оригинал страницы (картинка/Image scaned )

\\1‘ 5 ‘ с ` О г х \\ , . ` . , .\о0чг'.& уж ‘ чдопоиосм“ ж ИЗОБРЕТАТЕАЬ И ТУТ ПОЯВИАСЯ

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

мм 29 1" Ф Ф О ЗНАЙ И УМЕЙ Г. ААЬТОВ И ТУТ ПОЯВИАСЯ И 3 ОБРЕТАТЕАЬ

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

впиши А58 НАУЧНО-ПОПУЛЯ РНОЕ ИЗДАНИЕ Издание третье, переработанное и дополненное Рецензент канд. психол. наук Н. П. Линькова 4802000000— 295 М 101 (03) -89 ШВМ 5-—08 --()0()598—Х © ИЗДАТЕЛ ыггпш А 016—89

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

СОДЕРЖАНИЕ С ЧЕГО НАЧИНАЕТСЯ ТЕОРИЯ «ЭТО НЕВОЗМОЖНО...» 6 НЕСКОЛЬКО ПРОСТЫХ ПРИЕМОВ 10 ЗНАКОМЬТЕСЬ: ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОТИВОРЕЧИЯ 15 НОРАЗМЫШЛЯИТЕ САМИ 18 СОВМЕСТИТЬ НЕСОВМЕСТИМОЕ 20 ЭРА ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ЛОДКА+ЛОДКА=? 24 КОЕ-ЧТО О СИСТЕМАХ 29 ЧЕТЫРЕ ВОЗРАСТА СИСТЕМ 31 ФЕПОЛЬ ИЗ РОДА ВЕНОЛЕИ 35 АЗБУКА ВЕПОЛЬНОГО АНАЛИЗА 39 ПОПРОБУЙТЕ СВОИ СИЛ Ы НАУКА ИЗОБРЕТАТЬ ХИТРОСТЬ И ФИЗИКА 46 КАК РЕШАТЬ ЗАДАЧИ, КОТОРЫХ ЕЩЕ НЕТ 49 «КОРОННЫЙ» НОМЕР КОРОННОРО РАЗРЯДА 51 О ЧЕМ РАЗМЫШЛЯЛ НАЧАЛЬНИК 53 вся НЕОБЪЯТНАЯ ФИЗИКА 55 ЛЕНТА, КОТОРУЮ ПРИДУМАЛ МЕЕИУС 57 КУРС — НА ИКР 59 ПОРЯДОК НА «мозговом ЧЕРДАКЕ» 62 3

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

ИЗОБРЕТАТЕЛЬ — ПРОФЕССИЯ БУДУЩЕГО 65 НЕМНОГО ПРАКТИКИ 69 ИСКУССТВО ИЗОБРЕТАТЬ ДОРОГИ, КОТОРЫЕ мы ВЫБИРАЕМ 72 СТРАННЫЕ ЗЕРКАЛА ОПЕРАТОРА РВС 77 ТОЛПА МАЛЕНЬКИХ-МАЛЕНЬКИХ ЧЕЛОВЕЧКОВ... 82 ИДЕАЛЬНАЯ МАШИНА _ КОГДА МАШИНЫ НЕТ... 88 АЛГОРИТМ ТАЛАНТА КОСТЮМ для ПОРТОСА 92 ПОСТРОИМ МОДЕЛЬ ЗАДАЧИ 94 ЗНАКОМЫИ ФОКУС: ВЕЩЕСТВО ЕСТЬ И ВЕЩЕСТВА НЕТ 97 ЕСЛИ ЗАДАЧА НЕ ПОДДАЕТСЯ 99 КАК СТАТЬ МАСТЕРОМ 101 УДИВИТЕЛЬНЫЙ МИР ЗАДАЧ НУЖНА СМЕКАЛКА 106 КЛЮЧИ К ЗАДАЧАМ 111 ПРОСТЫЕ ПРАВИЛА 116 СМЕКАЛКА ПЛЮС (ИНОГДА) НЕМНОЖКО ФИЗИКИ 120 УЧИТЕСЬ ИЗОБРЕТАТЬ! 126 ЗАМЕТКИ, НЕ ПОМЕСТИВШИЕСЯ НА ПОЛЯХ 127 в КАРТОТЕКу ИЗОБРЕТАТЕЛЯ 129 ПОПРОБУЙТЕ СДЕЛАТЬ СЛЕДУЮЩИЙ ШАГ (Вместо послесловия) 138

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

С чего начинается теория

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

"и за „ЕЩЁ 'Н ц!) ЮЛ? «ЭТО НЕВОЗМОЖНО...» Впервые я увидел изобретателя дав- ным-давно, еще до войны. Мы жили в Баку, я учился тогда в четвертом клас- се. Однажды, вернувшись из школы, я заметил во дворе монтеров, уныло куривших у развороченной трансфор- маторной будки. Деревянные стенки будки были сломаны, монтеры сидели на досках и смотрели на огромный черный трансформатор, стоявший на каменном постаменте. Высота поста- мента была порядочная, больше метра, и теперь, когда сняли будку, транс- форматор походил на солидный, вну— шительный памятник. Монтеры ждали кран, чтобы снять старый трансформа— тор и поставить новый. В тот вечер я готовил уроки при керосиновой лам- пе. Света не было и во второй вечер, и в третий. Жильцы суетились вокруг рабочих, игравших в домино. Кран в те времена считался машиной редкой, серьезной, дождаться его было непрос— то. Монтеры вяло отругивались, они и сами не знали, когда все закончится. Сначала, правда, я не сообразил, что это изобретатель. Просто распро- странился слух, что сосед из одинна— дцатой квартиры, счетовод, будет завт- ра снимать с постамента трансформа- тор. Почти у всех жильцов были клич- ки, некоторых уважительно звали по имени — «дядя Костя», «дядя Володя», а счетовод так и был Счетоводом. Мно- го лет спустя, увидев на экране артиста Вицина, я вздрогнул: вылитый Счето- вод... На следующий день я сбежал с по- следнего урока: очень хотелось посмот- реть, как Счетовод будет опускать гро- мадный трансформатор. Я успел как раз вовремя. У ворот стояла подвода со льдом, и монтеры перетаскивали куски льда во двор, к трансформатору. Тут надо кое-что пояснить. В те годы электрических холодильников не было. Каждый день— с весны до осе- ни — от дома к дому проезжала телега со льдом, голубоватыми плитами кило- граммов на двадцать. Хозяйки поку- пали лед— плиту, полплиты, четверть плиты, крошили его и набивали дере- вянные шкафчики-холодильники. Или просто клали лед в ведра и тазы. И вот теперь монтеры зачем-то таскали ледя- ные плиты, а Счетовод укладывал их, и рядом с постаментом быстро выра- стал ледяной куб. Когда оба куба— ледяной и каменный — стали одной вы- соты, Счетовод положил на лед доски, монтеры ломами передвинули транс- форматор—медленно, сантиметр за

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

сантиметром — с каменного постамента на ледяной. Лед поскрипывал, но пли- ты были уложены аккуратно, куб не рассыпался, выдержал. Счетовод собст- венноручно прикрыл лед брезентом. А мы стояли и смотрели, как из-под брезента течет вода. Сначала это была тоненькая струйка, потом настоящий ручей: сентябрьское солнце в Баку работает по-летнему... Все во дворе, даже скандальный старикан по прозвищу Клад (он уве- рял, что знает, где зарыты богатейшие клады, но вот беда — нет денег на до- рогу), все говорили, что лед — это здо- рово прИдумано. А дядя Миша (теперь Счетовода называли по имени) сидел на раскладном стульчике, читал газету и время от времени, откинув брезент, внимательно оглядывал лед... Утром я выбежал во двор. Транс- форматор опустился на полметра, не меныне. Было воскресенье, но монтеры работали —— устанавливали новый щит. Из-под брезента бежала прозрачная струйка воды. Я был потрясен. Ведь все знали, что лед тает, и я это тоже знал, но никто, ни один человек не до- гадался, что трансформатор можно не— редвинуть на лед, а дальше все про— изойдет само собой, и лед плавно опус- тит груз на землю. Почему дядя Миша догадался, что так можно сделать, а мы не догадались?! И еще: лед, обыкно— венный лед, который годился только для того, чтобы охлаждать, оказывает- ся, мог осторожно опускать тяжести. Наверное, лед может и многое другое. И не только лед. У меня вдруг появи- лась мысль, что каждое вещество умеет делать все, что угодно. Вот тут мне и пришло в голову это слово: изобретение. Я сообразил, что дадя Миша сделал изобретение и, следо- вательно, он изобретатель. Может быть, о нем напишут в газетах. Особенно если он придумает, как поднять новый трансформатор. У меня на этот счет не было ни одной подходящей мысли. К сожалению, в понедельник при- ехал автокран. На постамент подняли новый трансформатор, а старый увезли. Монтеры подключили свет, плотники сколотили новую будку, маляр покра- сил ее — и на том все кончилось. Но я навсегда запомнил, что в любом, даже самом безвыходном положении можно что-то придумать, изобрести, и это «что-то» будет очень простым, неожи- данным и красивым. Первое изобретенйе, на которое мне выдали авторское свидетельство, я сде— лал в десятом классе. Потом были дру- гие изобретения, работа в отцеле изо- бретательства, встречи с самыми раз- ными изобретателями. Меня все боль- ше и больше интересовала механика творчества: как делаются изобретения, что происходит в голове изобретателя, почему вдруг появляется идея реше- ния?„ Хотите сами попробовать стать изо- бретателем? Пожалуйста, вот вам за- дача. Задача 1. БИТЬ ИЛИ НЕ БИТЬ? Однажды директор электролампово- го завода собрал инженеров и показал пачку писем. — Жалуются потребители, недо- вольны нашими лампами,— грустно сказал директор—Надо повысить ка- чество продукции. Я думаю, все дело в том, что давление газа внутри готовой лампы иногда больше нормы, иногда меньше... Кто скажет, как измерить это давление? — Очень просто,— поднялся один из инженеров.—Берем лампу, разби— ваем и... —- Разбиваем?! — воскликнул ректор. — Можно для контроля разбивать одну лампу из ста,— не сдавался инженер. — Проверять хотелось бы каждую лампу,— вздохнул директор.— Д умай- те, товарищи инженеры! И тут появился изобретатель. — Задача для школьников,— ска- зал он.—- Откройте-ка учебник... И он объяснил, в каком учебнике ди-

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

можно прочитать почти готовый ответ на эту задачу. А что предложите вы? Есть у вас идеи — как: измерить давление газа внутри электрической лампы? Посидев час-другой над этой зада- чей, можно составить список из пяти — десяти идей. Обычно идеи бывают очень слабыми. Часто предлагают взвешивать лампу. Теоретически все верно: зная вес пустой лампы и объем ее колбы, нетрудно взвесить наполнен- ную газом лампу и высчитать вес газа. А практически решение плохое. Газа в лампе мало—десятые или даже со- тые доли грамма. Чтобы уловить от- клонение от нормы, нужно знать вес с точностью до тысячных долей грам- ма. Придется очень тщательно взвеши- вать, обмеривать лампу и ее детали — и это при массовом, поточном произ— водстве! Выпуск ламп резко замедлит- ся, а стоимость их возрастет... У сильных изобретателей тоже бы- вают неудачные идеи. Но сила силь- ных в том, что они, убедившись в не- годности одного решения, не останав- ливаются, а упорно пр0должают пере- бирать вариант за вариантом. Человек днем и ночью думает о задаче. Все, на что падает его взгляц, он переносит на задачу: нельзя ли это использовать? Идет снег, холодно... а что, если охла- дить лампу?.. Газ станет жидким, лег- че будет измерить его объем... С шу- мом проехал перегруженный автобус... шум, звук... а что, если «прозвучи- вать» лампы? Ведь скорость звука за- висит от плотности газа... По телеви- зору показывают футбол... а что, если в лампу поместить крохотный мяч? Скорость его падения будет зависеть от плотности газа... И так днем за днем, месяц за месяцем, г0д за годом. Порой всю жизнь. Бывает и так, что жизни не хватает; эстафету подхваты- вают другие изобретатели, и снова на- чинается бесконечное: «А если сделать так?» Случается, что на полдороге к решению задачу бросают: нерешимая задача, что поделаешь... Представьте себе исследователя, ко- торый говорит: «Чтобы достичь сверх- звуковых скоростей, надо изучать бегу- нов. Чем отличается хороший бегун от плохого? В чем секрет быстрого бега? Вот что мне надо знать...» Бегуны действительно отличаются друг от дру- га, но, сколько не изучай бегунов, ма- шины, обгоняющей звук, не постро- ишь. Нужны иные принципы. Метод проб и ошибок возник в глу- бокой древности. В сущности, он ро- весник человека. Все изменилось за это время, и сам человек изменился, а ме- тод проб и ошибок сохранился почти неизменным. Несколько лет назад ака- демик В. Л. Гинзбург, отвечая на ан- кету журнала «Изобретатель и рацио- нализатор», признал, что его изобре- тения появились «в итоге перебора ва- риантов». Конец ХХ века, всемирно известный ученый—и перебор вари- антов! Как две тысячи, двадцать ты- сяч, двести тысяч лет назад... Словом, нужно искать совсем дру- гой подход к решению изобретатель- ских задач. Техника развивается закономерно. Не случайно в разных странах разные изобретатели, решая одну и ту же за- дачу, независимо друг от друга прихо- дят к одному и тому же ответу. Значит, есть закономерности, их можно найти и.применить для сознательного реше- ния задач—по правилам, по форму- лам, без «пустого» перебора вариантов. Нашлись, конечно, скептики: «Как,

