Научная статья "ТРИЗ в педагогике"

30

ПЕРВУШКИН БОРИС НИКОЛАЕВИЧ

ЧОУ «Санкт-Петербургская Школа «Тет-а-Тет»

Учитель Математики Высшей категории

ТЕОРИЯ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ — ТРИЗ

Историческая справка

1946. Ученый из Баку Генрих Саулович Альтшуллер (1926 - 1998) начинает работу по созданию научной технологии творчества, которая со временем получила название "теория решения изобретательских задач" (ТРИЗ).

1956. В журнале "Вопросы психологии" появилась первая публикация о ТРИЗ.

1989. Образована Международная Ассоциация ТРИЗ. Впервые появляется программный продукт "Изобретающая Машина", который базируется на некоторых ТРИЗ-технологиях и помогает инженерам решать их профессиональные проблемы. За два года в СССР было продано более 1000 копий пакета компьютерных программ.

1995 - 1997. Программный продукт, переведенный на английский язык, приобретают такие известные фирмы, как "Ford", "Caterpillar", "Procter & Gamble", IВМ, а "Motorola" заключает специальный долгосрочный контракт на поставку 1000 копий системы для своих предприятий. Заключение аналогичного контракта обсуждается и в южнокорейской фирме "Samsung".

Услугами специалистов по ТРИЗ начали пользоваться разработчики государственных программ, политические деятели, бизнесмены, менеджеры. Известная южнокорейская фирма LG приглашает специалистов из бывшего СССР для создания учебных центров. Более десяти лет накапливается интересный опыт использования ТРИЗ в образовании для развития у детей творческого мышления. Во всемирной компьютерной сети стремительно растет количество рекламно-информационных материалов о ТРИЗ. Американские специалисты изучают теорию по немногочисленным пока книгам, которые переведены на английский язык. В Америке появился и первый сетевой журнал по ТРИЗ, который знакомит с содержанием этих книг. Теорию по ним изучают не только американцы, но и европейцы.

1999. В январе в Австрии проходит первый европейский ТРИЗ-конгресс. Вузы ряда европейских стран, США и Японии вводят курс теории решения изобретательских задач в свои программы обучения. Во Франции региональные правительства вслед за Эльзасом принимают региональные программы развития ТРИЗ.

2000. В начале мая проходит II Международная конференция Института Альтшуллера. В конференции принимают участие представители 11 стран. Участвуют компании: "Boeing", "Kodak", "Colgate-Palmolive", "Ford" и многие другие. Конференция выявила наличие интереса к ТРИЗ в образовательной сфере - на конференции присутствовали представители университетов и колледжей города Осаки, штатов Флориды, Северной Каролины.

В конце года создана Европейская ассоциация ТРИЗ - ETRIA (European TRIZ Association). Ассоциация быстро превратилась в глобальную, членами которой стали представители трех континентов, а не только Европы. В Европе ТРИЗ распространяется все интенсивнее: Renault, SAAB, Peugeot-Citroen, Siemens, Philips, Bourjois-Chanel... это лишь краткий перечень наиболее известных компаний.

2001-2002. Прошли две международные конференции организованные международной ассоциацией ETRIA. На второй присутствовало более 70 человек из стран Европы, Азии и Америки. Представители компаний исследовательских центров и учебных заведений.

Поскольку система образования еще не готовит специалистов по ТРИЗ, то промышленные компании и их исследовательские центры начинают переходить к организации систематического обучения специалистов по ТРИЗ у себя на предприятиях и ищут системные пути внедрения ТРИЗ-технологий.

Как реакция на такой поворот событий вузы Европы и Азии начали разработку новых специализаций на звание Бакалавр и Мастер Проектирования Инноваций. В основе этих учебных программ лежит ОТСМ-ТРИЗ подход, разработанный нашими соотечественниками. Этот подход обеспечивает эффективный анализ сложных проблемных ситуаций независимо от природы самих систем, подобно тому, как математика не зависит от того, что рассчитывают с ее помощью.

2003. Результаты, полученные участниками Проект Джонатан Ливингстон, вызывают серьезный интерес в таких странах как Япония, Корея, Канада, США, Франция. Проект посвящен гармоничной интеграции ОТСМ-ТРИЗ подходов в систему непрерывного творческого образования с постепенной реорганизацией всей системы образования - начиная с двухлетнего возраста до аспирантов и профессионалов разных возрастов и специальностей.

В настоящее время, как показывают конференции, проводимые в Америке и Европе, в мире ведутся многочисленные исследования и разработки по различным аспектам и модификациям ТРИЗ, накапливается опыт практического использования теории Г.С. Альтшуллера в различных областях человеческой деятельности, выходящих за рамки инженерных проблем. ТРИЗ-технологии превращаются в технологии анализа и решения проблем, не зависящую от предметных областей, в которых эти проблемы возникают, хотя и использующую специальные знания из этих областей. ОТСМ-ТРИЗ превращается постепенно в некоторую систему моделей и механизмов обработки знаний, независимо от природы этих знаний, с целью анализа и решения сложных проблем. Это и послужило отправной точкой проекта Джонатан: освоение детьми этих моделей позволяет им лучше учиться в школе, растет мотивация к чтению книг и образованию. А тесты психологов показывают, что уровень тревожности детей знающих ТРИЗ - существенно ниже того, что имеют другие дети в контрольных группах. Это был особенно интересный и неожиданный результат от освоения ТРИЗ - стабилизация психологического состояния человека. Там где обычно человек начинает волноваться и нервничать, усугубляя проблему, люди, владеющие ТРИЗ, применяют полученные ими знания и добиваются успеха.

Основные принципы ТРИЗ

Долгое время единственным инструментом решения творческих задач - задач, не имеющих эффективных механизмов решения, - был "метод проб и ошибок". В начале века резко возросла потребность в регулярном решении таких творческих задач, что привело к появлению многочисленных модификаций "метода проб и ошибок". Наиболее известные из них - различные варианты таких методов, как "мозговой штурм", "синектика", "морфологический анализ", "метод контрольных вопросов", "метод каталога". Суть всех этих методов - повышение интенсивности генерации идей и перебора вариантов. Но существует и противоречие - можно сэкономить время на генерацию идей, но затратить его еще больше на анализ полученных вариантов и выбор наилучшего. Как показывают прошедшие годы и проведенные в разных странах исследования количество полученных этими методами идей никак не связанно с качеством решения проблемы.

Еще в сороковых годах Г.С. Альтшуллер поставил задачу иначе: "Как без многочисленного перебора вариантов решения проблемы выходить сразу на сильные решения?".

Справиться с этой задачей позволяют три принципа, лежащие в основе ТРИЗ.

1. Принцип объективности законов развития систем - строение, функционирование и смена поколений систем подчиняются объективным законам.

Отсюда: сильные решения - это решения, соответствующие объективным законам, закономерностям, явлениям, эффектам.

2. Принцип противоречия - под воздействием внешних и внутренних факторов возникают, обостряются и разрешаются противоречия. Проблема трудна потому, что существует система противоречий - скрытых или явных. Системы эволюционируют, преодолевая противоречия на основе объективных законов, закономерностей, явлений и эффектов.

Отсюда: сильные решения - это решения, преодолевающие противоречия.

