные анализы сыгранных партий. Не будь всего этого, пришлось бы проделать в тысячи раз более сложную работу: сначала создать тео­рию, а уж потом, опираясь на эту теорию, разработать эвристическую программу игры. Именно поэтому сегод­няшняя эвристика ничего не может предложить изо­бретателям.

* * *

Разделяя творческий процесс на отдельные стадии, Росман и другие исследователи не учитывали, что каж­дая стадия может проходить на качественно отличаю­щихся уровнях.

Это типично для исследований, посвященных изобретательскому творчеству. Изобретения рассматриваются «вообще», хотя на самом деле они представляют собой множество весьма отличающихся друг от друга объектов.

Сравним дна конкретных изобретения:

Авторское свидетельство № 123209 Приспособление для открывания бутылок, вы­полненное в виде укреп­ленного на рукоятке зах­вата, отличающееся тем, что с целью откры­вания бутылок, укупо­ренных полиэтиленовыми пробками, захват выпол­нен и виде скобы подко­вообразной формы с за­гнутым внутрь ее по всему периметру бортиком с фаской.

Авторское свидетельство № 166584 Способ усиления элек­тромагнитных излучений (ультрафиолетового, ви­димого, инфракрасного и радиодиапазонов волн), отличаю 1цийся тем, что усиливаемое излуче­ние пропускают через среду, в которой с по­мощью вспомогательного излучения или другим пу­тем создают избыточную, по сравнению с равновес­ной, концентрацию ато­мов, других частиц или их систем на верхних энергетических уровнях, соответствующих возбуж­денным состояниям.

Безусловно, в обоих случаях творческий процесс дол­жен проходить, через одни и те же стадии (в каждом де­ле есть начало, середина и конец). Но существует очевид­ная качественная разница между «усмотрением потреб­ности» в механизации извлечения полиэтиленовых про­бок и «усмотрением потребности» в создании индуциро­ванного излучателя (лазера). Столь же очевидная каче­ственная разница должна быть и в механизме «рожде­ния новой идеи» в двух этих изобретениях.

Я опросил подряд 29 человек в возрасте от 12 до 46 лет — все они за 2—5 минут находили идею механиз­ма для открывания пластмассовых пробок. Привожу за­пись решения задачи моим сыном (12 лет);

«Экспериментатор. Нужно придумать открывалку для пластмассовых пробок. Штопор не годится. Острая штуковина, которой открывают металлические пробки, тоже не годится. Для пластмассовых пробок нужна какая-то другая открывалка.

Испытуемый. Мама открывает ножом.

Экспериментатор. Ножом неудобно. Нужна специаль­ная открывалка.

Испытуемый. Можно ножницами.

Экспериментатор. А почему ножницами лучше? Испытуемый. Ну, нож захватывает пробку только с одной стороны, а ножницы — с двух сторон.

Экспериментатор. А как сделать еще лучше?

Испытуемый (с энтузиазмом). Надо захватить с трех сторон! (Примечание: это и есть «скоба подковообраз­ной формы» по авторскому свидетельству № 166584.)

Экспериментатор. Но все-таки нужна специальная от­крывалка.

Испытуемый. Ну такое лезвие, чтобы хватало пробку с трех сторон (показывает пальцами). А сверху прице­пить ручку».

Чтобы разобраться в технологии изобретательского творчества, необходимо рассмотреть изобретательскую деятельность с учетом многообразия уровней на каждом этапе творческого процесса.

Этим мы и займемся.

На стр. 32 приведена структурная схема творческого процесса. Этапы обозначены на ней буквами (А, Б, В, Г, Д, Е), уровни — цифрами (1, 2, 3, 4, 5). Каждая ста­дия может быть пройдена на одном из пяти уровней.