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

каждого можно научить изобретать?! Это невозможно!..» Но я занимался теорией решения изобретательских за- дач не год, не два, а всю жизнь. Сна— чала работал один, потом появились единомышленники, первое время их было мало—единицы, затем —десят- ки, сотни... Общими усилиями удалось довольно далеко пр0двинуть теорию. Были написаны книги, составлены учеб- ники и задачники. Начали работать курсы, семинары, школы. Сейчас обуче- ние теории решения изобретательских задач ведется более чем в ста городах. Оказалось, изобретательству действи- тельно можно учить так, как учат, скажем, физике, химии или математи- не. В 1978 году студенты Днепропетров- ского государственного университета сдавали зачет по теории решения изоб- ретательских задач. А два года спустя во всех технических вузах Украины был введен новый учебный предмет— «Основы технического творчества». Освоить теорию изобретательства можно в любом возрасте, но чем рань- ше начато обучение, тем лучше будут результаты. Как в спорте. В сущности, учить решению задач надо еще с дет- ского сада. А может быть, с яслей. Но мы этого пока не умеем. Проще всего оказалось учить опытных инженеров. Там, где хромала теория, помогал опыт... и задача решалась. Когда теория окрепла, мы стали учить молодых ин- женеров. Потом перешли к студентам. Стали включать в студенческие группы старшеклассников. С 1974 года «Пио— нерская правда» начала публиковать изобретательские задачи. Самые на- стоящие «взрослые» задачи — вроде за- дачи об измерении давления газа внутри электрической лампы. В редакцию при- ходили тысячи писем. Мы их анализи- ровали, разбирали в газете типичные ошибки, объясняли кусочек теории— и снова давали задачи... Нет, до яслей мы еще не дошли. На уровне пятого-шестого класса проходит барьер, который пока не уда- лось преодолеть. Дело в том, что для - освоения теории изобретательства нуж- но знать физику, хоть краешек физи- ки — то, что учат в шестом классе. Ну а в детских садах и яслях физику сов- сем не проходят... Впрочем, уже ясно, как преодолеть этот барьер: надо рабо- тать не с изобретательскими, а с игро- выми задачами. Представьте себе пустую комна- ту — только на подоконнике лежит кукла. С потолка опускаются две тон- кие бечевки. Нужно соединить, связать их нижние концы — и сделать это дол- жен один человек. Если взять конец одной из бечевок, нельзя дотянуться -до другой. Кто—то должен подать, от— клонить вторую бечевку. Но задача для одного человека, и подать вторую бе- чевку некому... Решение доступно и малышам, по- нятия не имеющим о физике. Надо раскачать вторую бечевку. Сама она не раскачается — слишком тонкая. Поэто- му нужно подвесить к ней груз, куклу. Вот и всё, задача решена! Можно усложнить условия: пусть в комнате лежат воздушные шарики и кукла. Шарики не годятся в качестве груза, они слишком легки. Но почему- то именно шарики привлекают внима- ние решающих задачу, о кукле вспоми- нают не сразу. Можно еще усложнить задачу: уберем из комнаты все предме- ты. Догадается ли малыш снять боти- нок и подвесить его вместо груза?.. Как видите, задача не изобретатель- ская... и все-таки она чем-то похожа на изобретательскую. Чем именно по- хожа—об этом мы поговорим позже. Сейчас можно отметить, что нет глу- хой стены между задачами, относящи- мися к разным видам деятельности,— в науке, технике, исйусстве и т. д. В этой книге мы в основном будем го- ворить об изобретательстве. Но адресо- вана книга тем, кто хочет научиться решать самые различные творческие задачи. Конечно, эта книга не учебник. Я хочу только показать, что решение твор- ческих задач — доступное всем, необхо- димое и чрезвычайно увлекательное занятие.

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

Ь- о--- ссор- 1.0-0 9:— О \/`р`! 0`0`0` «уч У НЕСКОЛЬКО ПРОСТЫХ ПРИЕМОВ Начнем с самого трудного. Попро— бую убедить вас в том, что некоторые изобретательские задачи—самые на- стоящие изобретательские задачи, за решение которых выдают авторские свидетельства,— под силу вам уже сей- час. Тут не нужна теория, достаточно обычной сообразительности. Задача 2. ХИТРОСТЬ В ТОМ, ЧТОБЬ]... Девочка справляла день рождения. Кто-то из гостей принес большую ко- робку конфет. Конфеты были сделаны в виде шоколадных бутылочек, напол- ненныа: густым малиновым сиропом. Всем очень понравились эти конфеты. Один из гостей спросил: — Интересно, как изготавливают бутылочки? — Сначала делают шоколадную бу- тылочку, а потом заливают в нее си- роп,— пояснил другой гость.—Сироп обязательно должен быть густым, ина- че конфета получится непрочной. А густой сироп трудно залить в буты- лочку. Можно, конечно, нагреть сироп, он станет более жидким. Но вот беда — 10 горячий сироп расплавит шоколадную бутылочку. Выиграем в скорости, про- играем в качестве, будет больше брака... И тут появился изобретатель. — Есть идея!— воскликнул он.—-- Я знаю, как изготавливать такие кон- феты быстро и без брака. Хитрость в том, чтобы... И он всё объяснил. Действительно, конфеты можно изготавливать очень просто. Попробуйте догадаться, что пред- ложил изобретатель. Задача эта была напечатана в «Пио- нерской правде». В ответ пришло свы- ше тысячи писем — и почти все они со- держали правильный ответ. Вы, навер- ное, уже догадались, в чем хитрость: нужно налить сироп в форму, заморо- зить, а потом окунуть в шоколад. Льдинка в шоколаде—самое настоя- щее изобретение. Сделали его в Инсти- туте химии Академии наук Эстон- ской ССР. Есть такой журнал— «Открытия. Изобретения». Вместо этого названия обычно говорят —— бюллетень изобрете- ний. В бюллетене публикуют формулы

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

изобретений, зарегистрированных в Со- ветском Союзе. Формула изобрете— ния — это Одна фраза, разделенная на две части словом «отличающийся». То, что стоит до этого слова, было из- вестно раньше. А то, что записано пос- ле слова «отличающийся»,—— это и есть суть изобретения. Описания изобрете- ний иногда бывают весьма длинными. Но в конце описания приводится ко- роткая формула изобретения. Очень удобно: сразу видно, что было раньше и что придумал изобретатель. Если вы возьмете в библиотеке лю- бой выпуск бюллетеня изобретений и полистаете, вам встретится немало изобретений, которые вы наверняка могли бы сделать сами. Вот, например, авторское свидетельство М 425 616: «Способ охлаждения консервов в жест— кой таре после тепловой обработки пу— тем частичного погружения в веду и одновременного вращения, отличаю- щийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, погружен- ные в воду и вращаемые банки обду- вают холодным воздухом». По наклон- ному полу неглубокого бассейна ска- тываются горячие консервные банки: половина банки в воде, половина—— над водой, чтобы вода испарялась, по- глощая тепло. Банки охлаЖдаются, но недостаточно. Как быть? Первая мысль, которая приходит в голову,— подуть. Как дуют на бЛЮДце с горячим чаем. На эту простую идею и выдано авторское свидетельство М 425 616. А теперь представьте себе такую картину. Электросварщик работает в темном туннеле. Когда горит электри- ческая дуга, место сварки хорошо вид— но. А как быть, когда сварщик в тем- ноте готовит все к работе или налажи- вает инструмент? Думаю, ответ очеви- ден: нужно использовать электрофо- нарь. Ведь электрические фонари укрепляют на авторучках, очках, кас— ках. Почему бы не укрепить фонарь на щитке электросварщика? И вот ав- торское свидетельство М 225 575: «За- щитное устройство для электросварщи- ка, отличающееся тем, что, с целью 11 улучшения условий труда при произ- водстве сварочных работ в затемнен- ных местах, на сварочном щитке слева установлена съемная осветительная арматура». В любом выпуске бюллетеня при- мерно 2—3% изобретений—резуль- тат решения задач, вполне доступных школьнику. Эти изобретения можно сделать просто за счет сообразитель- ности, даже без использования зна- ний по физике и химии. Конечно, это небольшие изобретения. Но—изобре- тения! То есть предложения новые и бесспорно полезные. Ну а если добавить к сообразитель- ности хотя бы немного знаний? Задача 3. ГДЕ ВЗЯТЬ ТАКУЮ ТОЧКУ? В центре города на площади стояла старинная башня. И вот однажды воз- никло опасение, что башня оседает. Организовали комиссию и поручили ей выяснить: оседает ли башня? Комиссия задумалась. Нужна какая-то неподвиж- ная точка, чтобы проверить, опускает- ся ли башня относительно этой точки. А где взять такую точку? Может, вся площадь и соседние здания тоже осе- дают? Правда, в пятистаа: метраа: от площади есть парк. В парке— скалы, которые наверняка не оседают. Но с этих: скал даже не видно башню, она закрыта высокими домами. — Сложное положение,-—задумчи- во произнес председатель комиссии.— Может быть, обратиться в Академию наук? И тут появился изобретатель. — Не надо беспокоить академи- ков! — сказал он.—— Откройте учебник физики для шестого класса и вспом- ните... И он объяснил, что именно надо вспомнить. А как вы думаете? Возможно, вы уже догадались. А ес- ли не догадались, не беда: перелистай-

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

те учебник физики для шестого класса и отыщите раздел о сообщающихся со- судах. «Свободные поверхности покоя- щейся жидкости в сообщающихся сосу- дах находятся на Одном уровне» — так написано в учебнике. Возьмем две стеклянные трубки, установим одну в башне, другую на скале, соединим трубки шлангом и наполним шланг водой. В сообщающихся сосудах (труб- ках) жидкость установится на одном уровне. Отметим этот уровень. Если башня оседает, то через несколько дней жидкость в «башенной» трубке подни- мется выше отметки. Остроумное изоб- ретение, не правда ли? А ведь всего- навсего физика шестого класса... Возьмем теперь задачу чуть по- сложнее. Задача 4. А И Б СИДЕЛИ НА ТРУБЕ В химической лаборатории собрали установку для получения нового мине- рального удобрения. Две жидкости, назовем из: А и Б, распылялись, пре- вращались в потоки мелких: капелек, причем капельки А шли навстречу ка- пелькам Б, соединялись, и получилось удобрение АБ. Так, во всяком случае, должно было быть по предложениям лимиков. Но когда установку запусти- ли, оказалось, что, кроме капелек АБ, получаются еще и совершенно ненуж- ные капельки АА и НЕ. А и Б сидели на трубе,— огор- ченно сказал шимик.—Может быть, заранее смешаем жидкости? — Нет, смешивать до распыления нельзя,— ответил другой химик. — Просто не знаю, как быть... И тут появился изобретатель. — Возьмите учебник физики для седьмого класса,— сказал он.— Там вы найдете правило, которое поможет решить задачу. Как вы считаете: о каком правиле говорил изобретатель? Если полистать учебник физики для седьмого класса, нетрудно найти прос- тое правило: одноименные заряды вза- имно отталкиваются, разноименные— взаимно притягиваются. ЗарЯдим ка- пельки А положительно, капельки Б — отрицательно. Тогда при встречах двух потоков возникнут только капель- ки АБ. Итак, сообразительность плюс не- много школьной физики — и примерно 5% современных изобретательских за- дач будут вам под силу. Ну а если к этому прибавить знание приемов? В каждом деле есть свои приемы; су- ществуют они и в решении изобрета- тельских задач. Собственно, мы уже начали знакомиться с ними. Вспомни- те задачу о конфетах с сиропом. Изоб— ретатель сказал: «Хитрость в том, что- бы...» Хитрость—это и есть прием. В задаче о конфетах были две хитрос- ти. Первая: сироп нагревали, а изобре- татель предложил сделать наоборот— охладить сироп, заморозить. Вторая: льдинка потом таяла, превращаясь в сироп, то есть меняла свое агрегатное состояние. В задаче, которую решал Счетовод, тоже происходило изменение агрегатного состояния: лед таял, и трансформатор постепенно опускался на землю. Многие приемы основаны на ис- пользовании физических эффектов и явлений. Но прием отличается от физи- ческих формулировок своей нацелен- ностью на решение изобретательских задач. Физическая формулировка гла-