3. Принцип конкретности - каждый класс систем, как и отдельные представители внутри этого класса, имеет особенности, облегчающие или затрудняющие изменение конкретной системы. Эти особенности определяются ресурсами: внутренними - теми, на которых строится система, и внешними - той средой и ситуацией, в которых находится система.

Отсюда: сильные решения - это решения, учитывающие особенности конкретных проблемных ситуаций.

Методология решения проблем строится на основе изучаемых ТРИЗ общих законов эволюции, общих принципов разрешения противоречий и механизмов приложения этих общих положений к решению конкретных проблем.

Современная Теория Решения Изобретательских Задач включает:

 Механизмы планомерного преобразования размытой, проблемной ситуации в четкий образ будущего решения.

 Механизмы подавления психологической инерции, препятствующей поиску решений.

 Обширный информационный фонд - концентрированный опыт решения проблем.

От теории - к практике

Приведем показательный пример из практики консультантов минских тризовцев:

Один из крупнейших заводов поставил перед ними задачу: "Как повысить конкурентоспособность нашей продукции?".

Поставленная проблема затрагивала две системы. Первая - техническая система: продукция предприятия. Вторая - рынок товаров.

Специалисты по ТРИЗ проанализировали как текущее состояние рынка, так и перспективы развития продукции предприятия. Затем существующее состояние было сопоставлено с объективными законами развития обоих классов систем. В результате заказчику было предложено два решения.

Первое: добавить к функциям выпускаемого заводом бытового электронного прибора дополнительную функцию, полезную для потребителей. Второе предложение касалось более серьезных изменений, но обеспечивало выход завода со своей продукцией в новую свободную нишу рынка.

Оба предложения были закономерно найдены на основе методологии ТРИЗ, но оба были отвергнуты заказчиком: уж очень они казались "дикими" - неожиданными, непонятными.

Через год после этих событий одна южнокорейская фирма построила свою рекламную кампанию на том, что, помимо основных функций, ее изделие освежает воздух в помещении, т. е. она использовала идею, аналогичную первому предложению, сделанному заводу. А еще через год известная американская фирма вышла на рынок с идеей, созвучной со вторым предложением заводу, и стала на некоторое время монополистом в открытой ею рыночной нише, выйдя на третье место в мире по компьютерному бизнесу и обойдя такого гиганта, как фирма IВМ.

Спустя два года после этой истории "черный прогноз", сделанный тризовцами, оправдался. Ситуация на рынке изменилась, и завод, не пожелавший ничего менять в своей деятельности, надолго остановился, отправив рабочих в отпуска без содержания.

Этот пример иллюстрирует одно из слабых мест теории: ее выводы кажутся слишком неправдоподобными, "дикими", неправильными. И это несмотря на то, что за пятьдесят лет развития ТРИЗ ее прогнозы, как правило, оправдывались, а непринятие предлагаемых решений приводило иногда к несчастным случаям и катастрофам.

ТРИЗ и современность

В настоящее время теория получила широкое распространение не только у нас в стране, но и за рубежом. Книги по ТРИЗ изданы в США, Великобритании, Японии, Корее, Франции, Финляндии, Германии, и других странах. В Финляндии, Корее, Франции, США, Голландии, Бельгии, Англии, стремительно растет количество фирм, занимающихся ТРИЗ-консультациями и обучением.

О том, как стремительно новая технология решения творческих задач завоевывает мир, можно судить по всемирной компьютерной сети Интернет: за последние годы количество статей по ТРИЗ уже превысило несколько тысяч начавшись в общем-то с нуля.... Крупнейшие мировые корпорации ищут на территории бывшего СССР специалистов для своих изобретательских и исследовательских служб.

Как сама теория, так и методология преподавания ТРИЗ непрерывно развиваются. Идеи и методы переносятся на нетехнические области: художественные системы, менеджмент, управление коллективами, рекламу и Public Relations, решение коммерческих, социальных, социально-технических и педагогических задач, задач системы образования.

Тризовская система обучения охватывает все возрасты, начиная с детсадовского.

Ребенок, владеющий элементами ТРИЗ, может сам решать свои проблемы, причем нестандартно, неординарно. Вот, например, простой, но наглядный случай, произошедший в семье тризовцев. Мальчик восьми лет оказался перед дверью, закрытой сестрой изнутри. Как войти в комнату? Применить силу? Поднять крик? Он сформулировал более идеальное решение: сестра сама должна открыть дверь. Мальчик подошел к двери и крикнул сестре: "Я тебя запер!" Через несколько секунд она сама распахнула дверь, освобождая себя из "плена".

Инженер, владеющий ТРИЗ, имеет возможность эффективно развивать и совершенствовать технические системы.

У педагога, использующего даже элементы теории, дети занимаются с увлечением, без перегрузок осваивают новые знания, развивают речь и мышление, осваивают иностранные языки без зубрежки.

Сценаристам и писателям технологии развития творческого воображения помогают придумывать сюжеты произведений, описывать фантастические объекты.

Бизнесмены, владеющие ТРИЗ, обходят конкурентов и повышают свои доходы за счет более эффективного использования имеющихся ресурсов.

ТРИЗ-технологии позволяют объединить усилия специалистов разного профиля при разработке и реализации крупных программ, избежать дорогостоящих ошибок.

Значительно меньше, чем методики инженерного приложения ТРИЗ, известны работы Г.С. Альтшуллера и И.М. Верткина по исследованию закономерностей жизни Творческой Личности, построенные на основе анализа биографий более чем 1000 знаменитых людей, чьи имена вошли в энциклопедии мира. На основе этого анализа авторы разработали Жизненную Стратегию Творческой Личности, представленную в виде деловой игры "Внешние Обстоятельства против Творческой Личности". Это своего рода сборник нестандартных задач, которые приходилось решать выдающимся творческим людям на протяжении тысячелетий. Умея решать задачи с использованием ТРИЗ, можно делать упреждающие ходы, снижающие негативное влияние внешних обстоятельств. Мир еще только начинает понимать значимость этого направления ТРИЗ. А в Минске книга об этом - "Как Стать Гением" - была издана еще в 1994 году издательством Беларусь, хотя и пролежав пять лет в сверстанном виде без движения... Выводы авторов уж очень не вяжутся с обывательскими представлениями о жизни творческого человека: повсеместном признании, богатстве... Успешность Творческой личности, оказывается, измеряется другими единицами...

* * *

Укротив дикую лошадь, человек стремительно начал осваивать новые пространства суши.

Укротив с помощью парусов ветер, он начал осваивать новые континенты.

ТРИЗ-технологии позволяют человеку осваивать возможности собственного мышления.

К сожалению, придется огорчить тех, кто воспримет теорию Г.С. Альтшуллера как мгновенную панацею от всех бед.

ТРИЗ - научная технология творчества, направленная на сознательное управление подсознательными творческими процессами. И как всякая наука, работающая на нечеткой, расплывчатой грани между познанным и непознанным, известным и неизвестным, она сочетает в себе как строго научные подходы, так и определенное искусство. И то, и другое требует усилий и времени на их освоение. Поэтому эффективное использование теории и ее прикладных технологий возможно только после серьезной и длительной подготовки.

