Инженерная эвристика - Нурали Латыпов

Классический пример симметрии – симметрия сферы по отношению к вращениям в пространстве. Преобразованиями симметрии являются вращения сферы на произвольный угол вокруг оси, проходящей через её центр. При таких вращениях сфера всегда совпадает сама с собой, то есть имеет место симметрия. Но если спросить, чем отличаются в этом случае различные сферы, ответ лишь один: различными способами поворота.

Если оператор рождения – это суждение (положение), которое требуется доказать, именуемое ещё тезисом, то оператор смерти – это противоречащее ему суждение, антитезис. Истина лежит посередине и является синтезом, взаимодействием этих двух операторов в прямом или обратном порядке, как мы увидим ниже.

Решить задачу на Диале означает выявить все симметрии начальных условий (то есть выполнить над ними преобразования симметрии). Одна или несколько обнаруженных симметрий и будут ответом.

«Сделай наоборот», «От прямого – к обратному», «от симметричного – к асимметричного»… и т. д. – практически первые и фундаментальные по иерархии Диала изобретательские принципы, однако в известном перечне приёмов разрешения технических противоречий ТРИЗ им отведены не первые места:

«№ 4. Принцип асимметрии. Перейти от симметричной формы объекта к асимметричной. Если объект асимметричен, увеличить степень асимметрии.

№ 13. Принцип “наоборот”: а) Вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществить обратное действие (например, не охлаждать объект, а нагревать); б) Сделать движущуюся часть объекта (или внешней среды) неподвижной, а неподвижную – движущейся; в) Перевернуть объект “вверх ногами”» (Альтшуллер, 1973, С. 141–177) [59] .

Например, мало кто сейчас догадывается, что пластинки для граммофона, запатентованного Эмилем Берлинером в 1887 году, проигрывались от центра к краю. Братья Пате из Франции предложили способ проигрывания пластинок в обратном направлении – от края к центру, что было реализовано в патефоне [60] . Это уж потом настала пора магнитофонных лент… лазерных дисков. флэш-накопителей.

Кстати, вспомним ещё раз идею инверсии американского инженера Элиаса Хоу, изобретателя швейной машины (1845 г.). Она состояла в том, чтобы игольное ушко оказалось на том же конце иглы, где и остриё. Любопытно, но факт, принципиальную конструкцию такой иглы изобретатель увидел во сне. А пригрезилось ему, что попал в плен к туземцам. Спящий Хау заметил, что у самого острия копий стерегущих его дикарей сделаны отверстия в форме глаз.

Мы уже почти забыли, что это Генри Форд, некогда рядовой механик электротехнической компании, отказался от традиционной для его времени организации промышленного производства – когда рабочий переходил от изделия к изделию. Он предложил сделать всё наоборот. Так появилась инновационная, то есть конвейерная, сборка автомобилей. Идея была воплощена в жизнь в 1908 году, а подсмотрел её Форд на скотобойне, наблюдая за обработкой коровьих туш.

Найдём основные «симметрии» условия задачи. Агрессивная, ядовитая жидкость имеет своею полной противоположностью инертный (в широком смысле слова) газ. Если нельзя ставить измерительные устройства впереди, на пути жидкости, вдруг их можно ставить позади неё? Казалось бы, абсурд! Но соединим оба умозаключения в одно и измерим не скорость истечения жидкости, а скорость поступления безопасного газа (в простейшем случае воздуха) в замкнутый резервуар, откуда происходит самотёк. ВОПРОС № 28

Заряды статического электричества представляют большую опасность для многих нефтехимических производств. Жидкости, не проводящие электрический ток, при перекачивании электризуются за счёт трения о полимерные трубы.

Снова выявляем «симметрии». Ключевое словосочетание здесь – «трение жидкости о полимерные трубы». Но загвоздка в том, что жидкости у нас всего лишь заданная проба. Вывернем наизнанку основное условие и получим «трение полимерных труб о жидкость». Вместо того чтобы прямолинейно по трубам гонять исследуемую пробу относительно неподвижной трубы, будем вращать в имеющейся пробе отрезок (куски?) трубы. Жидкость у нас раздроблена – на пробы – из неё взяли часть на эксперимент, а труба непрерывна. Так почему бы не раздробить трубу?