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

сит: вещества могут переходить из одного состояния в другое. Прием уточ- няет: при таких перех0дах резко ме- няются физические свойства, и это можно использовать для решения изоб- ретательских задач. «Сделать наоборот», «использовать изменение агрегатного состояния» — сильные приемы. В любом бюллетене можно встретить изобретения, сделан- ные с их помощью. Вот, например, формула изобретения в авторском сви- детельстве М 183122: «Способ выгруз- ки насыпного сахара-сырца из емкос- тей, например из морских танкеров, отличающийся тем, что с целью упро- щения и ускорения процесса сахар- сырец разводят водой и полученную пульпу качают насосом». Сыпучий груз трудно извлечь из трюмов корабля. Изобретатель предложил на время раз- грузки превратить неподатливый сыпу- чий груз в жидкость, которую легко перекачать насосом. Еще один пример—формула изоб- ретения в авторском свидетельстве М 489 938: «Способ восстановления сыпучести смерзшихся грузов, отли- чающийся тем, что с целью ускорения процесса восстановления сыпучести материалов и снижения трудоемкости смерзшийся материал подвергают воз- действию сверхнизких температур». Зима, на открытых железнодорожных платформах лежат окаменевшие от хо- лоца минеральные удобрения. Как раз- грузить такой состав? Стараются как- то нагревать груз, а это очень непросто, потому что груза много. И вот изобре- татели использовали оба известных вам приема: надо не нагревать, а охлаждать (прием «сделать наоборот»); груз обливают жидким азотом, кото- рый потом превращается в газ и исче- зает (прием «изменить агрегатное со- стояние»). Ну а теперь задача, с которой вы наверняка справитесь. Задача 5. ОНИ ИСЧЕЗАЮТ САМИ! Как вытряхнуть песок, попавший в чернильницу-непроливайку? Примерно с такой проблемой столкнулись инже- неры-литейщики. Отлитые из металла детали надо очищать. Для этого ис- пользуют струю песка. Повершность деталей очищается, но песчинки попа— дают во внутренние полости и там остаются. Не станешь же переворачи- вать тяжелые металлические детали и вытряхивать из низ: песок... —— Может, как-то закрыть все от- верстия? — нерешительно предложил один инженер. — Много лишней работы,— вздох:- нул другой.— Но я не вижу иного вы- хода. Сами по себе песчинки не исчез— нут. И тут появился изобретатель. — Они исчезнут сами по себе!— уверенно сказал он.—Для этого надо, чтобы песчинки были... Какими должны быть песчинки? И еще одна задача. Кстати, обра- тите внимание: задачи из разных об- ластей техники, а решаются Одинако- выми приемами. Задача 6. ЕСТЬ ПА ТЕНТ В длинной резиновой трубке нужно очень точно сделать много отверстий диаметром 10 миллиметров. Вообще-то нетрудно пробить или просверлить от- верстия. Но резина гибкая, под инстру- ментом она растягивается, сжимается, изгибается... Сделать отверстия нужно- го размера очень сложно. Мастер по- пробовал прожигать отверстия раска- ленным прутиком, но края отверстия обгорали, крошились. — Ничего не получается! — с доса- дой воскликнул мастер.— Хоть плачь... И тут появился изобретатель. — Зачем же плакать?— удивился

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

он.— Ведь всё так просто! Есть англий- ский патент М 1 263 562, в котором предложено... Что предложено в этом патенте? Вы познакомились с двумя прие- мами, а их около сотни. Многие из них неожиданны, остроумны. Да вы и сами убедитесь в этом, поразмышляв над та- кой задачей: Задача 7. ОХ, УЖ ЭТИ СЫЩИКИ... Одна зарубежная фирма покупала у другой подсолнечное масло и пере- возила его в автоцистернаа: емкостью 3000 литров. И вот обнаружилось, что каждый раз в цистерне не аватает 20—30 литров. Проверили отмеряющие приборы—всё в порядке. Пломбы на заливном люке, герметичность цистер- ны—тоже в порядке. Учли, что не- сколько литров масла могло остаться в виде пленки на стенках цистерны; но нехватка была значительно больше... Пригласили опытного детектива. И он ничего не обнаружил: машина нигде не останавливалась, водитель не отливал из нее масла. Детектив 8 недо- умении развел руками... И тут появился изобретатель. — Ош, уж эти сыщики1—сказал он.—Ведь всё так просто, надо только немного подумать. И объяснил, в чем дело. А вы как считаете? Эта задача тоже была опубликована в «Пионерской правде». Писем при- было много, более тысячи. Писали не только школьники, но и студенты, ин- женеры. Авторами двух писем оказа- лись работники милиции. Гора ни- сем — и ни ОДНОГО правильного ответа! Детектив легко раскрыл бы секрет утечки масла, если бы знал изобрета- тельский прием: то, что невозможно сделать сейчас, можно сделать заранее. Оказывается, ВОДитель заранее поцве- шивал ведро внутри пустой цистерны. Когда в цистерну заливали масло, ведро тоже наполнялось. Потом цистер- на шла на завод, масло сливали, и во- дитель спокойно доставал ведро с мас- лом. Прием «сделать заранее» нередко используется изобретателями при ре- шении самых различных задач. Взять хотя бы чисто медицинскую задачу. Гипсовую повязку иногда очень трудно снять: прих0дится медленно и осто- рожно распиливать ее, стараясь не за- деть тело человека. Изобретатели на- шли выход: до наложения гипсовой по- вязки на тело укладывают резиновую трубку, внутри которой находится тон- кая пилка. Когда приходит время сни- мать повязку, концы пилки зажимают в лобзик и пилят гипс снизу вверх, от тела к наружной поверхности повязки.

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

` ` \" `Ф` .- <` М ‘ и] \Щ\\\$ \ .„ - ' " ` ‘ \ -\` . .—' \ . ‚ : ‘о‘ " ‚ “щжщт‘т . " 242959. и . ЖМ*\\ . 1“ эй“; О п о И ." ` ч-'\&$\:с . Ъ ; .. `ещ\\\„ $Х жужжат \ "8 ®М®\\&ЁЖ. О. . ` \ Ж ьх“$:$*" ‹ . ` \ -,’.' "ъ """`ж "\ с. ` " Ж` — . ‚ "Ё Ё}? . . ..д‚„./щ ё щёк” // ММ . а.- о _. ЗНАКОМЬТЕСЬ: ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОТИВОРЕЧИЯ Теперь в вашем арсенале три при- ема, и вам может показаться, что даль- ше всё просто: нужно освоить сотню приемов — и тогда не страшна ни Одна задача. Увы, всё гораздо сложнее. По- ясню это на примере. Существуют трубосварочные станы, обладающие очень высокой произво— дительностью. В цехе устанавливают рулон металлической ленты и, посте- пенно разматывая его, подают ленту в стан. А оттуда со скоростью примерно 1 метр в секунду выходит готовая труба. Всё прекрасно, но изготовленную трубу надо разрезать. Допустим, длина каждого отрезка десять метров. Значит, отрезать десятиметровую трубу нужно за десять секунд. И не только отрезать трубу, но и вернуть режущее устрой- ство (оно уйдет вместе с трубой на де- сять метров) в начальное положение. Режущее устройство, похожее на дисковую пилу, называют летучим. И в самом деле режущий диск «лета- ет» взад-вперед с огромной скоростью: резать приходится на ходу, труба не- прерывно выходит из стана. Посмотрите, что получается. Чтобы резать быстро, нужно мощное режущее устройство. Такое устройство неизбеж— 15 “ладкой! но оказывается тяжелым, громоздким; режет оно быстро, но передвигается медленно. Если же сделать режущее устройство полегче, оно будет быстро передвигаться, но медленно резать. За- колдованный круг! Выбрать что-то среднее? Так и делают. В результате «летучий» нож и режет неважно, и передвигается не очень быстро... При- ходится в полтора-два раза уменьшать скорость сварки трубы. Обидно! Наверное, вы уже подумали о прие- ме «сделать заранее». Действительно, разрезать ленту намного проще, чем разрезать трубу: быстрый удар ножа — и лента разрублена. Но задачу это, увы, не решает. Представьте себе кипо- аппарат или магнитофон, которые ра- ботают на коротеньких кусках ленты. Сколько будет хлопот с заправкой и на- Высокая производительность трубосварочных станков как раз и достигнута за счет непрерывности процесса, от этого нельзя отка- заться. Задачу долгое время не удавалось решить. Ценой разных ухищрений по- вышали скорость «полета» режущих устройств, но тут же снижалась точ- ность—трубы выхоцили то длиннее, то короче. Приходилось сооружать

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

сложные электронные системы контро- ля: точность повышалась, но машина становилась дорогой, капризной, нена- дежной. Разумеется, в конце концов появил- ся изобретатель. Он предложил исполь- зовать одновременно два приема: «сде- лать заранее» и «сделать чуть мень- ше». Суть второго приема в том, что, если какое-то действие нельзя осущест- вить полностью, его надо выполнить частично. То есть ленту надо не отрё- зать, а надрезать. Если после сварки посильнее дернуть трубу, она сама от- делится. Красивое изобретение, прав- да? «Летучее» режущее устройство вообще не нужно. Труба прох0дит внутри электромагнита; импульс тока, рывок — и отделяется нужный отре- зок... Как видите, «хитрость» тут в соче- тании двух приемов. Порознь эти прие- мы ничего не дают. А из ста приемов можно получить десять тысяч сочета- ний по два приема! Если же учесть, что могут быть сочетания и трех, четы- рех, пяти приемов, то число «ключей» к задачам становится практически без- граничным... И мы возвращаемся к не— обходимости наугад перебирать ва- рианты. Некоторые приемы были известны еще в конце прошлого века. Изобрета- тели, психологи, разные специалисты приводили списки, иногда включавшие до двадцати—тридцати приемов. Не раз казалось, что остается сделать не- многое — пополнить списки, классифи- цировать приемы и, пожалуйста, можно решать любые задачи. Но обна- ружилось, что Одиночные приемы при- меняются не так уж часто и количест- во сложных, составных, комплексных приемов астрономически велико. Никак не удавалось уйти от метода проб и ошибок. А если подойти к проблеме с другой стороны и попытаться понять, откуда берутся изобретательские задачи и вообще что это такое— изобретатель- ская задача? Возьмем хотя бы задачу о резке 16 труб. Существовала техническая си- стема—комплекс машин и устройств для изготовления труб. Одну из частей этой системы—сварочный стан улуч- шили, сделали более мощным. И воз- никло техническое противоречие: стан мог вести сварку с большой скоростью, а режущее устройство не успевало от- резать трубы. Чем больше скорость сварки, тем тяжелее работать режуще- му устройству. Попробовали переде- лать это устройство, и снова возникло техническое противоречие: увеличишь мощность ножа—выиграешь в ско- рости резания, но проиграешь в утяже- лении устройства, замедлится его пере- мещение. Технические системы, подобно жи- вым организмам, состоят из взаимо- связанных частей. Если «просто так» увеличить одну часть системы, это отрицательно скажется на других ее частях. Поэтому изобретательские зада- чи всегда содержат два требования: надо улучшить какую-то часть (какое- то свойство) системы и при этом не ухудшить другие ее части (другие свойства) или всю систему в целом. Сделать изобретение — значит преодо— леть техническое противоречие. Задача 8. ВЕЗДЕХОД НА МАРСЕ В одном фантастическом рассказе описана экспедиция на Марс. Косми- ческий корабль опустился в долину с очень неровной поверхностью: всюду холмы, ямы, камни. Космонавты быст- ро снарядили вездеход—колесный, с большими надувными шинами. Но на первом же крутом склоне вездеход опрокинулся набок. И тут... Нет, к сожалению, в рас- сказе изобретатель не появился. А как вы думаете: что бы он пред- ложил? Учтите, у космонавтов не было воз- можности переделывать вездеход. тоже напечатали в Эту задачу

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

«Пионерской правде». В большинстве писем был такой от‘вет: «Под днищем вездехода подвесить груз. Центр тяжес- ти станет ниже, машина будет устойчи- вее». Не спешите выдвигать свою идею, давайте сначала оценим чужие предло- жения. У нас теперь есть критерий для оценки: преодолевается техниче- ское противоречие или нет? Груз, подвешенный под днищем ма- шины, повысит ее устойчивость. Но одновременно ухудшится проходи- мость: груз будет цепляться за высту- пы в почве, за камни. Техническое противоречие! Были и другие предложения: выпустить воздух из шин, они просели наполовину; снабдить вездеход дополнительной парой боковых колес; экипажу высовываться из окон и дверей и держать равновесие, как это делают мотогонщики... Нетрудно заметить, что в каждом из этих предложений выигрыш связан с проигрышем. Просевшие наполовину шины резко замедлят движение везде- хода. Дополнительные колеса — серьез— ное усложнение конструкции, а мастер- ских на Марсе нет. Заставлять космо- навтов выполнять опасные акробатиче- ские трюки—недопустимый риск... Избежать противоречий так трудно, что автор одного из писем признался: «Ничего не могу придумать. Пусть кос- монавты идут пешком...» Представьте себе моряка, который не знает, что рифы и скалы надо об- ходить. Примерно так ВЫГЛЯДИТ изоб— ретатель, не учитывающий, что нужно обязательно устранять технические противоречия. Помните задачу об из- мерении давления газа внутри лампы? Идея разбивать лампы была запатен- тована, но изобретения фактически не получилось: противоречие не было устранено. Чем больше ламп мы разо- чтобы бьем, тем точнее будет проверка... и тем больше получится брака, лома! Прежде чем сказать: «Я решил изобретательскую задачу!» — обяза- тельно спросите себя: «Какое противо- речие я устранил?» Подвесить груз к вездеходу нетрудно, но подвешивать надо как можно ниже, а чем ниже рас— положен груз, тем чаще он будет за- девать за камни и выступы. Попытка повысить устойчивость машины, не применяя изобретательской хитрости, приводит к ухудшению проходимости машины: вездеход перестает быть вез- деходом...‘ Используем теперь такую хитрость: пусть груз будет расположен очень низко, у самого грунта, но не снаружи, а внутри вездехода. Спрячем груз в... колеса! Поместим туда металлические шарики или круглые камни—пусть перекатываются... Такое изобретение запатентовано в Японии для повыше- ния устойчивости автопогрузчиков, тя- гачей, автокранов. Запомните этот при- ем, он называется «матрешка»: для экономии места можно расположить один предмет внутри другого. Задача и ответ—два берега реки. Попытка сразу угадать ответ— все равно что попытка перепрыгнуть с бе- рега на берег. Технические противоре- чия, приемы образуют мост. Теория ре- шения изобретательских задач —это, в сущности, наука о том, как возводить незримые мосты, по которым мысль прих0дит к новым идеям. Впрочем, противоречия и приемы правильнее сравнить с опорами моста. Перепрыгнуть с опоры на опору тоже не так просто: нужна догадка, чтобы перейти от задачи к противоречию и от противоречия к приему. Кроме опор необходимы балки, соединяющие опо- ры,— вот тогда получится хороший мост, по которому можно спокойно и уверенно, шаг за шагом, перейти от за- дачи к ответу. О таком мосте мы еще поговорим. Пока важно одно: изобретателю необ- ходимо находить и преодолевать техни- ческие противоречия. С этой простой идеи и начинается теория решения изобретательских задач.