Перефразируя известные слова Аристотеля, можно сказать: "Нет царского пути в ТРИЗ".

Алгоритм решения изобретательских задач.

АРИЗ - сложный инструмент, не применяйте его для решения новых производственных задач без предварительного обучения хотя бы по 80-часовой программе.

АРИЗ - инструмент для мышления, а не вместо мышления. Не спешите, тщательно обдумывайте формулировку каждого шага, обязательно записывайте на полях все соображения, возникающие по ходу решения задачи.

АРИЗ - инструмент для решения нестандартных задач. Проверьте: может быть, ваша задача решается по стандартам

Цель и задачи ТРИЗ-педагогики

Перспективная цель - подготовка личности к жизни в динамично изменяющемся мире.

Стремительные темпы изменений ставят человека в ситуацию, когда он должен оперативно решать возникающие проблемы, причём таким образом, чтобы конечное решение предупреждало возникновение новых проблем. Или могло их предсказать. Отсюда встаёт вопрос о том, какой образовательный идеал мы будем закладывать в целеполагание.

Образовательный идеал должен быть достигаем. Если в системе образования заложен идеал, достичь которого не удалось никому или единицам, то это означает, что-либо методики несовершенны, либо цель декларативна.

Попробуем выяснить, что значит, подготовить решателя, способного нормально жить в ситуации постоянных перемен. И насколько реально достижение этой цели.

Это значит, что человек должен быть:

 исследователем (чтобы понять первопричины возникших проблем, которые предстоит решать),

 непосредственно решателем (для чего ему необходимо владеть техникой работы с проблемами и задачами различного уровня сложности, и в первую очередь с открытыми задачами, которые не решаются на уровне формальной логики),

 прогнозистом (чтобы уметь спрогнозировать возможные последствия своих решений, последствия невмешательства в проблему и, наконец, естественный ход событий, который мало зависит от конкретного вмешательства, но подчиняется единым законам развития),

 личностью, которая использует свой потенциал и навыки работы с проблемами на благо в соответствии с определёнными культурными или нравственными ценностями (Здесь прежде всего имеются в виду общечеловеческие ценности, а не мораль конкретно взятой культурной группы)

Таким образом, попытаемся детализировать цель в задачи:

1. Развитие у ребёнка естественной потребности познания окружающего мира, заложенной природой.

2. Формирование системного диалектического мышления (сильного мышления), основанного на законах развития.

3. Формирование навыков самостоятельного поиска и получения нужной информации.

4. Формирование навыков работы с информацией, которую ребёнок получает из окружающей действительности стихийно или в результате целенаправленного обучения.

5. Воспитание определённых качеств личности, на основе ТРТЛ.

Содержание ТРИЗ педагогики

На сегодняшний день содержание ТРИЗ-педагогики трактуется по-разному, исходя из конкретных условий, в которых работает педагог.

На самом же деле содержание определяется как перечень формируемых качеств личности, системы знаний, умений и навыков, которые должны быть присвоены ребёнком. Поэтому условно содержание ТРИЗ-педагогики можно определить как совокупность следующих составляющих:

1. КТЛ (качества творческой личности - прим. составителей сайта).

2. Навыки сильного мышления.

3. Параметры управляемого воображения.

4. Алгоритмы мыследеятельности, необходимые для успешной работы с проблемами.

5. Разработанные тренинги и методики, направленные на формирование навыков мышления.

На практике встречаются различные модели использования ТРИЗ - инструментария, которые могут быть эпизодическими и системными.

Можно выделить следующие модели:

а) использование в личной практике отдельных инструментов или методик, применяемых в ТРИЗ-педагогике. Например, педагог для работы с картиной использует методику "Картинка без запинки", а для анализа смысла сказочных сюжетов - составление ситуативных данеток. Весь же остальной материал даётся по традиционной методике.

Результат: у детей формируются те навыки, которые заложения результатом в данных методиках. Т.е. ребёнок научится составлять рассказы по картине и данетки по литературному сюжету.

Возможный негатив: этот подход не всегда формирует навыки сильного мышления, а только в том случае, если педагог специально ставит перед собой эту задачу ТРИЗ-педагогики.

б) специальный курс ТРИЗ и РТВ, в процессе реализации которого дети изучают основы ТРИЗ как отдельную образовательную дисциплину (в школе - урок РТВ, в детском саду - занятие по РТВ).

Результат: дети усваивают терминологию и инструменты ТРИЗ и РТВ, выполняют творческие задания различного уровня сложности, решают задачи в рамках данного курса.

Возможный негатив: дети не умеют делать переноса или затрудняются перенести полученные навыки в бытовую или учебную ситуацию. То есть, умея решать задачи, они не используют этого умения в своей практике при возникновении потребности.

в) использование ТРИЗ-РТВ-инструментария в образовательном процессе по обычной программе, как набор действенных методов реализации стандартного содержания.

Результат: образовательные задачи, заложенные в базисных программах решаются с меньшими затратами, повышается мотивация детей, усваиваются принципы работы с теми или иными инструментами.

Возможный негатив: остаётся проблема с навыками личного пользования инструментарием решения задач; не происходит перенос усвоенных навыков работы с информацией на сознательный план.

г) Интеграция стандартной образовательной программы с программой формирования навыков творческой деятельности.

Результат: формирования системы ЗУН, заложенной в базисных программах органично сочетается с процессом формирования системного диалектического мышления и развитием творческого воображения. Причём ЗУН не транслируется в традиционном понимании от педагога к детям, а формируется как естественное следствие обучения работе с информацией. Результат комплексный: Инструменты ТРИЗ помогают педагогу решать дидактические задачи, а ребёнку - познавать и преобразовывать окружающий мир.

Возможный негатив: вариант не работает без коррекции содержания базисных программ, их приходится перестраивать и адаптировать под программу формирования навыков творческой деятельности и в соответствии с требованиями системного мышления.

Вероятно, что четвёртая модель - наиболее перспективна и результативна, но и наиболее сложна по внедрению.

Справка по ТРИЗ.

«ТРИЗ сегодня — это не только технологии творчества, апробированные в технике, науке, педагогике, искусстве, рекламе, бизнесе и других областях человеческой деятельности;

ТРИЗ — это не только система знаний, доступная для всех безотносительно возраста и профессии;

ТРИЗ — это не только способ решать свои личные проблемы в любых ситуациях, не только образ мысли и мировоззрение, дающие понимание и уверенность, делающие наше сознание спокойным и свободным;

Сегодня ТРИЗ — это международное общественное движение, направленное на то, чтобы сделать эффективные технологии творчества неотъемлемой частью мировой культуры.

Творчество во имя Достойной Жизни!»

 

Из Декларации Международной Ассоциации ТРИЗ (г. Петрозаводск, 5–10 июля 1999 г.):

Издавна считалось, что творчеству невозможно научить. Этот тезис опровергнут основоположником теории решения изобретательских задач (ТРИЗ) Г.С. Альтшуллером и его последователями. Работа по созданию ТРИЗ была начата в 1946 году в Баку.

ТРИЗ–теория.

Основной областью ТРИЗ является изучение законов и закономерностей развития техники и создание механизмов для решения изобретательских задач и развития техники. ТРИЗ принципиально отличается от метода проб и ошибок и всех его модификаций. Основная идея ТРИЗ: технические системы возникают и развиваются по определенным законам, которые можно познать и использовать для решения изобретательских задач – без множества "пустых" проб и ошибок.