В дальнейшем мы детальнее рассмотрим, чем отли­чаются уровни. А пока с некоторым приближением мож­но считать характерным:

для первого уровня: использование готового объекта без выбора или почти без выбора;

для второго уровня: выбор одного объекта из несколь­ких;

для третьего уровня: частичное изменение выбранно­го объекта;

для четвертого уровня: создание нового объекта (или полное изменение исходного);

для пятого уровня: создание нового комплекса объ­ектов.

Приведем несколько конкретных примеров изобрете­ний разного уровня.

ПРОЦЕСС ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКОГО ТВОРЧЕСТВА

Структурная схема

 

Уровень	А	Б	В	Г	Д	Е
5-й	Найдена новая проблема	Найден новый метод	Получены новые данные, относящиеся к проблеме	Найден новый принцип	Созданы новые конструктивные принципы	Изменена вся система, в которую вошла новая конструкция
4-й	Найдена новая задача	Найдена новая поисковая концепция	Получены новые данные, относящиеся к задаче	Найдено новое решение	Создана новая конструкция	Конструкция применена по-новому
3-й	Изменена исходная задача	Поисковая концепция изменена применительно к условиям задачи	Собранная информация изменена применительно к условиям задачи	Изменено известное решение	Изменена исходная конструкция	Внедрена новая конструкция
2-й	Выбрана одна из нескольких задач	Выбрана одна поисковая концепция из нескольких	Собраны сведения из нескольких источников	Выбрано одно решение из нескольких	Выбрана одна из нескольких конструкций	Внедрена модификация готовой конструкции
1-й	Использована готовая задача	Использована готовая поисковая концепция	Использованы имеющиеся сведения	Использовано готовое решение	Использована готовая конструкция	Внедрена готовая конструкция
	Выбор задачи	Выбор поисковой концепции	Сбор информации	Поиск идеи решения	Развитие идеи в конструкцию	Внедрение	Этапы

 

Первый уровень

Авторское свидетельство № 157356: «Защитный кол­пак к баллонам для сжатых, сжиженных и растворимых газон, отличающийся тем, что, с целью значитель­ного снижения стоимости и экономии металла, колпак вы­полнен из пластмассы и снабжен ребрами жесткости на внутренней поверхности».

Взята готовая задача (призыв к экономии металла содержится и любом темнике). Использованы готовая поисковая концепция (надо заменить металл чем-нибудь подешевле) и готовое решение (выполнить колпак из пластмассы). Никакой специальной информации соби­рать не пришлось (пластмассовые колпаки широко при­меняются и термосах). Конструкция тоже готовая (реб­ра жесткости и я внутренней поверхности колпака) и по­тому не требующая доводки при внедрении.

Авторское свидетельство № 262335: «Сифон для пе­рекачивания жидкого металла, включающий Л-образную трубу с газопроницаемой керамической пробкой и штуцером для соединении с вакуум-насосом, всасываю­щий конец которой выполнен я виде горизонтального патрубка, отличающийся тем, что, с целью ноныше-ния чистоты перекачиваемого металла путем установки сифона над уровнем осадка и емкости, всасывающий ко­нец сифона снабжен упором.

Чтобы трубка не опускалась на дно, приделана под­ставка: тривиальная задача и тривиальное решение.

Второй уровень

Авторское свидетельство № 210662: «Индукционный электромагнитный насос. содержащий корпус, индуктор к канал, отличающийся тем, что, с целью упроще­ния запуска насоса, индуктор выполнен скользящим вдоль оси канала насоса».

Электромагнитный насос известен давно — это труба и индуктор (электромагнит), выполненный в виде ко­льца, охватывающего трубу. В рабочем положении конец трубы опущен в металл, а индуктор находится выше уровня металла. Но для запуска насоса нужно сначала втянуть металл до уровня индуктора, и тут возможны различные решения: поставить в нижней части вспомога­тельный (пусковой) индуктор; перед началом работы заливать металл сверху; опускать трубу с индуктором вниз и т. д. Выбрано одно решение (вероятно, лучшее): опускать в начале работы индуктор (не опуская самой трубы), «захватывать» металл и поднимать его вверх, до уровня, соответствующего рабочему положению индук­тора.