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

ПОРАЗМЫШЛЯЙТЕ САМИ У нас работы с приемов: 1. Сделать наоборот. 2. Использовать изменение агрегат- ного состояния. 3. Сделать заранее. 4. Сделать чуть меньше требуемого. 5. Применить «матрешку». Вы знаете также, что приемами мо- гут быть физические эффекты и явле- ния. Наконец, у вас есть надежный критерий для оценки Идей: хорошая изобретательская идея обязательно пре0долевает противоречие. Я приведу несколько задач, потре- нируйтесь. Помните, что смысл трени- ровки не в том, чтобы перебирать ва— рианты. Постарайтесь использовать ин- струменты — приемы, физику, знание о противоречиях. Задача 9. ОДИН ЗА ВСЕХ уже есть инструменты ДЛЯ задачами—пять СИЛЬНЫХ В лаборатории собрали установку для изучения движения капелек жид- киа: минеральных удобрений, распы- ляемыа: с самолета. В трубе мчался поток воздуха, несущий множество ка- пелек. Но заказанный и установлен— 18 ный распылитель давал только очень маленькие капельки. Между тем в ходе опытов выяснилось, что надо изучать движение и более крупных: капелек. — Закажем еще несколько распы- лителей,— предложил один инженер. — Долго и дорого‚— возразил дру- гой.— Для двадцати опытов потребует- ся двадцать разныа: распылителей. И тут, разумеется, появился изобре- татель. — Один распылитель будет рабо- тать за всел‚— сказал он.—Размеры капелек можно увеличить, если... И он объяснил, что нужно сделать. А что предложите вы? Наверное, задача 9 покажется вам легкой. Следующие задачи потруднее, но и с ними вы справитесь. Задача 10. СДЕЛАЕМ ВОДУ МЯГЧЕ Однажды знаменитый тренер, быв- ший чемпион по прыжкам в воду, по- жаловался коллеге: — Трудно работать. Прыжки стано- вятся всё сложнее и сложнее. Надо придумывать новые комбинации, про-

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

бовать, а при этом, сам понимаешь, увеличивается вероятность неудачных «приводнений» и травм. Когда пада- ешь с высоты, вода не такая уж мяг- кая... Иногда вижу: может спортсмен попробовать новый элемент, но боится ушибов, боится из-за травмы не по- пасть на соревнование... — Ничего не поделаешь,— вздох- нул коллега.— Такой у нас вид спорта. В моей группе тоже бывают травмы при неудачных прыжках. И тут появился изобретатель. — Травм больше не будет,— сказал он.—-Сделаем воду мягче. Для этого нужно... Как вы думаете: что нужно сделать с водой, чтобы она стала мягче и спортсмены не травмировались при не- удачных прыжках? Задача 11. ВЕЧНАЯ КРАСКА Директор мебельной фабрики ска- зал главному инженеру: Й — В прошлом году мы выпустили сто комплектов мебели для детских садов. Но, к сожалению, потребители жалуются: ребята сдирают краску, ца- рапают... — А мы тут при чемР—обиделся главный инженер.— Самую прочную краску можно содрать или поцарапать. Это от нас не зависит. Может быть, им нужна некрашеная мебель? — Нет,— вздохнул директор—Для детских садов обязательно нужна раз- ноцветная мебель. Вот если бы краска была не на поверхности, а пропитыва- ла всю древесину... — Фантазия! — рассмеялся глав- ный инженер.— Тысячи раз пробовали пропитывать древесину краской. Ниче- го не получалось, вы же знаете. И тут появился изобретатель. — Нет, это не фантазия! — вос- кликнул он.— Хотя, конечно, нужны выдумка и смелость, чтобы решить эту задачу. Хитрость в том, чтобы... А вы хитрость? как думаете, в чем здесь 0@/

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

щ'п‘) 191!“ Ы ” 7 "/ . у 1 3/7 ‘ / ч й! ЁЬЦЁЩДЁЧ; ММ: -- 5 г°®/*"’хй\|т “а им МШЬ "А 'е\//1\г`;’и'‚—\‘ "\ и; ‚и? —— 91` ’ “0.\ 3 ’ же , ’ \ ` ( ‚ $х ‘? 11Рё=ёё "у , ”ШК—Ё; ` "" ‘м “!.\ х‘ т ‚.‚к////Л%//‘ / / ‚’ СОВМЕСТИТЬ НЕСОВМЕС'ГИМОЕ Если верить Мюнхгаузену, пойман- ная им лисица ухитрилась выскочить из собственной шкуры. Оставим эту охотничью историю на совести барона. Зато с изобретательскими задачами не— что подобное происходит! Вот началась охота за ответом, поймано техническое противоречие, и, казалось бы, ответ уже в руках... Но тут ответ неожиданно ускользает. Даже прочно вцепившись в техни- ческое противоречие, нельзя быть уве- ренным, что ответ пойман. Одно и то же техническое противоречие в прин- ципе может быть преодолено множест- вом разных приемов. Технические противоречия вызваны теми или иными физическими причи- нами: в глубине технического противо- речия спрятано противоречие физиче- ское. Выглядит оно так: «Данная часть технической системы должна обладать свойством А, чтобы выполнить одно действие, и должна обладать противо- положным свойством анти-А, чтобы вы- полнить другое действие». Обратите внимание: техническое противоречие относится ко всей системе или к не- скольким ее частям, а физическое— только к одной части. Это существенно облегчает путь к ответу. 20 Возьмем, например, задачу 5—об удалении песка из деталей. Физическое противоречие в этой задаче такое: «Песчинки должны быть твердыми, чтобы очищать детали, и песчинки должны быть нетвердыми (жидкими или газообразными), чтобы их легко было удалять из очищенной детали». Как только такое противоречие сфор- мулировано, ответ становится очевид- ным: нужен прием «изменить агрегат- ное состояние», именно этот прием, и никакой другой! Пусть «песчинки» бу— дут из сухого льда: твердые при очист- ке деталей, эти «песчинки» потом сами превратятся в газ. В задаче 6 (об отверстиях в рези- новой трубке) физическое противоре- чие почти такое же: «Трубка должна быть твердой, чтобы легко было свер- лить в ней отверстия, и трубка должна быть нетвердой, чтобы сохранять элас- тичность». Прием тот же: заморозим трубку (или, заполнив ее водой, замо- розим воду), а после того как отвер- стия сделаны, нагреем. Существуют специальные правила, позволяющие при анализе задачи шаг за шагом перейти от технического про- тиворечия к физическому. Но нередко физическое противоречие можно сфор—

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

мулировать сразу, непосредственно из условий задачи. Задача 12. КАПЛИ НА ЭКРАНЕ В лаборатории исследовали процесс электросварки. ‚Ученых интересовало, как плавится металлический стержень, внесенный в дугу, и как при этом ме— няется сама дуга. Включили дугу, сня- ли кинофильм, посмотрели его. И тут оказалось, что на экране видна только дуга. Она ярче капель металла, поэтому их не видно. Решили повторить опыт. Включили вторую дугу, более яркую, направили ее свет на капли металла и снова сняли фильм. Теперь видны были только капли металла (или вьЬсвечивала яркая вторая дуга), а первой дуги, ме- нее яркой, на экране не было. Исследо- ватели задумались: что же делать?.. И тут появился изобретатель. — Типичное физическое противоре- чие‚— сказал он.— Дело в том, что... Так какое же здесь физическое противоречие? И как его преодолеть? Внимательно прочитав условия, можно легко сформулировать физиче- ское противоречие. Вторая дуга должна быть, иначе не ВИДНЫ капли металла, и второй дуги не должно быть, иначе мы не увИДим первую дугу. Техническое противоречие обычно формулируется мягко, например так: чтобы увеличить скорость грузовика, надо уменьшить вес перевозимого гру— за. Скорость конфликтует с грузоподъ- емностью, но не исключено, что воз- можен какой-то компромисс. В физи- ческом противоречии конфликт пре- дельно обострен. Однако в мире изобре- тательства свои законы: чем острее сформулирован конфликт, тем легче его пре0долеть... Дуга, освещающая капли металла, не может Одновременно быть и не быть. Значит, она должна то быть, то не быть—вспыхивать и гаснуть. Тоща на одних кадрах фильма будут только капли металла, а на других — 21 только дуга. При демонстрации фильма оба «сюжета» соединяются: мы увИдим и дугу, и капли. Противоречивые требования разде- лены здесь во времени. Можно разде- лить их и в пространстве. Вспомним решение задачи о трубе: стальной лист разрезан частично, то есть в одних мес- тах разрез есть, а в других нет. Суще- ствует и более хитрый путь совмеще- ния несовместимого: придадим объекту одно свойство, а его частям —другое, противоположное. На первый взгляд это кажется невероятным — как из чер- ных кубиков построить белую пирами- ду?! Но вот велосипедная цепь: каж- дое ее звено жесткое, негнущееся, а в целом цепь гибкая... Словом, физиче- ские противоречия, требуя совместить несовместимое, не заводят в тупик, а облегчают путь к решению задачи. К примеру, задачу 10—«смягче- ние» воды—решить трудно. Неясно даже, за что уцепиться. Сформули— руем физическое противоречие. Бас- сейн должен быть заполнен водой и должен быть заполнен чем-то более мягким, чтобы спортсмен не получил травмы при неудачном прыжке. Что мягче в0ды? Газ, воздух. Выв0д: надо заполнить бассейн... воздухом. Может показаться, что мы зашли в тупик. Вода держит пловца, но она «жесткая» при ударе. Газ «мягкий», но и в заполненный газом (то есть пус- той) бассейн прыгать нельзя. Выявив апротиворечие, мы обострили задачу, но, как ни странно, вдали вспыхнула искор- ка ответа. Хорошо, пусть одновременно будет и то, и другое! Пусть спортсмен прыгает в «смесь» воцы и воздуха, в «газированную» воду. Именно так ре- шили задачу советские изобретатели, получившие авторское свицетельство М 1127 604, по которому воцу под вышкой -— перед прыжком — «газиру- ют», ’пропуская воздушные пузырьки. Противоречие устранено: «газирован- ная» вода остается водой, но удар 0 нее почти неощутим. Обратите внимание, какой зигзаг пришлось сделать на пути к решению.

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

В условиях задачи дана «вода» — и от- вета не видно. Мы перешли к «антиво- де», то есть к газу, воздуху. Задача вроде бы стала еще труднее. Следую- щий мысленный ход: надо объединить «воду» и «антиводу». Только здесь на— чала вырисовываться идея решения. Задача 13. ТОНКИЕ И ТОЛСТЬ1Е Завод получил заказ на изготовле- ние большой партии овальных стеклян- ных пластин толщиной 1 миллиметр. Нарезали прямоугольные заготовки, оставалось сгладить их края так, чтобы получились овалы. Но при обработке на шлифовальном станке тонкие плас- тины часто ломались. — Надо сделать пластину потол- ще‚— пожаловался рабочий мастеру. — Ни в коем случае,— ответил мас- тер.— Нам заказали тонкие пластины... И тут появился изобретатель. —— Физическое противоречие! — воскликнул он. — Заготовки должны быть толстые и тонкие. Это противоре- чие можно разделить во времени: заготовки на время обработки станут толще... ’ Задача 14. КАК ВЫЙТИ ИЗ ТУНИКА? На заводе приступили к выпуску нового механизма —— и сразу же возник— ли непредвиденные трудности. Одна деталь механизма изготовлялась из стальной пластины. Через заготовку пропускали ток, нагревавший металл до 1 200 градусов. Раскаленную пласти- ну прессовали, придавая ей нужную форму. И вот выяснилось, что при тем- пературе выше 800 градусов поверх— ность заготовки быстро портится: на металл вредно действует воздух. На- чальник цеха срочно созвал совещание. — Положение—как в сказке,— сказал он.— Налево пойдешь — плохо будет, направо пойдешь—еще хуже... Заготовку надо нагревать до 1200 гра- дусов, иначе ее не обработаешь. И нельзя нагревать выше 800 градусов, иначе испортишь поверхность металла. — Все очень просто!—воскликнул самый молодой инженер—Надо на- гревать до 1000 градусов. До средней температуры. — Не пойдет,—— возразил старый мастер.— И пластины будем портить — нагрев все-таки выше допустимого, и обработку не сможем вести — мала тем- пература. — Каверзная задача, — вздохнул начальник цеха—А решать ее надо быстро, прямо сейчас. И тут появился изобретатель. — Есть решение‚— сказал он. Как вы думаете: что предложил изобретатель? Задача 15. УПРЯМАЯ ПРУЖИНА Представьте себе, что нужно сжать спиральную пружину (длина ее— 10 сантиметров, диаметр — 2 санти- метра), положить плашмя между стра— нииами книги и закрыть книгу так, чтобы пружина не разжалась. Сжать пружину можно двумя паль— цами. Но потом придется разжать пальцы, иначе не закроешь книгу. И пружина разожмется... С такой си- туаиией столкнулись инженеры, соби- рая один прибор. Нужно было сжать пружину, уложить и закрыть крышкой. Как это сделать, чтобы пружина не разжалась? — СвязатЬР— сказал один инже- нер.—Иначе эту пружину не переуп- рямишь. — Нельзя, — возразил другой. — Внутри прибора пружина должна быть свободной. И тут появился изобретатель. — Прекрасно! — воскликнул он.— Пружина должна быть свободной и не- свободной, сжатой и несжатой. Раз есть противоречие, значит, перед нами изобретательская задача. Как бы вы решили эту задачу?

