, .

CAD / CAM / CAE - софтуерни решения и технологии.

.

АБОНИРАЙТЕ СЕ

Бюлетин

Абонамент за е-бюлетин




Анкета

Как да изглежда форума в частта, касаеща софтуера?
1. Да се раздели по категории - CAD, CAM, CAE
2. Да не се променя
3. Друго - отправете предложения

Да изобретим метод за изобретяване.

ДА ИЗОБРЕТИМ МЕТОД ЗАИЗОБРЕТЯВАНЕ

Хенрих Алтшулер

Изобретателството е най-древното занятие на човека. Всъщност, с изобретяването на първите оръдия на труда е започнал процесът на очакването на нашите далечни прадеди. Оттогава са направени милиони изобретения. Но ето какво е удивително: изобретателските задачи ставаха все по-сложни, а методите на решаването им почти ие се усъвършенствуваха. Като правило, изобретателите се движеха към целта по пътя „опити и грешки".

Изобретателят не познава благоразумието, предвидливостта или по-малката им сестра — търпеливостта — пише френският изследовател Шарл Никол. — Той не изследва и не се занимава със софизми. Той веднага се нахвърля върху неизследваната област и с този акт я побеждава. Заобиколената с мъгла проблема, която при обикновена слаба светлина не може да се открие изведнъж, като че ли се озарява от светлината на мълния. И тогава се ражда новото творение.Този акт не е предизвикан от логиката или от разума.'4

Могат да бъдат посочени много подобни изказвания. Ето какво казва американския изобретател Дж. Рабинов: „Много удобно би било, ако изобретенията се появяваха като резултат на логичен и последователен процес. За съжаление обикновено не става така. Те са продукт на това, което психолозите наричат „интуиция" — неочакван проблясък на вдъхновение, чийто механизъм лежи в дълбочините на човешкия разум. Аз мисля, че всичко протича приблизително по следния начин: работещият над дадена проблема изобретател мисли за различни неща и се опитва мислено да комбинира тези неща в безкрайно много варианти и последователности. От време на време се появяват изгледи, че някои факти или идеи могат да си взаимодействуват. Изобретателят веднага се хваща за това и започва мислено да проверява дали дадената комбинация разкрива някакви реални възможности. Ако не разкрива, той се отказва от нея и започва нови опити. Получава се така, като че ли изобретателят е записал на малки картички всичко,

което знае, поставил е картичките в голяма кутия и я разклаща постоянно, като едновременно наблюдава цялата маса от информация: не се ли е получило някде многообещаващо съчетание?

Подобно на Никол, Рабинов не счита творческия процес за логичен. В гледището на Рабинов обаче се срещат някои специфични нюанси. От гледната точка на Никол изобретателят може да се справи със задачата и без помощта на „здравия разум" — нахвърля се върху задачата и побеждава. Рабинов рисува картината не с такива ярки тонове, но при него тя е по-близо до действителността. Изобретателят се нахвърля. . . и дълго подбира и преценява всевъзможните варианти. И чак тогава побеждава.

През 1953 г. американският психолог А. Ф. Осбърн се опита да усъвършенствува метода „опити и грешки". Когато някой изобретател използува този метод при решаването на дадена задача, той се спира на първата попаднала му идея. („А ако се направи така?"), а след това проверява може ли тя да се приложи за решаване на задачата, или не може. Има хора, които, според характера па умствените си способности, добре „генерират" идеи, но лошо се справят с анализа им. И обратно. Някои хора са повече склонни към критичното анализиране на идеи, отколкото към „генерирането" им. Осбърн реши да раздели тези два процеса.. Нека една група от специалисти, след като получи задачата, само да лансира идеи, макар и най-фантастични. Друга група нека само да анализира тези идеи.

Осбърн нарече своя метод брейнсторминг — мозъчен щурм. Този метод не отстранява безпорядъчните търсения. Всъщност той ги прави даже по-безпорядъчни. Но както видяхме по-горе, дълго време опитите се правят по посока на „вектора на инерцията", т. е. не в правилната посока. Затова преминаването към „обикновен безпорядък" е вече известен прогрес. Увеличава се и, фигуративно казано, степента на разклоняемост. Изказаната от някого идея веднага се подхваща и се видоизменя.

През последните години брейнстормингът се използува широко за решаване на проектантски, конструкторски и други видове практически проблеми. Този успех се обяснява не

толкова с достойнствата на брейнсторминга, колкото с недостатъците на традиционния метод „опити и грешки". Ако началната температура е минус сто градуса, то и преминаването към минус петдесет е вече затопляне. Така стои работата и с брейнсторминга.

Несъобразителността" при търсенията, която е издигната от брейнсторминга като принцип, се компенсира по количествен път — задачата се щурмува „масово". Външно този метод изглежда ефективен, задачата се решава за един ден. Но печалбата, до голяма степен е привидна. Петдесет човека за един ден изразходват толкова труд, колкото един човек за петдесет дни.