Это изобретение второго уровня: стадия Г пройдена на втором уровне.

Третий уровень

Авторское свидетельство № 163487: «Способ перекры­тия светового пучка с использованием взрывного за­твора, например при скоростной киносъемке, отличаю­щийся тем, что, с целью многократного использования одного и того же прерывателя светового пучка, взрыв или искровой разряд производят в жидкости, помещенной между двумя защитными стеклами так, чтобы ее свобод­ная поверхность в спокойном состоянии касалась свето­вого канала оптической системы».

Известный способ взрывного перекрытия светового пучка состоит в разрушении стекла. Понятно, что при этом прерыватель может быть использован только один раз. Изменение агрегатного состояния прерывателя обе­спечивает появление нового качества: жидкостный пре­рыватель может быть использован многократно. Стадии Г и Д пройдены на третьем уровне.

Среди изобретений третьего уровня много таких, в которых новый эффект достигается изменением агрегат­ного состояния.

Авторское свидетельство № 256956: «Способ удале­ния внутренностей у рыбы, отличающийся тем, что, с целью повышения качества зачистки брюшной полости, внутренность намораживают на охлаждаемый элемент, имеющий температуру от —5 до —50°С».

Четвертый уровень

Авторское свидетельство № 163559: «Способ контроля породоразрушающего инструмента, например буровых долот, отличающийся тем, что, с целью упрощения контроля, в качестве сигнализатора износа применяют монтируемые в, тело долота ампулы с резко .пахнущими химическими веществами, например с этилмеркаптаном».

Это изобретение четвертого уровня: здесь предлагает­ся новый («запаховый») способ контроля, а не совершен­ствуется старый.

Авторское свидетельство № 187135: «Система испарительного охлаждения электрических машин, отличаю­щаяся тем, что, с целью исключения необходимости подвода охлаждающего агента к машине, активные ча­сти и отдельные конструктивные элементы ее выполнены из пористых порошковых сталей, пропитанных жидким охлаждающим агентом, который при работе машин ис­паряется и таким образом обеспечивает кратковремен­ное интенсивное и равномерное ее охлаждение».

Обычные системы охлаждения действовали извне — и потому были громоздкими и неэффективными. В автор­ском свидетельстве № 187135 впервые предложено зара­нее запасать хладоагент внутри металла.

Пятый уровень

Авторское свидетельство № 70000: «Способ получе­ния порошков металлов, сплавов и других токопроводящнх материалов, отличающийся тем, что, с целью использования при замыкании цепи электродинамических сил для вырывания из электродов порций дисперги­руемого материала и выбрасывания их в окружающую среду, подлежащие диспергированию материалы включе­ны в качестве электродов в цепь электрического колебательного (разрядного) контура, который настроен так, что он работает в области искрового разряда (в области нестационарного электрического разряда)».

С этого изобретения началась вся история электроис­кровой обработки материалов.

Конечно, стадии и уровни могут быть детализирова­ны. Однако качественные отличия между уровнями нам­ного важнее количественных отличий в пределах одного уровня.

Поясним это аналогией. Невозможно изучать вещест­во, например воду, «вообще». Существуют качественно отличные «уровни» воды — лед, жидкая вода, пар. Это вещества с разными свойствами, они (вещества) подчи­няются разным закономерностям. Конечно, существуют отличия и в пределах одного уровня: вода при 4° отлича­ется от воды при 99°, а пар при температуре закритической отличается от пара с докритической температурой. Но при структурном анализе (во всяком случае, на его первом этане) внутриуровневые отличия не играют суще­ственной роли.

Вероятно, у читателя уже возник вопрос: а каково соотношение между количествами изобретений первого и, например, пятого уровней?