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

Эра технических систем / ц':‚ = [67 ._ у.-. ‚ЬЧЩЧ/д'ь'2д1'_ _ / ‚ - ‚4‘ 1 ‘ 2 " ' и 5-1' " "Д : г’ / ’ Ах " 1“. ш 4- г 1.5' . " м / у ‚ .. . \‘.'./› '‹ А. - ` ’ Жди“ х“ / '\`‚/ ч 34 " ’ _ // 5:5“ / у: ‚ д' / _ / ‘ "НЖИ _ ‚7 _‚__ _:::.-/’ \`Ёщ \:`4{_:Ь-—/ ‘ЁЬЁЁЁЁ_@. ./ \\\\\ хх ‘* 1‘) " -"`.\ \\\\ \\\га?ш""““\\‘\\\\\\\\\\\ ‚— фи“ ` ‘\.`_‘\\\\\\\\\\\\\\\\ \\\\\\\\\\ п ‘ С ‘ Ц" чч " ‘3‘\\"\.}`:“."\‘\\\‘\\*\.-`.“` ‘. ./ ."\ ‚ “"`

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

+ + + 4. . .\"\‘Ё\ \\ | / ‹ 1 \ д{;-- 5 ! Ч. И" к .. + + + + + + + + ЛОДКА+ЛОДКА=? В книгах по истории техники нужно в двадцать раз меньше людей, Х1Х век называют веком пара. Первую половину ХХ века — веком электриче— ства. А к какому веку относится наше время? Тут нет единого мнения. Одни говорят — век атома. Другие — косми- ческий век. Может быть, век химии? Или — век электроники? Если бы инженер, живший в начале ХХ века, увИДел технику наших дней, его, пожалуй, прежде всего поразило бы резкое увеличение размеров уже знакомых ему машин. Автомобили вместимостью меньше повозки превра- тились в мощные самосвалы, легко перевозящие 150—200 тонн, в сверх— гиганты, несущие на себе целую буро- вую установку. Самолеты, с трудом поднимавшие двух-трех пассажиров, выросли в гигантские аэробусы. Появи- лись колоссальные танкеры водоизме- щением в полмиллиона тонн. Турбины, подъемные краны, локомотивы, здания, экскаваторы, различные исследователь- ские установки—всё стало в десятки раз крупнее. Казалось бы, не все ли равно —сто грузовиков вместимостью по полторы тонны каждый или один грузовик, везущий полторы сотни тонн? Грузоподъемность одна и та же, но для обслуживания сверхгрузовика 24 да и погрузка и разгрузка идут раз в десять быстрее. Многие изобретатель- ские задачи возникают именно из-за стремительного увеличения размеров машин. Вот одна из таких задач. Задача 16'. ПОСЛЕ АВАРИИ Тяжелый транспортный самолет со- вершил аварийную посадку на вспа- ханное поле в двухстах километрах от аэродрома. Самолет разгрузили, осмот- рели повреждения: трещины, вмятины, местами сорвана обшивка. Необходимо доставить самолет на аэродром, в ре— монтную мастерскую. Но самолет ве- сит свыше ста тонн. Транспортировать такую машину надо очень осторожно, чтобы не было дополнительных по- вреждений. Специалисты собрались на совещание. Будь самолет поменьше, все было бы просто... — Что тут думать!—воснлиннул студент-стажер. На совещание его ни- кто не приглашал, но у него была идея, которую ему очень хотелось выспа- зать.— Тут без дирижабля не обой- дешься. Подцепим самолет — и... — Молодой человен,— грустно сна-

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

зал один из специалистов‚— нет дири- жаблей с такой грузоподъемностью. Да и нельзя аварийный самолет подни- мать в воздух. Так: что —— нинанизс ди- рижаблей! И тут появился изобретатель. — Не согласен‚— сказал он.—Ди- рижабль нужен и не нужен. Самолет надо поднимать и не надо поднимать... И он объяснил, как выполнить про- тиворечивые требования. Попробуйте догадаться: что предложил изобрета- тель? Машины растут быстро, но не без- гранично. Они увеличиваются в десять, двадцать, сто раз... Однако наступает момент, когда дальнейший рост стано- вится невыг0дным. Тогда одна машина „(щ А объединяется с другой — возникает но- вая техническая система, небольшая, но имеющая резервы для роста. Вспом- ним историю корабля. Первые корабли приводились в движение веслами. Сна- чала строили корабли с одним ряцом весел, потом покрупнее—с веслами в два, три, четыре ряда... В Древнем Ри- ме однажды соорудили корабль с три- дцатью ряцами весел! Гребцам было трудно согласованно работать веслами. Да и сами весла стали очень тяжелы- ми: расстояние от верхних рядов до воды превышало двадцать метров. А потом появились корабли весель- но-парусные. Их размеры тоже увели- чивались, но уже не за счет нагромож- дения весел. Теперь совершенствова- лись паруса, и постепенно весельно- парусные корабли стали парусно-ве- сельными, а затем и чисто парусными. Начался быстрый рост парусного осна- щения: увеличивали число мачт, их высоту, делали паруса шире, устанав- ливали дополнительные паруса между мачтами... Потом был создан парусно- паровой корабль, и всё повторилось: парусно-паровые корабли постепенно уступили место паро-парусным, а за- тем и чисто паровым. Каждый раз, когда происходит объединение А и Б в систему АБ, возникает нечто принципиально новое, обладающее качествами, которых нет порознь у А и Б. Даже если система образуется по схеме А+А, все равно сумма равна не 2А, а чему-то больше- му. Одна лодка плюс одна лодка, объ- единенные в систему,— это уже не две лоцки, а катамаран с более высокой устойчивостью, «непереворачивае- мостью». Эта важнейшая особенность систем хорошо видна на задаче о жуке-долго- носике. Задача 17. ТЕРМОМЕТР ДЛЯ ДОЛГОНОСИКОВ Однажды собрались ученые, чтобы обсудить, как: бороться с жуком-долго- носином. И тут выяснилось, что усло-

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

вия существования жука изучены еще очень слабо. Никто не знал, например, нанова температура тела долгоносина. —— Жучок: маленький,— сказал один ученый,— обычным термометром не из- меришь. — Придется разрабатывать специ- альный прибор,—— согласился другой.— Потеряем много времени... И тут появился изобретатель. —- Не надо нинаниа: новых прибо- ров,-— сказал он.—Возьмите обыкно- венныи... Как: вы думаете, изобретатель? что предложил Эта задача была напечатана в «Пио- нерской правде», причем в текст до- бавили слово «стакан». Изобретатель говорил: «Возьмите обыкновенный ста- кан...» Половина ответов, присланных читателями, гласила: «Надо взять ста- кан, наполнить его ВОДОЙ, бросить туда долгоносика и измерить температуру обычным термометром». Разумеется, это неправильный ответ: маленький долгоносик практически не изменит температуру воды. Подвела психологи- ческая инерция: раз есть стакан — на- полним его водой, он для того и су- ществует... В задачах часто встречаются слова- ловушки, наталкивающие на неверные идеи. Поэтому в теории решения изоб- ретательских задач есть очень важное правило: из условий задачи надо обяза- тельно убрать все специальные терми- ны, заменив их простыми словами. Ес- ли, например, в задаче упоминается «микрометрический винт», можно за- менить эти слова более простыми— «стержень, который очень точно пере- мещается». Исчезло слово «винт» — и сразу стало ясно, что решение не обязательно связано с «ввинчиванием». Впрочем, об этом мы еще погово- рим. Сейчас вернемся к задаче. Нужно наполнить стакан, коробку или мешо- чек долгоносиками и измерить темпе- ратуру обыкновенным термометром. Сто долгоносиков, собранных вместе, образуют систему, обладающую новы- 26 ми свойствами. Размеры этой системы намного больше размеров отдельных ее частей, поэтому измерение температу— ры не представляет никаких труднос- тей. В каждом выпуске бюллетеня изо- бретений можно встретить технические новшества, заключающиеся в том, что одинаковые или не0динаковые объекты соединяют в одну систему (запомните: это уже шестой прием в вашей коллек- ции). Вот, например, авторское свиде- тельство М 408 586: котельные агре- гаты, которые раньше располагались в линию, предложено собрать в «кучу» — в один блок. Упрощается строительст- во, сокращается длина водоводов и па— роводов, достаточно одной дымовой трубы на весь блок. ‚ В кормохранилищах постоянно вы- деляется тепло, помещения приходится .`\‘ \ *\ » Ж .З‘ . {— ` \

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

охлаждать. А помещения для живот- ных, наоборот, необходимо обогревать. В авторском свидетельстве М 251801 предложено объединить эти здания: тепло кормохранилищ будет обогревать помещения для скота. Обратите внимание: для образова- ния системы надо соединить объекты так, чтобы появилось новое свойство. Например, если на моторную л0дку просто установить снегоход (или мото- цикл), никакого изобретения не будет. Но изобретатель, получивший в США патент М 3935 832, сумел сэкономить один двигатель: лодка приводится в движение мотором снегохода. Это уже система. Охотнику иногда надо иметь два ружья с разными зарядами—дробью и пулей. Но охотиться с двумя ружья- ми неудобно: приготовился стрелять из одного ружья, а потребовалось вто- рое, надо менять ружья, а времени нет... Связать два ружья вместе? Ког- да-то так и делали. А потом догада- лись: в новой системе много Одинако- вых частей, можно их «сократить». В самом деле, зачем «связке» два при- клада?! Лишние части «сократили», получилась современная двухстволка. Еще один (очень красивый!) при- мер. На металлургических комбинатах отходы — золу и шлак — транспортиру- ют водой по трубам. На внутренних стенках труб быстро образуется плот- ная корка, ее приходится удалять вруч- ную. Над этим размышляли многие инженеры, но ничего не могли приду- мать. А другие инженеры в это время бились над задачей о сохранении труб, по которым «сплавляют» угольные от- ходы. Острые кусочки угля царапают металл, никак не удавалось предотвра- тить износ труб. Изобретатель Михаил Иванович Шарапов предложил образо- вать из этих труб единую систему. Сна- чала по трубам идут зола и шлак. На стенках образуется корка. Тогда по тем же трубам пропускают угольные отхо— ды — они сдирают эту корку. И снова идут зола и шлак... А теперь задача для тренировки. 27 Задача 18. ШИВОРОТ-НАВЬ1ВОРОТ Завод получил заказ на изготовле- _ние больших стенлянныас фильтров в виде цилиндров диаметром один и вы- сотой два метра. Вдоль фильтра долж- ны были идти ровные снвозные отвер- стия. Посмотрели инженеры на чертеж и ахнули: в каждом фильтре нужно сделать тысячи тонких отверстий. — К ан же делать эти отверстия? —— спросил главный инженер своиш подчи- ненныаз.— Неужели сверлить? — Может, распалить длинную иг- лу?..— неуверенно произнес молодой инженер. И тут появился изобретатель. — Не нужно ни сверл, ни игл. Всё надо сделать шиворот-навыворот‚— сказал он.— Возьмите... Что предложил изобретатель, как вы думаете? В задаче есть подсказка: нужно по— ступить наоборот. Не будем делать дырки в цилиндре, а сделаем ци- линдр... из дырок. Возьмем стеклянные ‘ пос-0.0

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

трубки, сложим их вместе—и готов цилиндр с отверстиями. Можно взять не трубки, а стеклянные стержни; сло- женные вместе, они тоже образуют ци- линдр с отверстиями. Сожмите рукой десяток карандашей — вот и модель фильтра. Такой фильтр не только легко изготовить—его можно быстро разо- брать и собрать. Кстати, обратите внимание: в этом изобретении сочетаются два приема. Сплошной цилиндр заменен множест- вом тонких трубок — этот прием назы— вают дроблением. А потом из трубок собрана система — прием объединения. Такие сочетания (прием и антиприем) часто используют при решении изобре— тательских задач. Ведь противоречие «двойное» (должно быть—не должно быть, нужно—не нужно), поэтому и ключ к такому противоречию должен быть «двойным».