Теоретической основой ТРИЗ являются диалектические законы развития систем, выявленные, в первую очередь, путем анализа большого массива патентной информации. Используются также некоторые аналоги биологических законов, общие законы развития систем.

ТРИЗ — это прикладная диалектика. Механизмы мышления отражают объективную реальность. Для решения изобретательских задач необходимо изучать не столько свойства человеческой психологии, сколько законы развития технических систем. Изобретение — это не результат гениальности изобретателя, а верный шаг в направлении объективных закономерностей развития данной технической системы (ТС).

В основе ТРИЗ лежат законы развития технических систем (ЗРТС). Это объективные законы, не зависящие от воли инженеров и изобретателей. Их грамотное применение позволяет решать изобретательские задачи и создавать новые технические системы.

Один из основных ЗРТС — закон неравномерности развития частей системы: элементы ТС развиваются неравномерно, что приводит к возникновению противоречий. Любое изобретение — это выявление и преодоление противоречий, которые имеются на данном этапе в ТС. Например, при эвакуации одного из заводов во время Отечественной войны в 1941 г. возникла необходимость опустить тяжелый пресс в яму фундамента. Противоречие: необходимо использовать кран, чтобы опустить пресс и нельзя использовать кран, так его нет.

Другой важнейший закон ТРИЗ — закон стремления к идеальности: Идеальная система — это система, которой нет (то есть, нет расходов на ее изготовление, эксплуатацию, не надо применять дорогостоящие материалы), а функции системы выполняются как бы сами собой. Все ТС в своем развитии стремятся к увеличению степени идеальности. Например, в задаче про пресс вместо крана можно использовать обыкновенный лед. Переместив пресс по льду можно дождаться, когда он растает и плавно опустит станок на место. Идеальное решение: подъемного крана нет, а его функция выполняется.

В ТРИЗ используются специальные приемы для разрешения технических противоречий. Г.С. Альтшуллер путем анализа 40 тысяч патентов и изобретений выявил 40 основных и еще 10 дополнительных приемов разрешения технических противоречий. Например, обратить вред в пользу; принцип дробления; принцип объединения; прием наоборот и т.д. В случае с задачей с опусканием пресса использовано несколько приемов: принцип посредника (лед), принцип самообслуживания, применение фазовых переходов.

Значительная часть ТРИЗ посвящена анализу и использованию ресурсов. В случае с опусканием пресса использовалось несколько ресурсов: вода — вещество, которого имеется достаточно много; перепад температур — это тоже ресурс; а также время — ресурс, который позволил дождаться, когда пресс сам опустится в яму.

В ТРИЗ широко применяется закон перехода в надсистему. Любая ТС, например, парусник, дойдя до определенного этапа своего развития, переходит в надсистему — объединяется с другими системами. Один из эффективных механизмов перехода в надсистему: переход по линии развития «моно–би–поли». К моно–системе (одна система) добавляется еще одна система, которая создает новое качество и образует би–систему. Например, вместо одного паруса, можно использовать два разных паруса. Зная, эту линию развития, следующий шаг очевиден: например, много разных парусов (поли–система) — такой парусник гораздо эффективнее использует воздушные потоки.

Умение увидеть анализируемую задачу или ТС во взаимосвязи с надсистемами и в развитии во времени — важнейшее качество творческого мышления. Для развития этого качества Г.С. Альтшуллер предложил многоэкранную схему талантливого мышления (системный оператор).

Как в химии, физике, математике и многих других науках в ТРИЗ используются различные модели, для представления исходной изобретательской задачи. Процесс решения изобретательской задачи можно представить в виде схемы: от описания реальной ситуации или задачи переходят к модели задачи, затем, используя уже известные методы, переходят к модели решения задачи, а от модели — к реальному решению.

Так, одним из механизмов перехода от реальной ситуации к модели задачи является «Таблица выбора приемов устранения технических противоречий». По строкам таблицы выбирают типовые ответы на вопрос: «Что нужно изменить по условиям задачи в ТС?», а по столбцам выбирают типовой ответ на вопрос: «Что ухудшается при изменении?». Эта пара и является моделью задачи. В выбранной таким образом ячейке находятся рекомендуемые приемы разрешения противоречий — модель решения.

Другим механизмом моделирования изобретательской задачи в ТРИЗ является вепольный анализ. Веполь — это сокращение от слов вещество и поле. Любую ТС можно представить в виде веществ, из которых она состоит и полей взаимодействия между ними. Причем веществом может быть как отдельная деталь, узел или целая ТС. Под полем могут пониматься не только физические поля, но и поля звукового взаимодействия, теплового взаимодействия, механического взаимодействия и т.д. Минимальная ТС описывается как простой веполь, состоящий из вещества 1 (В₁), вещества 2 (В₂) и поля взаимодействия между ними (П). Взаимодействия между элементами веполя могут быть как вредные, так и полезные. В вепольном анализе существуют правила изображения исходной конфликтной ситуации в виде веполей (модель задачи) и имеются правила, по которым эти типовые конфликты могут быть разрешены. Например, если в ТС имеется только один элемент В₁ (пресс) и он не поддается управлению, то типовым решением является введение нового вещества (в нашем случае — это лед) и поля взаимодействия между ними (для данной ситуации — это тепловое поле).

Еще один механизм перевода ситуации в модель задачи, а затем в модель решения являются «Стандарты на решение изобретательских задач». В последней редакции система стандартов состоит из 76 стандартов, разделенных на 5 классов. Исходная проблемная ситуация идентифицируется с одним или несколькими стандартами, в которых дается общая формула возможного решения изобретательской задачи, например, ввести новое вещество или поле, использовать физический или иной эффект, согласовать ритмику, использовать пустоту и т.д.

Важной составляющей в ТРИЗ являются указатели физических, геометрических и химических эффектов. Если в обычной физике эффекты описываются по разделам физики и без указания, как их применять в технике, то в указателях эффектов основной упор делается на выполнение необходимой функции. Если анализ исходной задачи, вепольный анализ или стандарты рекомендуют реализацию той или иной функции, то указатели эффектов могут подсказать, с помощью какого физического или химического явления или геометрических свойств данная функция может быть реализована.

Многообразие инструментов, которые имеются в ТРИЗ, объединяются в систему в алгоритме решения изобретательских задач (АРИЗ). Его главной задачей является постепенное преобразование исходной проблемной ситуации в решение этой задачи. АРИЗ заменяет поиск решения методом проб и ошибок последовательной программой, по которой идет направленный поиск решения. Последняя общепризнанная модификация Алгоритма — АРИЗ–85–В. Он состоит из 9 частей. В АРИЗ используются все основные механизмы ТРИЗ. Показать работу АРИЗ в короткой справке невозможно. Это достаточно сложный инструмент со многими механизмами, правилами, подсказками, информационным фондом и т.д. Мы постараемся дать только общее представление о работе АРИЗ на конкретном примере.

Задача о костюме для горноспасателей.