А брейнстормингът винаги изисква (като се отчете времето за предварителната подготовка) няколкостотин човекодни. Печалбата е само за сметка на съкращаването на перспективните опити в посоката на „вектора на инерцията".

Брейнстормингът се прилага успешно например, когато трябва да се намерят нови начини за рекламиране, но не дава съществени резултати, когато става въпрос за по-сложни проблеми, чието решение е в сферата на изобретенията.

Изтъкнатият руски изобретател Г. Бабат сравнява творческата работа с изкачването по стръмна планина: „Бродиш, търсейки въображаемата пътека, попадаш в безизходица, стигаш до пропаст, отново се връщаш. И когато накрая след толкова мъки се добереш до върха и погледнеш надолу, виждаш, че си вървял глупаво, иесъобразптелно, докато гладкият и широк път е бил толкова близо и по него човек лесно е можел да се-изкачи, ако го е знаел."

Бабат много точно е хванал най-характерната особеност на творческия процес: за проявената „несъобразителност" при търсенията се заплаща с изразходването на много сили и време. Затова не е чудно, че отдавна е възникнала мисълта за въвеждане на някакъв ред при творческите търсения, за намиране на правила за излизане на „гладкия и широк път", за създаване на науката за решаване на творчески задачи —евристиката.

Думата „евристика" за първи път се е появила в трудовете на гръцкия математик Пап, живял през 111 в. от нашата ера. По-късно много изтъкнати учени, в това число Ланбниц и Декарт, са говорили за необходимостта от изучаване на творческото мислене. Постепенно са се натрупвали много наблюдения, които свидетелствуват за съществуването на известни евристични правила. Развитието на науката укрепваше уверениостта в принципната познаваемост на творческите процеси, но - изобретателите продължаваха {и днес още продължават) да работят по „несъобразителния" метод „опити и грешки".

Защо за седемнадесет века съществуване евристиката не създаде ефективни методи за решаване на изобретателски задачи?

Причините са няколко. Преди всичко от самото си начало евристиката си поставя много обща цел: да намери универсални правила, по които да се решават всякакви творчески

задачи от всички отрасли на човешката дейност. Античната философия винаги се е стремила към откриването на ограничен брой „начални" елементи, достатъчни за обясняването на широк кръг от явления. Да си припомним учението на Аристотел, според което веществото е съставено от пет елемента: огън, въздух, вода, земя и етер. Приблизително в този дух древните хора са си представяли проявяваието на „всеобщите елементи" на творчеството.

Разбира се, на всичките видове творчество — художествено, научно или изобретателско — са присъщи някои общи признаци. Но като се ограничаваме с разглеждането на тези универсални (и до голяма степен външни) признаци, няма да отидем по-далеч от добиването на най-общи и най-приблизителни представи.

В това отношение са забележителни работите на талантливия руски изследовател П. Енгелмайер. Въз основа на богат фактически материал той предложи следната схема на творческия процес:

Първи акт —акт на интуиция и желание.

Втори а к т — акт на знания и разсъждения. Изработване на схема или план.

Трети акт — акт на умение. Конструктивно изпълнение на изобретението.

По принцип всичко е вярно. Всеки творчески процес включва замисъл (постановка на задачата), възникване на нова идея (решение на задачата) и разработване на тази идея (конструктивно изпълнение). Но схемата е толкова обща, че на практика нищо не дава на изобретателя.

Справедливостта изисква обаче да отбележим, че П. Еигелмайер, както и много други изследователи, не си е поставял за цел да създаде практически работоспособна система за решаване на изобретателски задачи. Нали до неотдавна се считаше, че производството на изобретения напълно задоволява нуждите. Какво значение има фактът, колко опита е правил изобретателят, ако в края на краищата задачата е решена успешно?

Индустрията на изобретенията" винаги е работила по прадядовски методи. Но тя се справяше със задачата. Тогава трябва ли да се учудваме, че развитието на евристиката е вървяло толкова вяло?

Положението бе усложнено още и с това, че опитите да се

реши проблемата се правеха от позициите на тясната специализация. Историците, които изучаваха развитието иа техниката, като правило пренебрегваха напълно психологическите особености на творческия процес. Психолозите пък на свой ред не отчитаха обективните закономерности в историческото развитие на науката и техниката. Те се интересуваха главно от индивидуалните творчески особености на изтъкнати учени и изобретатели. Така например през 1926 г. американските психолози С. Кокс и Л. Термеи публикуваха труд със забележителното заглавие „За ранните умствени способности на 300 гении". По-късно Л. Термен и М. Оден в продължение на 25—30 години изучаваха съдбата на 1000 най-надарени ученици и написаха тритомното „Изследване на гениалността".