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

' °1 — о' ‚_ ‚ч. '01 о о '‚ ‘ 1-1. в на: . ‚ . .‚. — Фдёи' . с с ' ' б .. . О . . с . ' р . ' д . . ‘с . О . . | . .' с. ‚4 . . ‚0 с . . - . о ‘ о ‚. в ' ‘.. `0"' ... ' с. ... о .°.с. ° '.. 9 ...°" о . ‘о, о . ‘ ° ' .‹° до. ц и ' : с . о ' о . о 0'. в . 1 ' . о ' .— . ‚ич «А они \ / бижу 11: КОЕ-ЧТО О СИСТЕМАХ Если бы амеба обладала даром речи, она могла бы сказать: «Мои предки, одноклеточные, жили на Земле еще миллиарды лет назад. И сейчас всё со- стоит из клеток. Дерево —это объеди- нение клеток. Человек — тоже. Значит, продолжается эра клеток!» При всем уважении к одноклеточному собеседни- ку мы долЖны были бы возразить: «У дерева и человека есть свойства, которыми не обладают клетки. Дерево и человек—это система клеток. Так что на Земле не эра клеток, а эра систем...» Развитие путем образования и усложнения систем — универсальный закон. В технике развитие тоже идет от «клеток» к системе. Локомотив— «клетка», железнодорожный транс- порт—система. Телефонный аппа- рат— «клетка», телефонная сеть— система. Войдя в систему, «клетка» работает более эффективно и быстро развивает- ся. Но зато она зависит от системы, не может существовать без нее. Современная техника — это техника систем. Ее «клетки» различные устройства, приборы, машины — рабо- тают не сами по себе, а в комплексе. Поэтому вторую половину ХХ века всё 29 чаще называют веком технических систем. Порядки в веке технических систем феодальные. Помните, как было в сред- ние века? Вассал подчинялся сеньору, который в свою очередь был вассалом по отношению к более крупному сеньо- ру, и т. д. Такая же иерархия царит в мире технических систем. Электрическая лампа— «вассал» системы освещения в автомобиле. Но у системы освещения свой «сеньор» — система электрообору- дования, которая тоже входит в «выше- стоящую» систему под названием «ав- томобиль». А сеньор Автомобиль— «вассал» большой системы Авто- транспорт, включающей миллионы ав— томашин, гигантскую сеть дорог, стан- ции заправки, ремонтные мастер— ские. Каждая техническая система имеет «сеньора» — надсистему. И своих «вас- салов» —подсистемы. Любое измене- ние системы отражается на ПОДсисте- мах и надсистемах. Технические проти- воречия и возникают из-за того, что кто-то забывает об этом: один из «вас- салов» вдруг получает преимущества за счет другого или за счет «сеньора». Поэтому необходимо учитывать не

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

только «интересы» системы, данной в условиях задачи, но и «интересы» над- системы и подсистем. Возьмем конкретную задачу и по- смотрим, как надо учитывать «феодаль- ные интересы». Задача 19. ОБОЙДЁМСЯ БЕЗ ТЕЛЕПАТИИ Однажды на шоссе остановилась но- венькая «Волга». Шофер сконфуженно объяснил пассажиру: за: — Вот беда, бензин кончился. Забыл, понимаете, посмотреть на при- бор. — Бывает,— сочувственно отозвал- ся пассажир—Да и ненадежны эти приборы. Иногда стрелка еще далеко от нуля, а в баке пусто. Вот если бы бак телепатически передавал водителю, что бензин на исходе... И тут появился изобретатель. — Обойдемся без телепатии‚— ска- зал он.— Есть идея... Что же предложил изобретатель? Приступим к анализу. Надсисте- ма—автомобиль. Наше предложение не должно затронуть «интересы» авто- мобиля. А «интерес» у автомобиля простой: чтобы не было никаких пере— делок. Это типичный «интерес» для всех надсистем, если задача не связана с коренной их перестройкой или за- меной. Учтем этот «интерес». Есть «интересы» и у подсистем. В систему сигнализации входят четыре подсисте- мы: бензин, бензобак, то, что «сигна- лит» («икс», который надо найти), и голова воцителя. Ну, голову сразу оста- вим в покое: любая идея, требующая хотя бы минимальной «переделки» го- ловы, заведомо не пойдет. Бензин тоже можно не рассматривать. Рассмотрим предельный случай: бензина нет (или почти нет) — и тут возникает сигнал. Остаются две подсистемы: «икс» и бен- зобак. У бензобака простой «интерес»: чтобы его не меняли, не перестраивали, не переделывали. Выходит, «икс» дол- жен быть почти равен нулю. В против- ном случае придется переделывать ли- бо бензин, либо автомобиль. Напри- мер, «икс» никак не может быть рент- геновской установкой: это означало бы недопустимое усложнение автомобиля. Сейчас требования к подсистемам, системе и надсистеме настолько прояс- нились, что можно определить «икс» с математической точностью. Чуть поз- же я покажу, как это делается. А пока подумайте сами. Пустой бак (или поч— ти пустой) должен создавать сигнал в голове водителя. Когда в баке есть бензин, сигнала не должно быть. И по- мочь в этом должен некий «икс», на- столько небольшой, что ни автомобиль (надсистема), ни бензин (подсистема) практически не изменятся от введения этого «икса».

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

а” .. Авт“?! Ш Ш“ ' о-ч ' А ‚' Ч"’=П—-ж"д") Чь' “в Зй ВОЗРАСТ . «НИШ "Шт"! ниш». ВОЗРАСТ 1990‚4 ЧЕТЫРЕ ВОЗРАСТА СИСТЕМ Каждая новая техническая система сдает экзамен. Принимает экзамен очень строгая «комиссия»—жизнь, практика. «Комиссия» придирчиво рас- спрашивает: «Что это такое? Ах, дви- гатель! Посмотрим, как он работает в этой системе... Что ж, удовлетвори- тельно, ставим тройку. А это что такое? Передача от двигателя к рабочему ор- гану? Прекрасная передача, запишем пятерку. А где органы управления? Как, всего две кнопки?! А если изме- нились условия работы? А если ава- рия? Придется поставить двойку...» Правило у «комиссии» такое: про— ходят только те системы, у которых нет двоек. Есть ли пятерки и четверки, много ли набрано баллов — все это не имеет значения. Нужно только, чтобы подсистемы умели работать коллек— тивно, пусть даже на тройку. Как ни странно, почти все современные техни- ческие системы были вначале троеч- никами. У первого парохода была очень слабая и невероятно прожорли- вая паровая машина, передача от дви- гателя к гребням колес съедала значи- тельную часть энергии, да и сами коле- са работали неважно. Но и в таком ви- де система подавала великие надежды, потому что сочетание было удачным, 31 все части работали пусть дружно. Техническая система самбль музыкантов, как команда — хороша только тогда, когда все части играют согласованно, сла- женно, подыгрывая друг другу. Поэто- му усилия изобретателей сначала на- правлены на то, чтобы найти «форму- лу системы» —удачное сочетание час- тей. Это первый этап в жизни системы. А всего этапов четыре, и на каждом этапе свои задачи и свои приемы реше- ния задач. Рассмотрим эти этапы на истории самолета. Лет сто назад, на первом этапе, изобретателей волновал вопрос: что та- кое летательный аппарат? Из каких частей он должен состоять?. Крылья плюс двигатель или крылья без двига- телей (планер)? Какие крылья—не- подвижные или машущие? Какой дви- гатель— мускульный, паровой, элект— рический или внутреннего сгорания?.. Наконец «формула самолета» была найдена: неподвижные крылья плюс двигатель внутреннего сгорания. Начался второй этап развития сис— темы — «исправление троек». Изобре- татели совершенствовали отдельные неумело, но как ан- спортивная

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

части, искали наилучшую форму и на- иболее выгодное их расположение, под- бирали лучшие материалы, размеры и т. д. Сколько должно быть крыль- ев—триплан, биплан, полутораплан или моноплан? Где поместить рули — спереди или сзади? Где расположить моторы? Какие взять винты — тянущие или толкающие? Сколько колес должно быть у шасси?.. В конце второго эта- па самолет приобрел знакомый нам вид. И тут же начал терять его, потому что третий этап — это динамизация системы: части, которые были жестко соединены между собой, стали соеди- няться гибко, подвижно. Изобрели уби- рающиеся шасси и крылья, меняющие свои форму и площадь. У самолета по- явился подвижный нос (вспомните Ту-144). Испытатели подняли в воздух машины вертикального взлета с пово- ротными моторами. Были запатентова- ны «разрезные» самолеты: корпус де- лится на части, каждую из кото- рых можно быстро разгрузить и загру- зить„. Четвертый этап—переход к само- развивающимся системам — еще не на- ступил, но о нем можно судить по ра- кетно-космическим аппаратам, умею- щим перестраиваться в процессе рабо- ты: сбрасывать отработанные ступени, на орбите раскрывать крылья с сол— нечными батареями, отделять спускае— мый аппарат... Конечно, это только первые шаги в создании систем, спо- собных развиваться на ходу, в процессе работы. Совершенные саморазвиваю- щиеся корабли, меняющиеся в зависи- мости от внешних условий, существу- ют пока только в фантастических ро- манах. Итак, запомним четыре этапа: подбор частей для образования сис- темы; совершенствование этих частей; динамизация; переход к саморазвивающимся сис- темам. Вы вправе спросить: а что нам дает знание этих четырех этапов? Давайте 32 посмотрим на конкретном примере. Давным-давно были придуманы до- заторы для мелких предметов — сталь- ных шариков и роликов, гвоздей, вин- тиков и т. д. Устроены дозаторы прос- то: воронка и трубка с двумя заслон- ками. В воронку насыпают шарики. От- крывают верхнюю заслонку, шарики проходят в трубку — до закрытой ниж- ней заслонки. Потом закрывают верх- нюю заслонку и открывают нижнюю. Из дозатора высыпают порции шари- ков. Объем порции равен объему труб- ки' между заслонками. Простенькая система, но все-таки система. В 1967 году ее усовершенст- вовали. Три изобретателя получили авторское свидетельство на дозатор, в котором механические заслонки были заменены электромагнитными. Выклю- чим верхний магнит— шарики пойдут вниз по трубке до нижнего вклю- ченного магнита. Включим верхний / ъ 19. крошка, 11" п Зам-“25179. магнит и выключим нижний: из доза- тора выпадет порция шариков. А теперь задача: сделайте изобрете- ние, улучшающее этот дозатор. Не зная законов развития техниче- ских систем, можно растеряться: ведь в задаче даже не сказано, что плох

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

магнитный дозатор. Но вы легко спра- витесь с задачей. Дана система, нахо` дящаяся на втором этапе развития. Следующее изобретение должно пере- вести систему на третий этап, придать ей динамичность. Магниты расположе- ны неподвижно относительно друг дру- га. Сделаем их поцвижными. Теперь, меняя расстояние между магнитами, можно менять величину дозы, отмеряе- мой прибором. У дозатора появилось новое и полезное качество! Дозатор с подвижными магнитами (авторское свидетельство М 312810) изобретен через пять лет после появле- ния магнитного дозатора. А ведь его можно было создать буквально через минуту после того, как придумали маг- нитный дозатор. Пять потерянных лет... Может быть, не такая уж боль- шая потеря времени. Но ведь поцобных случаев тысячи и тысячи! Кстати, «сделать систему более ди- намичной» — еще один (восьмой) прием. Задача 20. КАТАМАРАН — НЕ КАТАМАРАН На судоремонтном заводе спустили на воду новый речной теплоход-ката- маран. — Красивый корабль,— сказал ста- рый мастер. —- Красивый,— согласился стояв- ший рядом инженер.— А главное устойчивый. Он ведь будет ходить по смешанным маршрутам: часть пути —- по морю, часть — по реке. На реке то спокойно, а вот в море... И тут появился изобретатель. — Корабль хороший, спору нет, сказал он.— Но все-таки необходимо еще одно усовершенствование: нужен корабль, который катамаран и не кац тамаран... Как вы считаете, о каком уеовер шенствовании говорил изобретатель? Решая эту задачу, помните, что 2 И тут появился изобретатель система «речной катамаран» входит в надсистему «речной транспорт». Зна- чит, катамаран должен учитывать «ин- тересы» надсистемы и составляющих ее систем. А теперь особая задача. От других задач она отличается тем, что, решая ее, можно не только выйти на Идею уже сделанного изобретения, но и по- лучить нечто совершенно новое. Иными словами, это уже не учебная, а реаль- ная изобретательская задача. Не спе- шите с ответом! Подумайте, найдите интересное решение, постарайтесь его развить. Задача 21. ЗАКОН ЕГТЬ ЗАКОН Однажды директор фабрики игру- шек пригласил на совещание своих инженеров и спросил: -— Можно изобрести ваньку-встань- ку? Инженеры ответили, что неваляш- ки и ваньки встаньки давно изобре- тены. Что тут придумаешь нового? Очень уж просто устроена игрушка: корпус фигурки имеет круглое основание, а внутри корпуса — в нижней его части — укреплен груз (рис. 1). Если поло- жить ваньку—встаньку набок, он подни- мется и будет долго раскачиваться из стороны в сторону. —-- Предельно просто, -сказал са- мый молодой инженер.-— Тут ни уба- вить, ни прибавить. А изобретатель Зайцев все таки придумал нового ваньку-встаньку,-- возразил директор. - Вот, полюбуй- тесь: ванька встанька по авторскому свидетельству А? 645 661. Инженеры склонились над игруш- кой. Внешне она ничем не отличалась от обычной. Хитрость заключалась в том, что груз свободно перемещался по стержню (рис. 2). Игрушка могла раскачиваться «вверх ногами», ее мож- но было положить «спать». Закон увеличения динамичнос- ти, задумчиво произнес главный ин

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

женер.— Части машины сначала соеди- нены между собой жестко, неподвиж- но. А потом изобретатели придумывают соединения подвижные, гибкие. Иг- рушка—машина, хотя и очень прос- тая. Следовательно, развитие игрушки подчинено общим законам. Вот увиди- те, кто-нибудь догадается разделить грузик в ваньке-встаньке на части, сде- лать эти части подвижными... — Уже догадались,— сказал дирек- тор. —— Ванька-встанька изобретателя Литвиненко (авторское свидетельст- во АС5 676 290). Он поставил на стол еще одну иг- рушку, качнул ее. Ванька-встанька раскачивался не- обычно: частота колебаний все время менялась. — Так и есть,— усмеаснулся глав- ный инженер, раскрывая корпус иг- рушки.—Груз раздроблен, частицы сделаны подвижными—как в песоч- ныэ: часаа: (рис. 3). Песок пересыпает— ся, благодаря этому изменяется часто- та колебаний. — И всё это на другой фабрике! — воскликнул директор.— Неужели мы ничего не можем придумать? Вы гово- рите, есть закон увеличения дина- мичности. Хорошо! Используйте этот закон. Придумайте ваньку-встаньку, который был бы еще динамич- нее. И тут появился изобретатель. — Закон есть закон,— сказал он.— Игрушку можно сделать динамичнее. Я предлагаю... А что предложите вы?