Я проанализировал изобретения но 14 классам за 1965 и 1969 годы. Анализ дал следующее соотношение (%):

1-й уровень.......................32

2-й уровень ......................45

3-й уровень .......................19

4-и уровень ........ Менее 4

5-и уровень ........ Менее 4

Следователю, 77% зарегистрированных (признан­ных) изобретении фактически представляют лишь новые конструкции. В принципе каждый инженер должен уметь делать изобретения на двух первых уровнях. В этом диа­пазоне не приходится иметь дело с выработкой новых за­дач, новых технических идей и т. д., для успешной рабо­ты достаточны те знания и навыки, которыми обязан об­ладать каждый современный инженер. С другой стороны, высшие подуровни пятого уровня связаны с использова­нием новых открытий. Для современного изобретатель­ского творчества типичен, таким образом, диапазон третьего уровня до середины пятого уровня. Количест­венно это менее 1/4 регистрируемых изобретений. Но именно эти изобретения обеспечивают качественное из­менение техники.

* * *

Разницу между уровнями (на стадии Г) можно охактеризовать так: на первом уровне число проб и ошибок, необходимых среднему инженеру для отыскания решения, измеряется единицами, на втором уровне — десятками, на третьем — сотнями, на четвертом — тысячами и десятками тысяч, на пятом — сотнями тысяч, миллионами. На верхних ступенях пятого уровня пробы можно продолжать до-бесконечности, поскольку среди «спрятанных» решений еще нет нужных (нет открытий, которые позволили бы решить данную изобретательскую задачу).

Психологи довольно точно разобрались в механизме нетления на первом и втором уровнях (поскольку этот механизм не отличается от нетворческого мышления): идет перебор вариантов, негодные варианты отбрасывается, каждый отброшенный вариант проясняет задачу, перестраивая ее условия.

Трудности для традиционной психологии возникают при раскрытии механизма творчества на более высоких уровнях. Теоретически число подлежащих перебору ва­риантов очень велико, но не вызывает никаких сомнении, что изобретатель не перебирает их все подряд, а каким-то образом сужает число проб и ошибок: из 100000 воз­можных проб изобретатель эвристически выделяет «участок», скажем, со 100 пробами. Решающее значение имеет механизм этого выделения, дальше действует обычный перебор.

Вся эвристика (в значительной, мере и психология творческого мышления) построена на надежде выявить механизм перехода от 100000 вариантов к 100. Эксперименты в этом направлении столь же стары, как и сама эвристика. И столь же безрезультатны.

Ошибочно исходное положение. Никаких эвристических механизмов перехода от «большого поискового участку» (сотни тысяч попыток) к «малому, но нужному участку» (сотни попыток) не существует. Хотя задачу, требующую 100000 проб, изобретатель действительно решает всего 100 пробами.

Кажущееся противоречие объясняется тем, что психологи рассматривают действия одного человека, а задачи высших уровней решаются последовательными усилиями многих людей.

Представим себе, что клад спрятан в поле площадью 100000 м². В течение нескольких поколений последова­тельно на поле работали 1000 человек. Каждый вел рас­копки на участке в 200 м² (участки часто перекрывают друг друга). Постепенно выяснились области, где беспо­лезно копать, но все равно там копали... Наконец появля­ется 1001-й искатель. Он уже знает, где заведомо не на­до копать — за полвека это выяснили его предшествен­ники. Он выбирает некопаный участок — и находит клад. Тут появляется психолог: «Скажите, как вам удалось найти клад с такого небольшого числа попыток?» А ведь все просто: остальные участки были раскопаны, полуве­ковая работа сузила громадное поисковое поле до скром­ного участка.

В качестве конкретного примера рассмотрим изобре­тение компактного вариатора.

Вариатор - бесступенчатая коробка передач. Воз­можность плавного регулирования числа оборотов ис­ключительно важна для машиностроения и ряда других отраслей техники. Поиски наилучшего вариатора ведут­ся во многих странах с начала XX столетия.

С 1945 года над этой проблемой работал изобретатель Е. И. Пирожков под руководством доктора технических наук Г. Г. Баранова. Ранее Е. И. Пирожков изобрел не­большой гидравлический вариатор (а. с. № 70842). Та­ким образом, налицо идеальные условия: действует че­ловек, уже имеющий изобретательский опыт, а за его действиями следит известный ученый.