«…Если обычно технологи стараются избежать накопления заряда за счёт трения, то тут задача обратная. Как максимально увеличить трение в лабораторной колбе с жидкостью? Надо погрузить в эту колбу обтекаемый твёрдый полимер, из которого сделаны трубы, и вращать колбу» (Там же).

Методологи называют этот приём прямой и обратной инверсией. Например:

«1. Задача: требуется создать прибор, позволяющий реализовать новый (бесконтактный) способ определения параметров перемещающихся сред.

2. Проблема: как это сделать – неизвестно.

3. Процедуры:

а) инверсия: О’Генри, «Вождь краснокожих» – «Ветер дует оттого, что деревья качаются»;

б) первое преобразование – «Ветер дует оттого, что лес шумит»; второе (возможное преобразование) – «Вода течет оттого, что журчит»;

в) обратная инверсия: 1. Лес шумит (тем сильнее), чем сильнее дует ветер; 2. Вода (жидкость) журчит при протекании в каналах тем сильнее, чем выше скорость её течения.

4. Итог (решение): определение скорости перемещения жидких (газообразных) сред по интенсивности (спектру) акустических (шумовых) эффектов» (Шустов, 2010).

Каждый может вполне самостоятельно потренироваться в поисках абсолютных противоположностей, задав себе по вкусу ту или иную тематическую область. Например, В.В. Куликов, собственно основатель Диала, предлагает такого рода упражнение:

Следует стараться уже каждое движение, даже если оно вовсе не «выход» откуда-то, а «вход» куда-то (или, даже и вовсе не имеет никакого отношения к «выходу») интерпретировать, понимать именно как выход и никак иначе. Вот, примерно, так: поднялся со стула – вышел из положения сидя, вошёл в комнату – вышел из коридора, открыл книжку – вышел из сего мира в мир книги, захлопнул книжку – вышел из мира книги, надел куртку или шапку – вышел в из голого состояния в мир одежды, налил себе рюмочку – вышел из бутылки и т. д. и т. п. Каждое ваше движение и каждое движение вокруг вас станет выходом, в том числе и из безвыходной ситуации.

Интуитивно специалисты по эвристике подошли к необходимости выстроить в пары взаимопротивоположные типовые операции ещё в середине 1970-х. Так немецкий профессор Р Коллер выделял: «излучение – поглощение; сбор – рассеяние; проведение – непроведение; преобразование – обратное преобразование; изменение направления – изменение направления; увеличение – уменьшение; проводимость – изолирование; выравнивание – колебание; связь – прерывание; объединение – разделение; накопление – выдача; отображение – обратное отображение; фиксирование – расфиксирование…» Качество перевода, впрочем, оставляет желать лучшего, как и найденные противоположности [61] .

Возьмём тематическую область «разговор» и каждому слову из этого множества придумаем противоположное: молчание – слово, вопрос – ответ, утверждение – отрицание, согласие – несогласие, интерес – безразличие, факт – гипотеза, деловой разговор – болтовня, знание – незнание, данность – познанное, аксиома – терема, объективное – субъективное, понятие – чудо, начало – конец и т. д.

Средь войны и огня,

Средь убийства и смерти

Ищи Семерых…

– Уродливых, злых,

Отечества бич,

Сожги Семерых.

Жди, слушай, смотри:

Возлюби Семерых.

Назовите имена или прозвища тех Семерых, кого предлагается сжечь, и тех, кого, по мнению автора, должно возлюбить.

Как вы, наверное, вспомнили, это отрывок из знаменитого романа бельгийского автора XIX века Шарля де Костера, повествующего о временах освободительной борьбы народа Фландрии против испанского владычества. В Песне духов стихий, услышанной Тилем Уленшпигелем и его возлюбленной Неле на майский празднике пробуждения Природы, разумеется, говорится о Семи грехах, кои должны быть истреблены. Вопреки распространённому заблуждению, концепция Семи смертных грехов не является частью христианского вероучения, но служит одним из возможных способов описания человеческой нравственности. Впервые так называемые семь грехов упомянуты в «Книге Притчей Соломоновых». Потом они были переосмыслены традиции западной христианского вероучения.