В 1949 году был объявлен всесоюзный конкурс на холодильный костюм для горноспасателей. Условия: костюм должен защищать человека в течение двух часов при внешней температуре 100⁰ С и относительной влажности 100 %, причем вес костюма не должен превышать 8–10 кг. Задача считалась принципиально нерешимой. Даже при использовании самых сильных хладоагентов вес костюма получался больше 20 кг. На человека допустимо «навьючивать» груз в 28–30 кг, но горноспасатель уже несет дыхательный прибор (12 кг) и инструменты (7 кг). (Г.С. Альтшуллер, «Творчество как точная наука», Петрозаводск, «Скандинавия», 2004 г., стр. 129).

В задаче заложено, казалось бы, неразрешимое противоречие: вес холодильного костюма должен быть не больше 8–10 кг, а если использовать лед или сжиженные газы, вес костюма получается больше 20 кг. Если сделать тяжелый (20 кг) холодильный костюм, то он сможет охлаждать горноспасателя, но из–за высокого веса не позволит ему проводить необходимые работы. Если сделать легкий (меньше 10 кг) холодильный костюм, то горноспасатель сможет проводить необходимые работы, но выдерживать необходимую температуру не удастся.

Конфликт возникает между холодильным костюмом и остальным оборудованием горноспасателя (дыхательным прибором и инструментами): если бы их вес был меньше, то и холодильный костюм мог быть тяжелее.

Идеальная система: то, что уже есть в исходной ТС, должно само обеспечить и охлаждение, и дыхание спасателя, одновременно сохраняя «легкость» снаряжения.

Анализ ресурсов показывает, что можно использовать уже имеющийся кислородный аппарат. В соответствии с законом перехода в надсистему, можно перейти к би–системе, объединить дыхательный аппарат и холодильный костюм. Указатель физических эффектов показывает, что для этого можно использовать жидкий кислород. В начале он может использоваться для охлаждения, а затем вторично для дыхания (авторское свидетельство № 111144).

Решение действительно получается идеальным: холодильного костюма нет, а дыхательный аппарат заодно выполняет и функцию охлаждения.

С древних времен развитие техники шло методом проб и ошибок (МПиО) на основе естественного отбора: плохие лодки или корабли не возвращались из плаваний, а телеги, которые ломались, уже не строили вновь. Затем вместо полномасштабных объектов стали для экспериментов делать их копии (модели) – это куда дешевле и безопаснее. Следующий шаг в развитии технологии проектирования: переход от реальных моделей к мысленному моделированию — опять же на основе МПиО. ТРИЗ позволяет сделать следующий шаг в развитии проектирования — управляемое мышление вместо МПиО.

В ТРИЗ выделяется 5 уровней изобретений. Изобретения 1–го уровня очень простые, их можно сделать с помощью метода проб и ошибок. Изобретения 5–го уровня (самолет, автомобиль) связаны с постановкой новых задач и использованием принципиально новых методов для их решения. Эти сложные задачи, если их решать методом проб и ошибок, требуют десятки лет упорного труда изобретателя. Методы ТРИЗ позволяют во много раз сократить затраты на решение изобретательских задач.

Как формулы Виета для решения квадратных уравнений избавили от необходимости до бесконечности методом подбора искать решение, так и ТРИЗ позволяет не терять силы и время на ошибочные пробы, а идти точным курсом преодоления противоречий и достижения идеального конечного результата.

ТРИЗ–практика.

Основное направление применения ТРИЗ — решение практических производственных изобретательских задач, создание инновационных технологий, повышение эффективности производства и бизнеса. Методы ТРИЗ применяют либо индивидуально отдельные инженеры и изобретатели, либо группы специалистов. Коллективное использование ТРИЗ на практике началось в начале 80–х годов. В начале 90–х годов на базе Функционально–Стоимостного Анализа (ФСА) были сформированы методы ТРИЗ–анализа, которые эффективнее для анализа крупных промышленных объектов. Проект «Изобретающая Машина» («Invention Machine») создал инструменты, позволяющие применять компьютерные программы на базе ТРИЗ. Методы ТРИЗ хорошо интегрируются с другими методами анализа технических систем.

Практическая деятельность требует не только знания ТРИЗ, но и профессионализма в анализе предложенной ситуации, умения решать комплекс возникающих задач, собирать нужную информацию, иметь необходимые знания в анализируемой области и пр.

Например, при проведении ТРИЗ–анализа Каскада Туломских ГЭС (Мурманская область, РФ) в качестве одной из проблем была названа коррозия труб на участке электрокотельной. Кроме того, этот участок оказался самым убыточным из всех подразделений Каскада. Предложенное в результате ТРИЗ–анализа решение позволило: полностью избавиться от проблемы коррозии труб, исключить практически все затраты на электрокотельную, включая затраты на штатное расписание, полностью исключить потери при транспортировке тепла к домам и т.д.

Применение ТРИЗ наиболее эффективно в экономически стабильных регионах с высоким уровнем инновационного развития. ТРИЗ эффективно используется на таких фирмах, как Samsung, Hewlett Packard, Dior, Procter & Gamble, Intel, LG Electronics, Philips, Boeing и многих других известных компаниях. Активно развиваются частные консалтинговые компании, применяющие ТРИЗ в разных странах: США, Германии, Японии, Южной Кореи, Италии, Франции и др. Экономический эффект от изобретений, созданных с применением ТРИЗ, составляет сотни миллионов долларов в год.

С начала 90–х годов ТРИЗ начал профессионально использоваться в нетехнических областях: в научно–исследовательских задачах, в рекламных компаниях, в бизнес консультировании и др.

Профессиональное применение ТРИЗ подтверждает Международная Ассоциация ТРИЗ, выдавая Дипломы Мастера ТРИЗ и сертификаты специалистов по ТРИЗ.

ТРИЗ в нетехнических областях.

Механизмы ТРИЗ требуют от изобретателя владеть управляемым воображением. Для этого уже в 70–х годах Г.С. Альтшуллер создал инструментальные механизмы управления фантазией и курс обучения «Развитие творческого воображения» (РТВ).

С 60–х годов ведутся исследования по применению методов ТРИЗ в научных системах.

Эффективность изобретательской деятельности во многом связана с качествами изобретателя. В конце 80–х годов была создана Жизненная Стратегия Творческой Личности (ЖСТЛ), а затем Теория Развития Творческой Личности (ТРТЛ). ТРТЛ описывает закономерности возникновения внутренних и внешних конфликтов в развитии творческой личности и наиболее эффективные стратегии и приемы, позволяющие разрешать эти конфликты.

ТРИЗ — прикладная диалектика. Методы ТРИЗ развивают мышление человека и отражают закономерности развития не только технических, но и других систем, которые развиваются человеком. В последние годы появляется все больше разработок по применению методов ТРИЗ в других областях человеческой деятельности: бизнесе, искусстве, педагогике, социальных системах и др.

Против одной из организаций бизнес–холдинга в России два года назад была предпринята хорошо подготовленная с привлечением больших ресурсов агрессия. Попытка сохранить эту организацию, неминуемо должно было привести к потере остальных составляющих холдинга — одна за другой. Возникло противоречие: защищать одну из структур холдинга нужно, чтобы сохранить холдинг в сохранности и нельзя, чтобы не потерять последние ресурсы для развития и не дать возможности «агрессору» использовать действия холдинга против самого же холдинга.