Как же протекала работа?

Вот ее описание, взятое из журнала «Изобретатель и рационализатор» (№ 7, 1969г.):

«Было выполнено несколько серьезных научно-иссле­довательских работ. Изучено колоссальное количество отечественной и зарубежной литературы. По «косточ­кам» разобраны конструкции практически всех вари­аторов и выявлены сильные и слабые стороны каждого. Это был титанический, не прекращающийся ни на один день труд. Несмотря на успех своего изобретения, Пи­рожков понял, что гидравлические передачи так же, как и пневматические и электрические, страдают одним су­щественным недостатком, исправить который нельзя...

...Среди специалистов мало кто обращал внимание на фрикционные передачи. Многих отпугивали их бьющие в глаза недостатки. Например, вариаторы, работа­ющие всухую, очень ненадежны... фрикционные тела проскальзывают... приходится очень сильно сжимать контактирующие пары. Силы, возникающие при этом (до нес­кольких десятков тонн!), быстро разрушают валы и под­шипники.

Интересно также, что в свое время считалось, будто колеса паровоза и рельсы надо делать зубчатыми. Иначе локомотив не сдвинется с места. Очевидно, с тех пор и осталось предубеждение против фрикционных передач. А ведь у них есть прекрасные качества...

...Пирожков оценил это. Если избавиться от недостат­ков или хотя бы свести их к минимуму, то фрикцион­ным передачам не будет равных.

Это оказалось возможным благодаря простой, но чрезвычайно остроумной идее: если силы, действующие на сателлит, перераспределить так, чтобы они образо­вали замкнутый многоугольник, то их сумма будет равна нулю. Тогда промежуточное тело будет находиться в равновесии, а вал и подшипники разгрузятся. Вся слож­ность заключается в том, что в любом вариаторе одна из сил меняет свое положение. Значит, надо найти такую, далеко не всякую и одновременно простую форму про­межуточного тела, которая позволила бы уравновесить сателлит. Выяснилось, что приемлемая форма его — со­четание двух усеченных конусов.

...Решение это пришло неожиданно.

Пирожков уехал в командировку, вырвавшись из те­кучки преподавательских работ, отчетов, докладов. И в поезде мелькнула вдруг та редкая и счастливая мысль, которую, по выражению Эйнштейна, не надо даже запи­сывать. Схема нового вариатора стояла перед глазами. Это было в 1952 году. Прошло семь лет напряженного труда с тех пор, как Пирожков впервые столкнулся с проблемами вариаторостроения...»

Проанализируем теперь ход этой семилетней работы.

Существовало обширное поисковое поле, на котором уже полвека работали тысячи людей. Изобретатель начал с участка, который был связан с его личным опытом:

попытался усовершенствовать гидравлические вариато­ры. Попытки оказались безуспешными, и участок поисков начал дрейфовать по поисковому полю. Одновременно собиралась информация о поисковых участках других изобретателей. Это чрезвычайно важная особенность реального изобретательского твор­чества, которая полностью пропадает при психологиче­ском моделировании творческих процессов. Психолог, следи он за Е. И. Пирожковым, зарегистрировал бы его личные пробы и не учел бы пробы других изобретателей. Между тем дрейф поискового участка, в пределах кото­рого вел пробы Е. П. Пирожков, корректировался инфор­мацией с других участков. Займись изобретатель этой задачей лет па 30—40 раньше, информации с других уча­стков не было бы, вся картина поисков выглядела бы со­вершенно иначе.

В оценке подобных ситуаций сейчас все поставлено с ног на голову. Если изобретатель решил задачу, кото­рую не смогли решить тысячи его предшественников за полстолетия, говорят: тут должны быть выдающиеся изобретательские способности. И не учитывают, что ре­шить задачу без предшественников намного труднее: уве­личивается степень неопределенности и, следовательно, количество требуемых попыток. Как ни парадоксально, но решить задачу тем легче, чем большее количество лю­дей безуспешно пыталось сделать это раньше. Ибо каж­дая неудачная попытка—это дополнитель­ная информация, позволяющая лучше понять за­дачу и сузить поле поисков.