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

‚и 1 “шт ‚ пни-Ц-ппппппппп ‘1’! ‹ 0 1 ' о ‚0’ ‚о { 109591: /’ се? / „02 ФЕПОЛЬ ИЗ РОДА ВЕПОЛЕИ А теперь одна из самых трудных задач. Впрочем, вы уже не раз видели, что трудная задача трудна только до тех пор, пока мы не знаем законов раз— вития технических систем. Задача 22. ПОЛИГОН-УНИВЕРСАЛ На заводе, выпускавшем сельско- хозяйственные машины, был неболь- шой полигон — участок земли, обнесен- ный забором. На полигоне испытывали новые конструкции машин: как они трогаются с места, как разворачивают- ся. И вот стало известно, что в ближай- шее время заводу предстоит выпускать машины для многих стран, причем каждой из этиа: стран нужны машины, рассчитанные на разные почвы. — Нужно сто сорок полигонов,— сказал директор инженерам, собрав- шимся у него в кабинете.— Где мы возьмем столько места?! — И столько денег‚— добавил глав- ный булгалтер.—Нет, это просто не- реально — строить сто сорок полиго— нов! Положение безвыходное... И тут появился изобретатель. 35 -— Безвыяодныа: положений нет! — воскликнул он.—0дин универсальный полигон может заменить сто сорок. Для этого нужно... Что для этого нужно — как вы ду- маете? Надеюсь, вы не станете предлагать: разделить один полигон на сто со- рок мелких (заводской полигон очень невелик); возить машины для испытаний в разные страны (каждую новую машину прих0дится испытывать десятки раз; представляете, какие потребуются рас- ходы?); менять почву на полигоне так, как меняют арену в цирке (сто сорок пе- редвижных «арен» —это гигантское сооружение) ; замораживать и размораживать поч— ву (это слишком медленно); вывозить и привозить разные виды грунта (это медленно и очень дорого)... Подобные идеи дают выигрыш в чем-то Одном. Но ведут к проигрышу в другом. А нам надо преодолеть тех- ническое противоречие: научиться ме- нять свойства почвы на полигоне, не расплачиваясь за это недопустимым

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

усложнением, удорожанием, увеличе- нием полигона. Давайте, прежде всего, запишем условия задачи. Что дано? Дана почва, обозначим ее буквой В. (вещество). Нужно научиться управлять свойства- ми В., действуя на В„ какими-то сила- ми. Обозначим эти силы буквой П (по- ле сил). Получается такая схема: П В: Полей в физике известно четыре: гравитационное, электромагнитное (в частности, электрическое и магнитное поля) и два поля ядерные — так назы- ваемые слабые и сильные взаимодейст- вия. В технике применяют еще и тер- мины «тепловое поле», «механическое поле». Итак, шесть полей. Сразу отбро- сим ядерные поля: нам ведь нужно очень простое решение задачи. Отбро- сим и гравитационное поле: управлять силой тяжести наука пока не научи- лась. Остаются три поля. Теперь понятно, почему задача трудная. Почва не отзы- вается на действие электромагнитных сил и очень неохотно отзывается на действие механического и теплового полей. Отчетливо видно физическое противоречие: поле П должно действо— вать на вещество 8. —этого требуют условия задачи — и поле П не должно действовать на вещество В“ ибо имею- щиеся в нашем распоряжении поля плохо управляют свойствами данного вещества. Такое противоречие встре- чается во многих задачах. И преодоле- вают его всегда одним и тем же путем. Если нельзя обеспечить прямое дейст- вие Л на 81, надо пойти в обход. Пусть поле П действует на вещество В. через какое-то другое вещество Вг, которое хорошо отзывается на действие того или иного поля: П ВП'Ш'Ьдвг Действие есть (в обход), и действия (прямого) нет... 36 Допустим, мы решили использовать магнитное поле. Каким в этом случае должно быть вещество 82? Ответ очеви- ден: надо взять ферромагнитное веще- ство, скажем железный порошок, кото- рый легко смешивается с Вц. Намагни— ченные частицы притягиваются друг к другу. Чем сильнее магнитное поле, тем больше и силы притяжения. Смесь «почва плюс ферромагнитный поро— шок» в сильном магнитном поле мо- жет приобрести прочность гранита. И может. быть рыхлой и подвижной, как песок в пустыне... Итак, если в какое-то вещество до- бавить железный порошок, то с по- мощью магнитного поля можно легко менять свойства этого вещества, управ- лять им — сжимать, растягивать, изги- бать, перемещать и т. д. Теперь у вас кроме восьми приемов еще два комп- лекса приемов: сочетание «раздробить- объединить» и сочетание «добавить магнитный порошок и действовать магнитным полем». Причем это по— следнее сочетание обладает исключи- тельной силой. Вот несколько приме— ров. Танкеры иногда сбрасывают в океан юду, загрязненную нефтью. За это по- лагается крупный штраф, но как дока- зать, что нефть сброшена именно 0 дан- ного корабля? Недавно был предложен остроумный способ. При погрузке в нефть добавляют мельчайшие магнит- ные частицы (для кажцого корабля — частицы с определенными магнитными свойствами). Обнаружив в океане неф- тяное пятно, патрульный корабль берет пробу нефти и по магнитным меткам легко находит виновного в загрязнении воды. При изготовлении древесностру- жечных плит желательно, чтобы про- долговатые стружки располагались не как попало, а по длине плиты—это повышает ее прочность. Но как это сделать? Ведь не будешь поворачивать каждую стружку вручную... Изобрета- тель предложил использовать магнит- ный порошок. Частицы порошка проч- но вцепляются в каждую стружку, а

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

магнит поворачивает стружки так, как нужно. Можно заставить магнитный поро- шок прицепиться и к волокнам хлопка. Это намного упростит прЯДение и тка- чество, волокна будут подчиняться дей- ствию магнитных полей. Потом части- цы порошка нетрудно смыть: качество ткани не ухудшится. Если добавить магнитные частицы в состав, из которого делают головки спичек, получатся «омагниченные» спички — их легко укладывать в короб- ки. Вообще, добавка магнитных частиц в любое изделие часто помогает автома- тизировать укладку. А теперь очень легкая задача. Соб- ственно, она нисколько не легче задачи об испытательном полигоне. Но вы должны решить задачу без всяких за— труднений. Задача 23. НУ, ЗАЯЦ, ПОГОДИ! Для съемки мультфильма делают множество рисунков. В каждом метре кинопленки—52 рисунка, а в десяти- минутном фильме— свыше 15000! На одной киностудии решили снять кон- турный фильм. ("нимают контурный фильм так. На фанерном щите `худож- ник выкладывает рисунок цветным шнуром. Оператор снимает кадр, `ту- дожнак передвигает шнур, снова опе- ратор снимает кадр и так далее. Все- таки проще передвигать шнур, чем де- лать целый рисунок. — Ох, медленно идет дело, - сказал оператор. —- Медленно,- согласился худож- ник, подправляя изображение зайца. — Чтобы этот зайчик пробежал по экрану, мы потратим рабочий день, не меньше. И тут появился изобретатель. Ну, заяц, погоди! -ре1иительно сказал он.—- Мы тебя расшевелим... Как вы думаете- что предложил изобретатель? «Триумвират», включающий веще— ство, ферромагнитный порошок и маг- нитное поле, получил название фе поль (от слов «ферромагнитный поро- шок» и «поле»). Но ведь такие «три- умвираты» можно строить и с другими полями. Вспомните хотя бы задачу 15 —-- об упрямой пружине. Наверное, вы догадались, что пружину надо «упрятать» в лед, а для этого составить «триумвират» из теплового поля П., пружины В. и льда 82: П.\ В.<————-—В2 Управлять пружиной непосредст— венно очень неудобно -— в этом суть за- дачи. Управляют ею, намораживая и размораживан лед (лучше всего сухой лед, чтобы при таянии не было воды). В задаче 9 об укрупнении капель жидкости дано одно вещество -— кап— ли. Можно сразу сказать: для решения задачи понадобится еще одно вещество и поле. В простейшем случае можно добавить в жицкость ферромагнитные частицы и управлять «слипанием» на цель с помощью магнитного поля. А если нельзя добавлять в жидкость никаких посторонних частиц? Возникает противоречие: второе ве

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

щество должно быть— и второго ве- щества не должно быть. Разделим по- ток на две части, заряцим одну из них положительно, другую -— отрицательно. Противоречие устранено! У нас одно вещество, мы не добавляли других ве- ществ—и все-таки у нас как бы два разных вещества... Система из двух ве- ществ и электрического поля построе- на, задача решена: разноименно заря- женные капли будут слипаться. Такой системой легко управлять, увеличи- вая или уменьшая величину зарядов. «Триумвираты» с любыми полями (не только магнитными) условно на- званы «веполями» (от слов «вещество» и «поле»). Так что феполь— частный прямоуголь- случай веполя. Как ный треугольник—частный (хотя и очень важный) случай треугольника вообще. Я не случайно сравнил веполи с треугольниками. Понятие «веполь» играет в теории решения изобретатель- ских задач столь же важную роль, как и понятие «треугольник» в математи- ке. Треугольник—минимальная гео- метрическая фигура. Любую сложную фигуру можно разбить на треуголь- ники. И если мы умеем решать задачи с треугольниками, мы осилим задачи с любыми другими фигурами. Так и в технике: если мы умеем решать задачи «на веполь», то справимся и с задача- ми, связанными со сложными техниче- скими системами.

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

.; ‚Н'ЩЧЁД' 8 „21 АЛНШ Ш'ш' 1 ш !- . 4‘ ‚ д.‚ АЗБУКА ВЕПОЛЬНОГО АНАЛИЗА Вепольные формулы можно срав- нить с формулами химическими. Вот, например, запись «реакции», дающей ответ на задачу 22: П / #531‹_—_— 82 В: Волнистая стрелка означает «дейст- вует неудовлетворительно», двойная стрелка— «надо перейти к системе». Пунктирная стрелка— «надо ввести действие». Как строить и преобразовывать ве- поли — это обширный раздел теории решения изобретательских задач, полу- чивший название вепольного анализа. Нам пока достаточно знать несколько простых правил. Правило первое: если в задаче дана часть веполя, для решения нужно до— строить веполь. Разберем, например, задачу о бензо- баке. Дано вещество В; (пустой бак), неумеющее подавать сигнал о своем со- стоянии. Руководствуясь первым пра- вилом, можно сразу записать решение задачи: В|=>В' ‹————-—› 82 П 39 Обратите внимание: поля, которые действуют на вещества, мы записываем сверху, над строчкой; поля, которые создаются веществами и «выходят на- ружу»,— под строчкой. Итак, в вепольной форме задача ре- шена. Остается уточнить, что такое 82 и П. Поле должно действовать на че— ловека; значит, оно может быть элект- ромагнитным (оптическим), механиче- ским (звуковым) или тепловым. Опти- ческое поле неудобно: дополнительные оптические сигналы будут отвлекать водителя. Еще неудобнее сигналы теп- ловые. А звуковые? Теперь понятна роль 82. Это вещество, когда бак пус- теет, должно взаимодействовать с ним, создавая звуковой сигнал. Задача реше- на! Бросим в бак какой-нибудь попла— вок. Пока в баке есть бензин, попла- вок плавает «молча» (боковые стороны поплавка должны быть мягкими, чтобы поплавок не стучал о стенки бака). Как только горючего станет мало, по- плавок застучит о дно бака, и водитель услышит сильный посторонний звук. Получившуюся вепольную систему можно записать в виде ромба: П|\ В|*_—__* 8? 172

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

П, Сила тряски Б <——›-13 Безвод'апф 2 60“ Пита": / Или точнее: В: П | <————>В2 \П2 Механическое поле П. (сила тряс- ки) действует на поплавок 82, который взаимодействует с баком В|, и благо- даря этому получается звуковое поле П2. Очень многие задачи на измере- ние и обнаружение решаются присое- динением к веществу, которое дано по условиям задачи, «вепольной пристав- ки»: П: \82 П/ 2 Эта приставка так же типична для решения «измерительных» и «обнару- жительных» задач, как присоединение группы СООН к радикалу В в форму- лах органических кислот: /О С <ОН Н может быть разным, но каждая органическая кислота, как известно, со- держит группу СООН. К____ 40 Теперь о втором правиле вепольного анализа. Суть его такова: если по усло— виям задачи дан ненужный веполь, то для его разрушения следует ввести между веществами В, и 82 вещест— во ВЗ, являющееся видоизменением В, или 82. Это можно записать схе- мой: П /| \ В|————' 82 я ЁМВ1 или 82) Разрушить веполь можно по-разно- му. Изменить П, В! или 82. Убрать П. Убрать В! или 82. Ввести П2. Ввести 83. Последнее проще всего. Но обычно по условиям задачи вв0дить Вз нельзя. Возникает противоречие: надо вводить Вз и нельзя вводить 83. И вот правило указывает «хитрый» обхоцной путь— введем 83, но пусть это будет одно из имеющихся веществ, только слегка видоизмененное. Тогда противоречие легко преодолевается: Вз есть—и Вз как бы нет. Поясним это правило примером. Многие электростанции работают на угле. Привозят уголь в железнодорож- ных вагонах и высыпают в громадные бункеры — железобетонные воронки. Под воронками установлены шнековые транспортеры—нечто вроде мясору- бок. Правда, шнеки не рубят уголь, а только подгребают к трубопровоцу. Дальше уголь самотеком идет по на- клонным трубам к шаровой мельни- це. Это громадный вращающийся ци- линдр, внутри которого перекатывают- ся тяжелые стальные шары. Уголь перемалывается в крошку, в пыль. По- ток воздуха несет перемолотый уголь в сепаратор, где пыль отцеляется и идет в топки, а крошка возвращается в мельницу на вторичный помол. Сис- тема, в общем, простая и надежная... если уголь не слишком влажный. Ну а влажный уголь поступает в бункеры довольно часто. И вот тут начинаются мучения. Уголь зацепляет шнеки, лип- нет к стенкам труб, к горловине мель- ницы... Потом, в мельнице, лишняя во- да отжимается, отделяется, но до того,