Анализ ситуации с помощью инструментов ТРИЗ позволил принять верную стратегию. Наиболее слабую структуру холдинга решили не защищать — к этому «агрессор» не был готов. Учитывая ограниченность ресурсов, использовали ИКР: часть «агрессора» (одну из наиболее конструктивных и сильных организаций «агрессора») пригласили в качестве партнера в оставшуюся часть холдинга. Атака «агрессора» захлебнулась, холдинг сохранился и продолжил развитие. Потерянная структура вскоре была воссоздана и влилась в холдинг (известный в ТРИЗ принцип отброса и регенерации частей системы).

ТРИЗ дает конкурентное преимущество в бизнесе даже при минимальных ресурсах.

ТРИЗ–обучение

На семинарах по ТРИЗ проходят обучение различные категории слушателей: инженеры, менеджеры, предприниматели, изобретатели, ученые и т.д. Имеется опыт обучения школьников, студентов, преподавателей школ и университетов. Все чаще организуется корпоративное обучение в той или иной организации.

Курсы по ТРИЗ очень сильно могут отличаться не только по тематике и содержанию, но и по качеству обучения. В связи с этим МА ТРИЗ проводит экспертизу программ обучения, а также предоставляет аттестаты по ТРИЗ 3–х уровней. 1–й — начальный аттестат предоставляется при объеме обучения не менее 40 часов; 2–й уровень — не менее 120 часов; 3–й уровень — не менее 240 часов. Имеются и другие требования для получения аттестатов. Крайне важно, чтобы обучение проводили квалифицированные специалисты по ТРИЗ, имеющие соответствующие сертификаты или Диплом. Важно закрепление полученных знаний в практической деятельности: выполнение курсовых, дипломных работы и проектных работ.

Для стимулирования обучения МА ТРИЗ ежегодно проводит заочный международный конкурс по решению творческих задач для школьников и студентов. В 2001 году в г. Петрозаводске была проведена первая очная международная конференция «ИКАРиада–2001».

ТРИЗ–движение

Организатором и руководителем ТРИЗ–движения в СССР с начала 60–х годов был Г.С. Альтшуллер. По его инициативе в Баку были созданы и действовали в 70–х годах общественная лаборатория изобретательского творчества (ОЛМИ) и Азербайджанский общественный институт изобретательского творчества (АзОИИТ). Подобные школы начали создаваться и в других городах СССР: Ленинград, Петрозаводск, Днепропетровск, Челябинск, Кишинев, Красноярск, Москва, Минск, Обнинск и др. Наиболее часто конференции по ТРИЗ проходили в Петрозаводске — в 1980, 1982, 1985, 1987, 1989 г.г. На этих конференциях формировались не только механизмы ТРИЗ, но и ТРИЗовское сообщество. В 1987 г. был создан Фонд материалов по ТРИЗ при Челябинской областной универсальной научной библиотеке (ЧОУНБ).

В 1989 г. в г. Петрозаводске было создано первое объединение специалистов по ТРИЗ — Ассоциация ТРИЗ, которая в 1997 г. по инициативе Г.С. Альтшуллера была преобразована в Международную Ассоциацию ТРИЗ (МА ТРИЗ). Бессменным Президентом Ассоциации с 1989 по 1998 г.г. был Г.С. Альтшуллер. Коллективными членами МА ТРИЗ являются 33 общественные организации из России, США, Беларуси, Украины, Франции, Германии, Израиля, Латвии, Южной Кореи, Перу, Эстонии, а также Европейская Ассоциация ТРИЗ (ETRIA).

В 1997 г. в США был создан Институт Г.С. Альтшуллера. С этого же года в Челябинске действует общественная организация «ТРИЗ–Форум». Ежегодно в России, в Европе, в США проходят научно–практические конференции по ТРИЗ, издаются книги по ТРИЗ.

ТРИЗ–движение объединяет и любителей ТРИЗ, и профессионалов, успешно применяющих ТРИЗ в своей деятельности. Продолжается исследовательская деятельность в области ТРИЗ.

Как решать задачи с помощью ТРИЗ

Как же лучше решать творческие задачи? Вот небольшой алгоритм.

1. Определите тип задачи

В каждой задаче на сайте указан ее тип: изобретательская или исследовательская.

Изобретательская задача — это когда есть цель, которую Решателю требуется достигнуть, или есть проблема, которую нужно преодолеть, причем очевидные решения в данных условиях неприменимы. Перед Решателем возникает вопрос: "Как быть?".

Исследовательская задача — это когда происходит некоторое явление, и Решателю необходимо объяснить его, выявить причины или спрогнозировать результат. Перед Решателем стоит вопрос "Почему? Как происходит?".

Чтобы легче решить исследовательскую задачу, сформулируйте ее как изобретательскую. Задайте себе вопрос: "Как сделать, чтобы происходило именно это явление?"

ПРИМЕР

Исследовательская задача: Отправляясь на охоту, медведица оставляет своих малышей одних. А при ее возвращении медвежата ведут себя очень странно: едва завидев приближающуюся маму, они залезают на тонкие деревца. Почему? Изобретательская задача: Медвежата плохо видят и не сразу узнают маму, возвращающуюся с охоты. Дожидаться пока она приблизиться — опасно, а вдруг это чужой взрослый медведь. Он ведь и обидеть может. Как быть медвежатам? Ответ: Медвежата плохо видят и не сразу узнают маму. А дожидаться, пока чужой медведь приблизится, опасно. Поэтому они залезают на тонкие деревца, куда взрослому медведю влезть не под силу.

2. Сформулируйте к задаче Противоречие, Идеальный конечный результат (ИКР)

Противоречие и ИКР "обостряют" проблему, выявляют самую ее суть и подталкивают Вас к сильным решениям. Формулировать ИКР и Противоречие можно и в нескольких вариантах — это позволяет найти несколько решений.

На нашем сайте ко многим задачам Противоречие и ИКР даны в подсказках.

3. Выявите Ресурсы

Ресурсами является всё, что может быть полезно при решении Вашей задачи. Причем желательно использовать те ресурсы, которые уже присутствуют в проблемной ситуации, а также "дешевые" ресурсы, затраты на получение и использование которых низки.

Решателям-новичкам, работая над задачей, полезно выписывать ресурсы на лист. Глядя на них, легче искать решение.

В ряде задач на сайте полезные ресурсы даны в подсказках.

4. Примените приемы и принципы решения задач

Вы составили противоречие и ИКР и выписали ресурсы, но решение пока не нашлось? Тогда примените приемы разрешения противоречий и принципы решения задач.

Внимание! К большинству задач здесь дается только один ответ. Однако, творческая задача может иметь множество решений. В Ваших силах его исправить и найти другие интересные идеи. Присылайте их на сайт и участвуйте в конкурсе "Самое красивое решение".

5. Проанализируйте решения

Найденные решения желательно оценить с позиций идеальности. При этом можно задавать себе вопросы:

Насколько сложно и дорого осуществить решение?

Задействованы ли ресуры системы?

Появились ли нежелательные эффекты при внедрении полученного решения?

6. Законы развития технических систем

Законы развития технических систем можно разделить на группы: "статику", "кинематику" и "динамику".