Перелом и работе Е. И. Пирожкова наступил тогда, когда изобретатель существенно перестроил задачу. Ос­новываясь на своих пробах и на информации о чужих пробах, он отказался от попыток усовершенствовать наиболее популярные прототипы и обратил внимание на «золушку» фрикционную передачу. Поисковый уча­сток был перемещен в самый дальний, заброшенный угол ноля. Осуществился переход с поля в сто тысяч по­пыток «на уголочек» в сто попыток, и отыскание реше­ния стало неизбежным.

Сама идея подвижного многоугольника сил извест­на, например, в текстильном машиностроении, там она широко использована. Но эту идею нетрудно было от­крыть вновь, если бы участок поисков с самого начала был ограничен только фрикционными передачами,

Итак, целесообразная тактика (искомая эвристика!) должна была состоять в том, чтобы найти «золушку» и узнать: как расколдовывают «золушек» в соседних царствах-государствах (других отраслях техники). Но мы видим, насколько далека картина реального изобрета­тельского творчества от эвристически направленного процесса.

* * *

Сделаем небольшое отступление.

При анкетных опросах выяснилось, что некоторые изобретатели не хотят знакомиться с патентной литера­турой до решения задачи. Мотивировка: патентная ин­формация подталкивает к тривиальным решениям, сковывает воображение.

Попробуем разобраться в этих утверждениях.

Если нужно улучшить имеющийся объект, т. е. сделать изобретение второго-третьего уровней, мы всегда можем найти в патентной литературе разделы, подлежа­щие изучению. В этом случае патентная информация обязательно должна быть использована до решения задачи.

Если же нужно изобрести нечто принципиально новое, т. е. сделать изобретение четвертого-пятого уровней, ус­ловия задачи расширяются настолько, что нельзя опре­деленно ответить на вопрос: какую именно патентную ин­формацию следует смотреть?

Обратимся к конкретной задаче.

Существующий способ измерения глубины на середи­не реки состоит в том, что человек подплывает к нужно­му месту, например, на лодке, а затем опускает шест или канат с грузом. Нужно предложить способ измерения глубины реки с берега. Способ должен быть простым, а устройство легким и компактным, чтобы его могли ис­пользовать геологи, туристы и другие.

Исходный объект (измерение с лодки, плота) здесь отвергнут условиями задачи. Возникает вопрос: к каким же разделам патентной литературы обратиться? Очевид­но, что прототипом окажется изобретение из очень дале­кой области. Можно смотреть классы Е 21 (глубокие скважины), F 22 (паровые котлы), G 10 (акустика), Е 03 (способы и устройства для добывания, хранения и рас­пределения воды), Е 02 (гидротехнические сооружения), В 63 (водолазное дело, подъемное дело)... А может быть, взять класс F 16 (там упоминаются «поплавки»)? Или класс F 24 (снабжение горячей водой в зданиях)? Или класс H01 (там имеются «электрические устройст­ва, использующие особые физические эффекты»)?

В сущности, прототип можно искать в любом классе. Такая ситуация типична для задач, решаемых на четвертом-пятом уровнях. Именно поэтому существующая си­стема использования патентной информации не срабаты­вает при решении задач высших уровней.

* * *

Со времен Паппа эвристические приемы считаются универсальными. Исследуя творчество, психологи экспериментируют на головоломках и других простых за­дачах, считая механизм творчества одинаковым на всех уровнях. С таким же успехом можно пытаться постичь законы кораблестроения, экспериментируя с бумажными корабликами.

Эвристическое отыскивание решения в поисковом по­ле площадью в 100000 попыток не может не отличаться от поиска на участке в 100 попыток. Тут нужны совершен­но различные психологические механизмы.