Тук трябва да се каже, че дълго време и самите изобретатели не са се стремили да изяснят творческия процес. Те са били малко и ореолът на изключителността явно е импонирал на много от тях. През двадесетте години на нашия век американският психолог Росман провел анкета между изобретатели. Между другите е бил зададен и такъв въпрос: „Считате ли, че изобретателските способности са вродени, или считате, че изобретателството може да се изучи?" Седемдесет процента от изобретателите са отговорили: „Не е възможно човек да се научи да изобретява. За да стане изобретател, той трябва да има природни дарби." При това никой от участниците в анкетата не е можал сносно да обясни в какво се състоят тези природни дарби.

Скоро след тази анкета, през 1931 г., се появи книгата на Росман „Психология на изобретателя". В нея се казва: „Понастоящем ние практически нищо не знаем за психологическия процес, при който се създава изобретение. Ние не познаваме нито условията, конто са благоприятни за създаване на изобретение, нито особеностите и характерните черти на изобретателя."

Събрал голям брой интересни факти, Росман не можа да определи същността иа изобретателското творчество. Изводите му са скромни. Той дава само приблизителна схема на творческия процес, която изглежда така:

1. Преценка на потребността или трудността.

2. Анализ на тази потребност или трудност.

3. Преглед на достъпната информация.

4. Формулиране на всички възможни решения.

5. Критичен анализ на тези решения.

6. Раждане на нова идея.

7. Експериментиране с цел да се потвърди правилността

на новата идея.

На времето Юлий Цезар, след като завоювал Витиння, съобщил за това в Рим с три думи: „Дойдох, видях, победих". Представете си, че въз основа на този исторически факт някои излага по следния начин принципите на военното изкуство: „Първа фаза — идване. Втора — виждане. Трета.— побеждаване. . ." А нали нещо подобно представлява и схемата на Росман. Тя изброява в хронологичен ред основните етапи на работата над изобретението и толкова. Описанието се базира само на външни белези. Един до друг са поставени съвсем различни процеси, например преглед на информацията и раждане на идеята за изобретение. Информацията може да се получи в библиотека. Тук всичко е просто и ясно. Но какво да се направи, за да се „роди" идеята — и при това здрава и силна?. . . Росман не можа да отговори на този въпрос и технологията на изобретателството остана неразкрита.

През 1934 г. бе публикуван първият том от книгата на руския психолог П. Якобсон „Процесът иа творческата работа на изобретателя". Като разглежда критично изводите на Росман, П. Якобсон предложи своя схема на творческия процес. И по тази схема работата върху изобретението преминава през седем стадия;

1. Период на интелектуално-творческа готовност.

2. Преценка на потребността.

3. Зараждане иа идеята задача.

4. Търсене на решението.

5. Откриване на принципа на изобретението.

6. Превръщане на принципа в схема.

7. Техническо оформяне на изобретението.

Както лесно може да се забележи, тази схема много прилича на схемата, предложена от Росман. В книгата на П. Якобсон обаче е изразена мисълта за необходимостта да се разкрият законите на техническото творчество и да се създаде научно обоснована методика за решаване па изобретателски задачи. Предполагаше се, че във втория том на труда си П. Якобсон ще изложи същността на тази методика. Вторият том обаче не бе написан, въпреки че П. Якобсон продължи да публикува трудове в областта иа психологията.

Към средата на тридесетте години по рафтовете на патентните библиотеки се :натрупаха описанията на милиони изобретения. Вече ставаше очевидна необходимостта от научна методология на творчеството.

В продължение на двадесет години почти не се публикуваха нови работи по технологията на изобретателството. Старите, неясни и практически неработоспособни теории вече не бяха пригодни, а нови не бяха създадени.

През 1944 г. американският математик Д. Пойа писа следното за евристика: „. . .така се нарича една не съвсем точно очертала област на изследванията, отнасяна ту към логиката, ту към философията, ту към психологията. Най-често тя се охарактеризира в общи линии, по-рядко се излага детайлно и по същество понастоящем е обречена на забравяне."

Изобщо историята на евристика се състои от къси приливи, разделени от значително по-продължителни отливи. Всеки прилив я обогатяваше с нова терминология и нови процеси. Скоро обаче се оказваше, че надеждите не бързат да се сбъдват, а зад новите термини стоят старите, крайно неопределени идеи. Тогава започваше отливът.

Възникването на кибернетиката на първо време усили поредния отлив в евристиката. В електронноизчислителната техника господствуваше принципът на последователното изпробване на вариантите. Популярната и външно убедителна аналогия между работата на изчислителната машина и тази на мозъка утвърдиха мнението, че изобретателските задачи задължително трябва да се решават по пътя на „опити и грешки".