Статика" — законы, которые определяют начало жизни технических систем. Любая техническая система, возникающая в результате синтеза в единое целое отдельных частей, дает жизнеспособную систему. Существуют, по крайней мере, три закона, выполнение которых необходимо для того, чтобы система оказалась жизнеспособной.

Закон

Закон полноты частей системы Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является наличие и минимальная работоспособность основных частей системы.

Каждая техническая система должна включать четыре основные части: двигатель, трансмиссию, рабочий орган и орган управления. Смысл закона заключается в том, что для синтеза технической системы необходимо наличие этих четырех частей и их минимальная пригодность к выполнению функций системы, ибо сама по себе работоспособная часть системы может оказаться неработоспособной в составе той или иной технической системы. Например, двигатель внутреннего сгорания, сам по себе работоспособный, оказывается неработоспособным, если его использовать в качестве подводного двигателя подводной лодки.

Закон можно пояснить так: техническая система жизнеспособна в том случае, если все ее части не имеют "двоек", причем "оценки" ставятся по качеству работы данной части в составе системы. Если хотя бы одна из частей оценена "двойкой", система нежизнеспособна даже при наличии "пятерок" у других частей. Аналогичный закон применительно к биологическим системам был сформулирован Либихом еще в середине 19-ого века ("закон минимума").

Из закона вытекает очень важное следствие.

Cледствие

Чтобы техническая система была управляемой, необходимо, чтобы хотя бы одна ее часть была управляемой. "Быть управляемой" — значит менять свойства так, как это надо тому, кто управляет.

Закон

Закон "энергетической проводимости" системы Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является сквозной проход энергии по всем частям системы.

Любая техническая система является преобразователем энергии. Отсюда очевидная необходимость передачи энергии от двигателя через трансмиссию к рабочему органу.

Передача энергии от одной части системы к другой может быть вещественной (например, вал, шестерни, рычаги и т.д.), полевой (например, магнитное поле) и вещественно-полевой (например, передача энергии потоком заряженных частиц). Многие изобретательские задачи сводятся к подбору того или иного вида передачи, наиболее эффективного в заданных условиях.

Важное значение имеет следствие из закона.

Следствие

Чтобы часть технической системы была управляемой, необходимо обеспечить энергетическую проводимость между частью и органами управления.

Закон

Закон согласования ритмики частей системы Необходимым условием принципиальной жизнеспособности технической системы является согласование ритмики (частоты колебаний, периодичности) всех частей системы.

Хорошо работают, а значит, и жизнеспособны только системы, в которых вид колебаний подобран так, что части системы не мешают друг другу и наилучшим способом выполняют полезную функцию.

* * *

К "кинематике" относятся законы, определяющие развитие технических систем независимо от конкретных технических и физических факторов, обусловливающих это развитие.

Закон

Закон увеличения степени идеальности системы Развитие всех систем идет в направлении увеличения степени идеальности.

Идеальная техническая система — это система, вес, объем и площадь которой стремятся к нулю, хотя ее способность выполнять работу при этом не уменьшается. Иначе говоря, идеальная система — это когда системы нет, а функция ее сохраняется и выполняется.

Несмотря на очевидность понятия "идеальная техническая система", существует определенный парадокс: реальные системы становятся все более крупноразмерными и тяжелыми. Увеличиваются размеры и вес самолетов, танкеров, автомобилей и т.д. Парадокс этот объясняется тем, что высвобожденные при совершенствовании системы резервы направляются на увеличение ее размеров и, главное, повышение рабочих параметров. Первые автомобили имели скорость 15-20 км/ч. Если бы эта скорость не увеличивалась, постепенно появились бы автомобили, намного более легкие и компактные с той же прочностью и комфортабельностью. Однако каждое усовершенствование в автомобиле (использование более прочных материалов, повышение КПД двигателя и т.д.) направлялось на увеличение скорости автомобиля и того, что "обслуживает" эту скорость (мощная тормозная система, прочный кузов, усиленная амортизация). Чтобы наглядно увидеть возрастание степени идеальности автомобиля, надо сравнить современный автомобиль со старым рекордным автомобилем, имевшим ту же скорость (на той же дистанции).

Видимый вторичный процесс (рост скорости, мощностей, тоннажа и т.д.) маскирует первичный процесс увеличения степени идеальности технической системы. Но при решении изобретательских задач необходимо ориентироваться именно на увеличение степени идеальности — это надежный критерий для корректировки задачи и оценки полученного ответа.

Закон

Закон неравномерности развития частей системы Развитие частей системы идет неравномерно; чем сложнее система, тем не равномернее развитие ее частей.

Неравномерность развития частей системы является причиной возникновения технических и физических противоречий и, следовательно, изобретательских задач. Например, когда начался быстрый рост тоннажа грузовых судов, мощность двигателей быстро увеличилась, а средства торможения остались без изменения. В результате возникла задача: как затормозить, скажем, танкер водоизмещением 200 тыс. тонн. Задача эта до сих пор не имеет эффективного решения: от начала торможения до полной остановки крупные корабли успевают пройти несколько миль…

Закон

Закон перехода в надсистему Исчерпав возможности развития, система включается в надсистему в качестве одной из частей; при этом дальнейшее развитие идет на уровне надсистемы.

Один из путей такого перехода: технические системы объединяются с образованием би- полисистемы. Объединение систем в надсистему (НС) "выгодно" для технической системы:

• часть функций передается в надсистему (например, ремонт телевизоров в одной мастерской);

• часть подсистем выводятся из технической системы, объединившись в одну становятся частью надсистемы (коллективная антенна вместо десятков индивидуальных);

• у объединенных в надсистеме технических систем появляются новые функции и свойства…

"Динамика".

Включает законы, отражающие развитие современных технических систем под действием конкретных технических и физических факторов. Законы "статики" и "кинематики" универсальны, — они справедливы во все времена и не только применительно к техническим системам, но и к любым системам вообще (биологическим и т.д.). "Динамика" отражает главные тенденции развития технических систем именно в наше время.

Закон

Закон перехода с макроуровня на микроуровень Развитие рабочих органов системы идет сначала на макро-, а затем на микроуровне.

В большинстве современных технических систем рабочими органами являются "железки", например, винты самолета, колеса автомобиля, резцы токарного станка, ковш экскаватора и т.д. Возможно развитие таких рабочих органов в пределах макроуровня: "железки" остаются "железками", но становятся более совершенными. Однако неизбежно наступает момент, когда дальнейшее развитие на макроуровне оказывается невозможным.

Переход с макро- на микроуровень — одна из главных (если не самая главная) тенденций развития современных технических систем.

Закон

Закон увеличения степени вепольности Развитие технических систем идет в направлении увеличения степени вепольности.

Смысл этого закона заключается в том, что невепольные системы стремятся стать вепольными, а в вепольных системах развитие идет в направлении перехода от механических полей к электромагнитным; увеличение степени дисперсности веществ, числа связей между элементами и отзывчивости системы.

«Прием обращения» © Александр Леонидович Камин

Заглянем краем глаза на творческую кухню гениев, позаимствуем кое-какие рецепты. Бесспорно, каждый гений неповторим, и полностью скопировать его творческий почерк вряд ли возможно. Но нечто общее у гениев все же есть: эвристические приемы — ходы мысли, позволяющие быстро выходить на новые возможности. Об использовании "приема обращения" в физике кратко рассказывает Александр Камин.