Эвристические приемы низших уровней описаны, на­пример, в книге Дж. Диксона «Проектирование систем: изобретательство, анализ и принятие решения» (изд-во «Мир», 1969 г.). Это простые правила типа «Помни о пси­хологической инерции», «Используй аналогию», «По­ставь себя на место рассматриваемого объекта (эмпатия)» и т. д. Такие приемы вполне годятся для решения задач первого и в определенной мере — второго уров­ня. Выше этого они бесполезны, а иногда даже вредны. Об этом свидетельствуют решения учебных задач на се­минарах и эксперименты с анкетным решением задач.

Никакие призывы «помнить о психологической инер­ции» не срабатывают, если человек не знает, как именно бороться с инерцией. Тщетными остаются рекомен­дации использовать аналогии, когда этих аналогий слиш­ком много. Эмпатия только запутывает дело, если объект достаточно сложен.

Эвристике на таком уровне можно было научить всех инженеров. Но практически нет особой разницы — сде­лано ли изобретение после 20 попыток, или эвристически с двух попыток. В полную меру сила эвристики могла бы проявиться лишь на высших уровнях творчества. Но там эвристические приемы низших уровней оказываются бессильными. А высших эвристических приемов не существует.

И это не случайно.

На протяжении всей эволюции мозг человека приспо­сабливается к решению задач, соответствующих по слож­ности примерно первому уровню. Эволюция сделала свое дело: задачи этого уровня могут решаться с полной уверенностью. Даже с избыточной уверенностью. Выра­ботанные механизмы мышления (включая эвристические приемы) годятся и на втором уровне. Но они оказыва­ются совершенно непригодными для работы на высших творческих уровнях.

Естественный отбор способствовал появлению и за­креплению механизмов, свойственных первому уровню. Если и рождался человек, с эвристическими способностя­ми высших порядков, он не имел ни малейших преиму­ществ. Скорее наоборот.

Природа не выработала эвристических приемов выс­шего порядка хотя бы из-за длительности каждого цикла. Сделав в течение жизни одно-два изобретения четверто­го уровня, человек просто не успевает накопить «выс­ший» эвристический опыт.

Эволюция пошла испытанным путем: создана надеж­ная система из ненадежных элементов. Нет одного изоб­ретателя «мощностью» в 100000 попыток'. Но изобре­тения, требующие такого числа попыток, тем не менее делаются. Поле в 100000 попыток с избытком перекры­вается тысячью участков по 300 попыток.

Поэтому эвристические приемы, которые, казалось бы, должны играть решающую роль на высших уровнях, фактически проявляются лишь в виде едва ощутимых проблесков при решении немногих изобретательских за­дач на низших уровнях. Два анкетных опроса, четверть века личного наблюдения за изобретателями (в том чи­сле на учебных семинарах), анализ анкетных решений изобретательских задач, наконец, собственный опыт дают мне основание со всей категоричностью констатировать: изобретения на высших уровнях делаются без высших эвристических приемов — теми же методами, которыми де­лаются изобретения низших уровней.

Драма изобретательства состоит в том, что на выс­ших уровнях приходится работать методами, соответст­вующими низшим уровням.

* * *

Количественно задачи разных уровней отличаются числом проб и ошибок, необходимых для отыскания ре­шения. Но почему одна задача требует 100 проб, а другая в 1000 раз больше? В чем качественная разница между ними?

Сравнительный анализ задач позволяет ответить на этот вопрос.

На первом уровне задача и средства ее решения ле­жат в пределах одной профессии (одного раздела отрасли). На втором уровне — в пределах одной от­расли (машиностроительная задача решается спосо­бом, уже известным в машиностроении, но в другой его области). На третьем уровне — в пределах одной науки - (механическая задача решается механически). На четвертом уровне — за пределами науки «задачедательницы» (например, механическая задачи решается химически). На высших подуровнях пятого уровня - вообще за пределами современной науки (поэтому сначала нужно сделать открытие, а по­том, опираясь на новые научные данные, решать изобре­тательскую задачу).