Електронноизчислителните машини постоянно се усъвършенствуваха и към края на петдесетте години стана ясно, че даже при огромните скорости на извършване на изчислителните операции последователното изпробване на вариантите не е изгодно за решаване иа творчески задачи. Налагаше се пак да се

потърси евристиката. Възникна идеята за евристичио програмиране. Същността на тази идел е машините да не изпробват всички варианти подред, а да избират по определени правила относително малко количество варианти, които са достатъчни за намиране на решението.

През 1957 г. американските изследователи А. Нгоел, Дж. Шоу и Г. Санмън публикуваха евристична програма под заглавие „Общ ключ за решаване на проблеми". Терминологията беше нова, с кибернетичен акцент, но идеята беше стара — да се създадат универсални правила за решаване на творчески задачи. „Ключът за решаване на проблеми" обаче се оказа съвсем специализиран. В общи линии той беше пригоден за доказване на теореми от математическата логика. А. Нгоел се опита да го използува при игра в шахмат и нищо не се получи. За решаване на изобретателски задачи не можеше и да се говори. Тези задачи бяха над възможностите на „Общия ключ".

По-късно А. Нюел, Дж. Шоу и Г. Саймън създадоха специална шахматна програма. В този случай обаче те трябваше да се откажат от традиционните за евристичните търсения универсални правила. Изследователите се заеха да изучават обективните закономерности на шахматната игра. В крайна сметка в основата на програмата залегна солидно разработената шахматна теория.

Изглеждаше, че е намерен правилният път — при създаването на евристични програми да се използуват обективните закономерности, които действуват в дадената област. Съвременната евристика обаче подхожда към тази мисъл без особен ентусиазъм. За шахмата имаше създадена теория, съществуваха учебници с правила, обобщения, съвети, разполагаше се с много анализи на играни партии. Без наличието на тези условия трябваше да се извърши хиляди пъти по-сложна работа: най-напред да се създаде теория, а след това на базата на тази теория да се разработи евристична програма на играта. По тези причини днешната евристика не може нищо да предложи на изобретателите.

Терминът „евристичио програмиране" се използува за първи път от американските изследователи.

Тази работа бе започната от автора през 1946 г. Не ми се иска сега със закъснение да твърдя, че още тогава се имаше предвид създаването на обща теория на изобретателството. Първоначалната цел беше по-проста — да намеря методи, които да ме подпомагат в личната ми изобретателска практика. Към 1948 г. обаче изобретенията минаха на заден план. Стана очевидно, че „изобретяването на метод за изобретяване" е много по-интересна проблема. На „обикновените" изобретения бе отредена ролята на опитни зайци, върху които се изпробваше теорията.

Необходимо беше да се създаде действена теория за решаване на изобретателски задачи, да се формулират основните принципи на научната организация на изобретателското творчество. Затова още в първите етапи на работата всяко допускане, всеки извод, всяка препоръка се изпитваха задължително практически.

Мъглявите разсъждения върху творчеството, аргументирането със случайни факти, общите разсъждения за това, за онова са органично противни на теорията на изобретателството. Тази теория се създаваше като точна наука. Което й беше непознато, оставаше непознато и не се утвърждаваше, но което беше известно — беше известно точно. И ако се правеше някаква препоръка, зад всяка дума стояха години творчески търсения, експерименти, педантични проверки и точно установени факти.

Първият, още съвсем бегъл очерк за теорията бе публикувай през 1956 г. в отдалеченото от техниката списание „Въпроси на психологията" и не привлече вниманието на изобретателите. Основните принципи на теорията бяха изложени в списание „Изобретател и рацонализатор". В продължение на една година върху страниците на списанието се проведе оживена дискусия за теорията на изобретателството. Обобщавайки резултатите от дискусията, редакцията писа: „В нашето време на бурно развитие на науката и техниката, когато съзидателното творчество е дело иа милиони хора, проблемата за разкриването на тайните на изобретателското майсторство, въвеждането на разумни правила и действени методи за разработване на технически новости става все повече и повече неотложна" По-голямата част от участниците, а дискусията изразиха увереност, че теорията „ще стане могъщо оръжие в ръцете на хиляди новатори на техниката и производството".

През периода 1961—3965 г. бяха публикувани редица трудове по теорията на изобретателството. Това даде възможност на изобретателите да използуват тази теория при решаването на нови технически задачи, да изпитат на практика и подобрят методите за творческа работа, препоръчвани от теорията. Едновременно с това продължи и изучаването на натрупания от изобретателите опит.

С по-нататъшното задълбочаване на теорията понастоящем се занимават много изследователи. А тя се развива стремително—от статия към статия, от книга към книга. За кратки периоди от време стават изменения видими, както се казва, с невъоръжено око. С колективни сили можа да се придвижи далече напред изучаването на сложните проблеми на техническото творчество.