По мере роста знаний следует вводить сокращенные знаки для тех факторов, которые уже нам ясны. Это необходимо делать, чтобы не отвлекаться на второстепенное. Не следует также полагаться на свою память. Знаки нужны для того, чтобы исключить случайную забывчивость и не упустить важных деталей. Декарт первым стал применять символ «икс» для обозначения неизвестной величины. И это сыграло огромную роль в развитии математики. Маленькая буква позволила сосредоточиться только на том, что нам нужно найти и планомерно достигать этого.
Мы настолько привыкли пользоваться иксом, что нам трудно представить, как обходились без него наши предки. А ведь обходились. Вспомните простейшую задачу про двух землекопов. Один землекоп выроет яму за 2 часа, а второй за 3. За сколько часов они выроют яму, работая вместе?
С помощью икса эту задачку вы решали, практически не задумываясь. Но ведь раньше она решалась без всяких иксов. Попробуйте повторить это решение.
Вы сразу убедились, что задачка не так проста. Вот классическое решение. Всю работу берем за единицу. Скорость первого землекопа – половина ямы в час. Скорость второго – треть ямы в час. Их суммарная скорость – 1/2 + 1/3 = 5/6. Поделим работу на скорость и получим 6/5, или 1 час 12 минут.
Теперь видите, насколько инструменты мышления облегчают нашу работу?
ТРИЗ и ОТСМ
Методы дедукции, индукции и управляемой интуиции применимы для всех областей человеческой деятельности. Их использование выводит силу мышления человека на принципиально иной уровень.
Но в XX веке требования к работе интеллекта значительно возросли. Начался активный поиск более эффективных приемов мышления. Среди них можно назвать: мозговой штурм А. Осборна, метод фокальных объектов Ф. Кунце, метод морфологического анализа Ф. Цвикке, синектику У. Гордона. Эти методы нацелены на борьбу со стереотипным движением мысли. И действительно, они позволяют легко получать целый веер возможных вариантов решений. Но тут же выяснилось, что все методы обладают общим недостатком. Они с легкостью дают тысячи и десятки тысяч нестандартных шагов в направлении решения задачи, но как выбрать правильный шаг?
Решение предложил советский изобретатель Генрих Саулович Альтшуллер. Он развил дедуктивный метод Аристотеля в направлении осознанного выбора посылок силлогизма. Другими словами, Альтшуллер первым понял, что при выборе общего правила для решения конкретной задачи нельзя полагаться на случай. Да, человек может иметь целый набор хороших правил, но решение конкретной задачи потребует перебирания всех этих правил. Вроде бы не страшно. Ну, есть у нас сто правил. Переберем их все. Куда торопиться? Но если задача сложная и требует комбинации двух правил или трех, а то и большего числа, то вариантов перебора становится намного больше. Миллион вариантов так просто не переберешь.
Первым шагом Альтшуллера стала разработка теории решения изобретательских задач (ТРИЗ). Альтшуллер пришел к своей теории путем анализа тысяч изобретений. Он заметил интересный момент: казалось бы, творчество не поддается формальным закономерностям, но, тем не мене, в изобретениях явно прослеживается логика их появления. Открытия, сделанные в самых разных областях и разными людьми, идут в определенной последовательности – Альтшуллер назвал ее законом развития технических систем. В соответствии с этим законом развитие всех технических систем идет в направлении увеличения степени идеальности.
Например, закон динамизации говорит о том, что жесткие системы становятся динамичными. Если взять электрический утюг, то основной проблемой первых утюгов была поломка шнура в месте его выхода из корпуса. Как решить проблему? Закон динамизации систем подсказывает решение: жесткое крепление заменить гибким. Для этого провод должен крепиться к утюгу с помощью шарнирного соединения. Нам сейчас это решение кажется очевидным. Но это потому, что мы уже знаем правильный ответ. А для изобретателей задачка оказалось сложной. Патент на шарнирное подсоединение шнура к утюгу был выдан только в 1985 году.
Зная законы развития систем, можно сразу искать то решение, которое делает систему более совершенной. А совершенная система – та, которой нет, однако функции ее выполняются. В современных утюгах шнура вообще нет. Утюг нагревается с помощью высокочастотного излучения, когда его ставят на подставку.