Когда задача возникнет, ее пытаются решить сначала на нервом уровне, затем на втором и т. д. Изобретатель, приступающий к решению задачи четвертого уровня, "с точки зрения психологов, начинает с первой попытки; На самом деле он начинает с n-й попытки, причем n — весь­ма большое число.

При решении задачи первого уровня человек прежде всего использует «житейское знание». Как показали опы­ты Л. Секея, именно это мешает понять задачу сразу. Но разница между «житейским знанием» и подходом, требуемым на первом уровне, очень невелика. Поэтому достаточно нескольких попыток, чтобы осмыслить задачу.

Идеальная тактика решения на первом уровне практи­чески совпадает с реальной тактикой. На четвертом уров­не такого совпадения нет.

Когда наш далекий предок встречал льва, возникала примерно такая задача: «Позади высокое дерево. Чуть дальше — скалы. И еще озеро, оно совсем рядом. Куда бежать?» Ход решения: «Хорошо бы в озеро, но, кто зна­ет, — вдруг лев может плавать... Дерево? Не успею за­браться. По опыту знаю, на такую процедуру нужно вре­мя — и чтобы кто-нибудь подсадил. Остаются скалы... Ну, нажмем!»

Задачи такого уровня сложности решались из поко­ления в поколение и продолжают решаться сегодня каж­дым из нас в повседневной жизни. Эволюция выработала механизмы мышления, соответствующие таким задачам.

Изобретательская задача четвертого уровня значи­тельно сложнее повседневных ситуаций. Если обратимся к нашей модели со львом, то сложная изобретательская задача выглядит так: «Вокруг — 500 хищников. Не все они львы. Некоторые временами превращаются в змей, некоторые — в воробьев, а некоторые — непонятно в кого. Бежать к озерам? Но их сто штук и на пути к каждому множество разных препятствий. Да и сами озера ведут себя сложно; иногда мелеют, иногда движутся. К тому же динамичные хищники, вероятно, могут превращаться в крокодилов — что им озеро... Деревья? Но они меняют высоту прямо на глазах — то становятся карликовыми, то превращаются в баобабы. А тут еще что-то такое ле­тает в воздухе. То ли орлы, то ли скворцы. И неизвестно, что за этим холмом, и что за другими холмами, и что вон за тем кустарником... Трудное положение! Правда, спе­шить некуда: я могу разбираться в этой ситуации хоть пять лет...»

* * *

Теперь мы можем четко сформулировать отличие между задачами первого и четвертого уровней.

Для изобретательской задачи первого уровня (а так­же для повседневных житейских задач и эксперименталь­ных психологических задач) характерно:

1. Небольшое число элементов в задаче.

2. Неизвестных элементов нет (редко один-два неиз­вестных элемента).

3. Легкость анализа: элементы, которые могут быть - изменены, легко, отделяются от элементов, не под­дающихся изменениям в условиях данной задачи. Легко прослеживается взаимное влияние элемен­тов.

4. На решение дается короткое время.

Изобретательская задача четвертого уровня отли­чается:

1. Большим числом элементов.

2. Значительным числом неизвестных элементов.

3. Трудностью анализа: сложно отделить известные элементы от неизвестных; практически невозможно построить полную модель, учитывающую взаимо­действие элементов.

4. На решение дастся достаточно большое время.

* * *

В процессе эволюции наш мозг научился находить приближенные решения простых задач. Но эволюция не выработала механизмов для медленного и точного реше­ния сложных задач.

Если бы мы с величайшей точностью знали все, что происходит в голове хорошего изобретателя, это не при­близило бы нас к созданию тактики, соответствующей четвертому уровню. Мы бы просто обнаружили, что при решении задачи четвертого уровня изобретатель приме­няет ту же тактику, что и на первом уровне.

Эвристические механизмы высших порядков не могут быть открыты — их нет. Но они могут и должны быть созданы.