Первый такой ход — прием обращения. Допустим, вы столкнулись с загадкой природы: происходит некое непонятное явление, вы хотите его объяснить. И в голову простого смертного, и в голову Мастера приходят вопросы: "почему", "как это происходит", "возможно ли это". Но, в отличие от простого смертного, Мастер вскоре ставит вопрос по-другому: "как сделать, чтобы непонятное явление произошло?". К примеру, Эйнштейн спрашивал себя: "какими способами Природа могла бы добиться, чтобы ЭТО произошло?".

Загадочный отскок

Эрнест Резерфорд бомбардировал альфа-частицами золотую фольгу. Стремительные альфа-частицы должны были легко пробивать фольгу, но оказалось, что некоторые отскакивали обратно, "как если бы пуля возвратилась назад к ружью, отскочив от бумажной мишени". Резерфорд задал себе вопрос: как сделать, чтобы заряженная частица отскочила?

Ответ очевиден: она должна столкнуться с массивным одноименным зарядом. Поскольку фольга состоит из атомов, Резерфорд предположил, что атом содержит массивное положительное ядро. Так как атом нейтрален, он должен содержать и отрицательные частицы (электроны).

Возникла очередная задача: электроны притягиваются к ядру и должны бы сразу упасть на него — почему этого не происходит?

Снова заменим вопрос "почему?" вопросом "как сделать, чтобы?..". Как сделать, чтобы электроны не упали на ядро, хотя и притягиваются к нему? Ответ нетрудно увидеть: электроны могут обращаться вокруг ядра, как планеты — вокруг Солнца. Как видите, дважды задав вопрос "как сделать, чтобы?..", удалось выйти на планетарную модель атома.

Создайте телескоп

Возможно ли расположить две линзы, чтобы параллельные лучи, пройдя через обе линзы, остались параллельными?

Поставим вопрос по-другому: как сделать, чтобы из линзы II вышли параллельные лучи? Ответ очевиден: лучи должны выходить из ее фокуса F2. Повторим вопрос: как сделать, чтобы лучи выходили из фокуса F2? Ответ снова очевиден: они должны попасть в этот фокус из линзы I. Вы уже догадались, что наш вопрос нужно повторить в третий раз: как сделать, чтобы лучи, пройдя линзу I, собрались в фокусе F2? Фокус F2 должен располагаться в фокусе линзы I, т.е. фокусы двух линз должны совпадать. Это и есть ответ.

Спутник — шпион

Можно ли запустить спутник, чтобы он все время находился над одной и той же точкой земной поверхности.

Применим прием обращения: как сделать, чтобы спутник все время находился над одной и той же точкой земной поверхности. Схематический чертёж (вид из точки над Северным полюсом) позволяет легко ответить на этот вопрос: период обращения спутника должен быть равен периоду обращения Земли Tс = Tз После этого задача становится стандартной: радиус орбиты легко находится из II закона Ньютона и закона тяготения того же Ньютона:
Остаются невыясненными важные вопросы:

1. Наши расчеты верны для экватора. Возможен ли спутник-шпион, наблюдающий за другими точками Земли?

2. Может ли такое расположение спутника нарушаться? По каким причинам? Устойчиво ли оно?

Лилипут сражается с великаном

Можно ли амперметром, рассчитанным на ток i = 0,1 А, измерить ток I = 100 А? Итак, в цепи течет ток I = 100 А, но через амперметр должно пройти не более i = 0,1 А. Возможно ли это?

Применим прием обращения: как сделать, чтобы при большом токе в цепи через амперметр прошел малый ток?

Ответ можно увидеть: отвести "лишний" ток от амперметра. То есть нужно параллельно амперметру подключить сопротивление (шунт), по которому пойдет ток Iш = I — i. Возможно ли это? Опять зададим вопрос, как сделать, чтобы через шунт шел ток Iш = I — i, а через амперметр — ток i? Поскольку Uш = UА, из закона Ома имеем: Видно, что сопротивление шунта должно быть в (I — i)/i раз меньше, чем сопротивление амперметра.

Змея, смирно!

Вертикальное положение для змеи смертельно (так написано в старинном учебнике зоологии). Как вы думаете, почему?

Применим прием обращения: Как сделать, чтобы змея погибла? Нужно вывести из строя хотя бы одну из систем организма: опорно-двигательную, нервную или кровеносную.
Какая из этих систем может отказать при изменении положения? Для отказа опорно-двигательной системы (скелета и мышц) змея должна испытать чрезмерную механическую нагрузку (грубо говоря, порваться или сломаться). Нагрузки, которые испытывает змея и ее мышцы в обычной жизни (например, на охоте или во время бегства от врагов) наверняка не меньше силы тяжести змеи. Для примера, оценим ускорение: змея может за время t = 0,1 с достигнуть скорости v = 6 м/с, достаточной для бегства или нападения.

Итак, будем считать, что вы освоили сильный ход мысли — прием обращения.
Он состоит в том, что мы заменяем вопросы " почему?", "возможно ли?..", "как это происходит?" вопросом "как сделать, чтобы?..". Тем самым мы исследовательскую задачу превращаем в изобретательскую.

Литература по ТРИЗ.

1. Альтшуллер Г.С., Шапиро Р.Б. О психологии изобретательского творчества. – Вопросы психологии, 1956, №6.

2. Альтшуллер Г.С., Алгоритм изобретения. – М.: Московский рабочий. 1–изд., 1969, 2–изд., 1973.

3. Альтшуллер Г.С. Творчество как точная наука. — Петрозаводск: Скандинавия, 2004 г.

4. Альтшуллер Г.С., Селюцкий А.Б., Крылья для Икара. – Петрозаводск, Карелия, 1980.

5. Альтшуллер Г.С. Найти идею: Введение в теорию решения изобретательских задач. – Новосибирск: Наука, 1986.

6. Альтшуллер Г.С., Злотин Б.Л., Зусман А.В., Филатов В.И. Поиск новых идей. От озарения к технологии. – Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1989.

7. Альтов Г. И тут появился изобретатель. – М.: Детская литература, 2000 г.

8. Альтшуллер Г.С., Верткин И.М. Как стать гением. Жизненная стратегия творческой личности. — Минск: Беларусь, 1994 г.

9. Иванов Г.И. … И начинайте изобретать! – Иркутск, Восточно–Сибирское книжное издательство, 1987.

10.  Дерзкие формулы творчества. – Петрозаводск: Карелия, 1987.; Нить в лабиринте. — Петрозаводск: Карелия, 1988 г.; Правила игры без правил. — Петрозаводск: Карелия, 1989 г.; Как стать еретиком. — Петрозаводск: Карелия, 1991 г.; Шанс на приключение. — Петрозаводск: Карелия, 1991 г. Составитель А.Б. Селюцкий. В серии "Техника–молодежь–творчество".

11.  Саламатов Ю.П. Как стать изобретателем. — М.: Детская литература, 1990 г.

12.  Журналы ТРИЗ с 1990 по 1997 годы. Главный редактор Склобовский К.А. Научно–популярный журнал Ассоциации ТРИЗ