Если знать этот закон, найти решение становится гораздо проще. В первую очередь нужно сформулировать идеальный конечный результат (ИКР) – воображаемый итог решения задачи. На пути к ИКР каждая техническая система проходит два этапа. На первом этапе идет простой рост технических характеристик. Системы становятся больше, тяжелее, сложнее. Увеличивается потребляемая мощность, расход ресурсов и энергии. Этот этап не требует ума и может идти по стереотипу.
Так, первые танки старались делать все более большими и все более мощными. В результате получились медленно двигающиеся монстры, которые очень долго наводились на цель. Конструкторы попытались увеличить скорость танков, но тогда пришлось снизить толщину брони. Налицо противоречие: рост одной характеристики ухудшает другую. Увеличение скорости ведет к снижению защищенности. Задача ТРИЗ и состоит в поиске приемов преодоления технических противоречий. Закон динамизации подсказывает решение. Башня должна быть вращающейся. Именно по этому пути и пошло развитие танков.
В ТРИЗ содержится 40 наиболее сильных приемов разрешения технических противоречий. Например, прием согласования ритмики системы и подсистемы. Для резки стекла предложено использовать нанесение надреза и сообщения стеклу акустических колебаний с частотой, равной частоте собственных колебаний стекла. Стекло само раскалывается по намеченной линии.
Хорошо владея приемами ТРИЗ, можно с ходу решать задачи, которые кажутся совершенно нерешаемыми, так как выходят за рамки привычного и обыденного.
Вот типичная изобретательская задача. Для загрузки вагона металлоломом нужно, чтобы вес груза не превышал допустимый более, чем на тонну. Из-за этого требования загрузку приходится часто прерывать, чтобы отвезти вагон на железнодорожные весы. Нельзя ли упростить контроль веса?
Попробуйте сначала решить эту задачу сами, а затем читайте дальше.
Как видите, мысль тут же зашла в тупик. В жизни вы не часто взвешиваете вагоны, поэтому первое решение состоит в том, чтобы грузить прямо на весах, как это делают продавцы на рынке. Такое решение недопустимо. Кран для погрузки – это большое и сложное сооружение, железнодорожные весы – тоже немаленькое. Подумайте еще.
С использованием ТРИЗ эта задача решается достаточно просто. Сначала формулируем ИКР: «Объект сам сообщает о своем весе». Это сразу отсекает кучу громоздких решений с постройкой больших и сложных сооружений. Мысль сосредотачивается только на вагоне. Дальше ищется физическое противоречие, которое нужно решить. В данном случае противоречие состоит в том, что вагон должен двигаться и не должен двигаться. Это противоречие решается двумя способами. Или делением предмета на части (одна часть двигается, другая неподвижна), но вагон делить нельзя. Или разделением его во времени (вагон то движется, то не движется). Теперь просматриваем указатель физэффектов в поиске такого эффекта, который позволит использовать разделение во времени. А это как раз знакомый прием – согласование ритмики. Все, что нам нужно, – это маленький приборчик, настроенный на колебания вагона с нужным весом. Чем более вагон загружен, тем ниже будет частота колебаний вагона. Когда она станет равной частоте колебаний приборчика, последний пискнет. Вот и все решение.
ТРИЗ хорошо подходит для решения изобретательских задач, но Альтшуллер решил сделать следующий шаг и предложил общую теорию сильного мышления (ОТСМ).
В ОТСМ любую проблему предлагается решать с помощью многоэкранной схемы. Любая система существует не сама по себе. Каждая из них входит в надсистему и состоит из подсистем. Если в качестве системы взять лампочку, то ее подсистемами будут колба, вольфрамовая нить, цоколь, а надсистемой – люстра.
Первый признак талантливого мышления – умение переходить от системы к надсистеме и подсистемам. А для этого должны работать 3 мысленных экрана.
Вы можете думать одновременно и о лампочке, и о люстре. Тогда вам может прийти в голову идея лампочки-люстры. Или о цоколе и о люстре, тогда вы можете придумать более быстрое крепление лампочки в люстре.
Кроме этого, нужно видеть линию развития каждой из систем: прошлое, настоящее и будущее. По словам Альтшуллера: «На мысленных экранах талантливого мыслителя постоянно бушуют страсти: сталкиваются противоречивые тенденции, возникают и обостряются конфликты, идет борьба противоположностей… В азарте этой борьбы изображение подчас сменяется анти-изображением…»