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

как попасть в мельницу, мокрый уголь причиняет массу хлопот. Многие изобретатели в разных стра- нах пытались перехитрить мокрый уголь. Подсушивали его, меняли форму труб, трясли трубы... Мелкий уголь— вещество опасное. При экспериментах он не раз воспламенялся, случались пожары и взрывы. Наконец, американ- цы запатентовали фторопластовое по- крытие труб. Стоило такое покрытие дорого, но, казалось, задача решена, хотя и дорогой ценой. Однако вскоре выяснилось: уголь быстро сдирал фто- ропластовое покрытие. Фраза «мокрый уголь прилипает к стенке трубы» на языке вепольного анализа звучит так: «Дан ненужный веполь —два вещества и поле механи— ческих сил сцепления». Фторопласт — это 83, притом совершенно посторон- нее Вз. Правило нарушено! Как вы, на- верное, догадались, Вз нужно сделать не из фторопласта, а из видоизмененно- го металла или, что, проще, видоизме- ненного угля. В. — мокрый уголь. Зна- чит, роль Вз может играть сухой уголь. Даже тонкий слой сухого угля между стенками трубы и мокрым углем сразу предотвратит прилипание. (Обсыпая сырые котлеты измельченными сухаря- ми, хозяйка, сама того не подозревая, использует правило вепольного ана- лиза.) Подсушенную в воздушном по- токе крошку угля, возвращающуюся в мельницу, отвели к шнекам. Предель- но простое изменение, но задача блес- тяще решена! Обратите внимание: в задачах о каплях жицкости и о мокром угле есть нечто общее, хотя в первом случае нужно построить веполь, а во втором — разрушить. В обеих задачах требуется ввести вещество и нельзя (нежелатель- но, трудно) его вводить. Это противо- речие преодолевается тем, что в качест- ве вводимого вещества используют имеющееся вещество, немного его из- менив. Возникает парадоксальная ситуа— ция: нового вещества нет (мы исполь- зуем имеющееся) —и новое вещество есть (мы в чем-то изменили имеющееся вещество). Обычное мышление оперирует прос- той логикой: «да» значит «да», «нет» значит «нет», «черное» —зто «чер- ное», «белое» —зто «белое» и т. д. Теория решения изобретательских за- дач вырабатывает другой стиль мыш- ления, опирающийся на диалектиче- скую логику: «да» и «нет» могут сосу- ществовать в «да— нет», «черное» может быть и «белым»...

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

О 1 1 О ЦРУ кв... (АРГЁОН при Ё ж > \\ ПОПРОБУЙТЕ СВОИ СИЛЫ Напомню приемы, с которыми мы познакомились в этой главе: 6. Соединить объекты систему. 7. Разделить объекты му) на части. 8. Сделать систему динамичной, ме- няющейся. 9. Добавить ферромагнитный поро- шок и действовать магнитным полем. Узнали вы и правила вепольного анализа: 0 достройке и разрушении веполей и о том, как вводить вещества, если вводить их нельзя... Теперь остается потренироваться. Вот несколько задач. Учтите: при ре- шении надо пользоваться приеМами и правилами. Отвыкайте искать решение вслепую, наугад перебирая варианты. в единую (или систе- Задача 24. ВСЕМ ШТОРМАМ НАЗЛО В море, неподалеку от берега, рабо— тал земснаряд: углублял дно, расчи- щал путь кораблям. Грунт, поднятый со дна моря, смешивался с морской водой и по трубам перекачивался на пять километров. За земснарядом ог- ромным хвостом, изгибающимся на 42 волнаа:, плыли трубы. На плаву иа: держали пустые железные бочки-пон- тоны. — Получено штормовое предупреж- дение,— сказал начальник смены.— Надо прекращать работу. Придется от- соединять «лвост», вести его в укры- тие. А потом снова присоединять. С чи- тай, сутки потеряем. — Что поделаешь,— пожал плеча- ми механик.— Если шторм порвет тру- бы, будет луже. И тут появился изобретатель. — Можно работать всем штормам назло,— сказал он.—Просто система «труба — понтоны» должна стать... Какой должна стать эта система и как она будет работать при шторме? › ‘у \ . ъ"! . ш 7» ‚ 03. .. . {1:11 и ‚ 5: ' . ш. г ? {;'/°.:‚.Ё9 ‚32, ›—' ' ‘. "21)‘/о; 4,105 г

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

Задача 25. ВИНТ ДЛЯ КАРЛСОНА Однажды директор «Детского ми- ра» приешал на фабрику игрушек и сказал главному инженеру: — Покупатели спрашивают Карл- сона, а такой куклы нет. Каждый день слезы... Выручайте! — .У нас два образца кукол,—- отве- тил ему главный инженер.-- Вот смот- рите... Одна кукла была точь-в—точь такой, как рисуют в книжкаас, но не летала. .У другой за спиной был большой винт — намного больше, чем сам Карл- сон. Кукла не могла стоять, но зато ее можно было запускать -— как игрушеч- ный вертолет. —- Плоа:о,— вздоаснул директор. — Одна кукла пошожа, но не летает. Другая летает, но совсем не пошожа: какая-то ветряная мельница, а не Карлсон... — Телническое противоречие, — развел руками инженер.-— Сделаешь маленький винт, Карлсон не полетит, не шватит силы у винта. А большой винт портит внешний вид, кукла на но- газ: не стоит. Просто не знаю, как быть... И тут, конечно, появился изобрета- тель. — Перейдем к физическому проти- воречию,— сказал он.—Винт должен быть большим и винт не должен быть большим. Ясное дело: надо воспользо- ваться приемом... Каким приемом и как воспользо- ваться? Задача 26. ДЕСЯТЬ ТЫСЯЧ ПИРАМИДОК В одной лаборатории разрабатывали новый алмазный инструмент для шли- фования. Инструмент получался отлич- ный, но изготавливать его было очень сложно. К рошотные. алмазные зерна, имевшие форму пирамидок, пришоди- лось вручную укладывать вершиной вверил. — Десять тысяч пирамидок —— и все вручную,— возмущались лаборанты.— Почему никто не подумал, как мешани— зировать эту работу? — Думали,— ответил заведующий лабораторией—Да только ничего пут- ного не придумали. И тут появился изобретатель. — Красивая задачка,—— сказал он.— Нужно вспомнить прием... Какой прием нужно вспомнить? Как механизировать укладку алмаз- ныл зерен? Задача 27. ПОЧТИ ПРЕКРАСНАЯ МАШИНА На выставке инженер объяснял по- сетителям:

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

Раньше фрукты укладывали в ящики и коробки вручную, а теперь это делает машина. Видите, конвейер по- дает пустую коробку на стол. Фрукты скатываются сверху по лотку. Электро мотор заставляет стол вибрировать, чтобы фрукты укладывались плотнее. Прекрасная машина, но... Есть у нее недостаток: падая в коробку, фрукты ударяются друг о друга и от этого пор- тятся. Можно опустить лоток, по кото— рому скатываются фрукты, прямо к дну коробки, предложил один из по- сетителей. Можно, конечно, вздохнул ин- женер. -Но по мере наполнения ко- робки придется его поднимать. Значит, нужна автоматическая система, кото- рая будет следить за наполнением та- ры и поднимать лоток. Машина услож- нится. Опускать коробку? Еще слож- нее... И тут появился изобретатель. Один апельсин ударяется о дру- гой, сказал он. Задача на разруше- ние веполя. Возьмите... И он объяснил, как сделать, чтобы при падении в коробку не бились даже самые нежные фрукты. А что предложите вы" Задача 28. «ТАКОГО ФОНТАНА НИГДЕ НЕТ...» В одном городе решили соорудить фонтан. Объявили конкурс, рассмотрели про- екты, представленные разными аржитек— торами. Ничего оригинального! -— Всё это уже было,—— грустно ска- зал председатель жюри.— Хотелось, чтобы наш фонтан отличался от всеа: фонтанов мира. — А что тут придумаешь? — развел руками член жюри.—Фонтаны строят издавна. А принцип один и тот же— перекрещивающиеся струи. Вот в од- ном проекте предложено зажечь внутри струи огонь. Тоже не ново! Уже есть фонтаны с огнем, светом, цветомузы- кой... И тут появился изобретатель. — Я предлагаю фонтан, которо- го нигде еще нет,— сказал он.— Будет красивое, удивительное зре- лище! Попробуйте догадаться, что предло- жил изобретатель. А может быть, вам удастся развить его идею и сделать новое изобретение?..

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

Наука изобретать ‚— ММ г' Ё" ‘1

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

а: Ед- {А А щ | ч ‚Ч "пиит 2) ‚ 1. \. шиит "чин" «ЩИ/т М"°"': 2: ._ С _ 1 . Ё ё «И ХИТРОСТЬ И ФИЗИКА Вы прочитали треть книги. Если попытаться предельно сжато изложить смысл прочитанного, получится при- мерно следующее. Изобретательские задачи издавна решались (да и сегодня еще решают- ся) методом проб и ошибок. Метод не- эффективный, поэтому на решение за- дач приходилось тратить много усилий, времени, средств. Изобретения нередко запаздывают на многие годы. Научно- техническая революция потребовала принципиально новых методов изобре- тательства. Появилась теория решения изобретательских задач (ТРИЗ), она учит решать задачи, не перебирая «пустые» варианты. Основная идея та- кова: технические системы возникают и развиваются закономерно; изучение этих закономерностей дает приемы— инструменты для решения изобрета- тельских задач. Приемы, с которыми вы познако- мились, можно разделить на три группы: различные хитрости, например при- ем «сделать заранее»; приемы, основанные на использова— нии физических эффектов и явлений, к их числу можно отнести прием «из- менить агрегатное состояние»; комплексные приемы, включающие и хитрость, и физику, например по- строение феполей. Чаще всего при решении изобрета- тельских задач приходится применять сначала хитрость, потом физику. Успех достигается именно сочетанием того и другого. Поэтому применение физики при решении изобретательских задач — один из важнейших разделов теории изобретательства. Посмотрим, как происходит стыков- ка хитрости и физики. Задача 29. БУДЕТ РАБОТАТЬ ВЕЧНО! На одном заводе часто выходила из строя машина-автомат. Это была очень хорошая машина, на в ней то и дело портилась простая деталь — изогнутая трубка, по которой сжатый воздух с большой скоростью гнал поток малень- ких стальных шариков. Шарики били по стенке трубы в месте поворота и от- калывали кусочки металла. Ударив- шись о стенку, каждый шарик остав— лял едва заметную царапину, но за не- сколько часов шарики насквозь проби- вали толстую, прочную трубу. — Давайте поставим две трубы,— сказал начальник цеха.— Пока одна ра- 46

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

ботает, другую успеем отремонтировать. И тут появился изобретатель. — Разве это дело: все время зани- маться ремонтом?! — воскликнул он.— Есть у меня подводящая идея... Гаран- тирую: машина будет работать вечно! Потребовалось всего пять минут, чтобы осуществить идею изобретения. Что он предложил? Итак, одно вещество (стальные ша- рики) механически взаимодействует с другим веществом (стенками трубы). Следовательно, дан ненужный (даже вредный) веполь. На заводе его пыта- лись разрушить, вводя третье вещест- во — разные прокладки, прослойки. Это неправильно: надо, чтобы третье веще- ство одновременно защищало стенки и не разрушалось. Этим веществом могут стать те же шарики. Только неподвиж- ные, остановившиеся у стенки трубы. Если изгиб трубы изнутри покрыть ша- риками, стенки перестанут разрушать- ся. Летящие шарики могут выбить один или несколько шариков из защитного слоя, но его место тут же заполнится ОДНИМ из мчащихся по трубе шариков. На этом хитрость заканчивается. Теперь нужна простая физика: как по- лучить защитный слой шариков? Надо использовать магниты. Там, Где труба изгибается, поставим снаружи магнит. Внутри к трубе сразу прилипнет слой шариков. Задача решена! Интересно от- метить, что дробеметные аппараты для упрочнения деталей широко применя- лись по крайней мере за четверть века до появления авторского свидетельства М 261207 на магнитную защиту. Все вицели задачу, по решали ее вопреки теории — устанавливали прокладки, де- лали стенки аппарата из более прочной стали... Задача 30. СВЕРХТОЧНЫЙ КРА Н Заведующий химической лаборато- рией пригласил изобретателя и ска— зал: 47 — Нам надо управлять потоком га— за, который по этой металлической трубе идет из одного сосуда в другой. .У нас есть краны с притертой стеклян- ной пробкой, но они не обеспечивают требуемой точности: трудно регулиро- вать величину отверстия, по которому перетекает газ. — Конечно, — сказал изобрета- тель‚— вы бы еще самоварный кран поставили. Химик сделал вид, что не расслы- шал замечания. — Можно‚— продолжал он, — по- ставить резиновую трубку и зажим. Но и это не дает нужной точности. — Зажимы‚— усмеанулся татель.— Бельевые прищепки... Тут яимик не выдержал: — Сотни лет так работаем. Попро- буйте-ка придумать кран не сложнее «прищепки» или «самоварного крана», а по точности раз в десять лучше. — Капелька хитрости плюс физика девятого класса. Надо сделать так... Что предложил изобретатель? изобре- Для специалиста по ТРИЗ кран — типичная вепольная система: корпус В|, поворачиваемая деталь В2 и поле механических сил Пт. Под действием поля Писк деталь 82 перемещается отно- сительно корпуса 81, благодаря чему зазор между 81 и Вз становится шире или, наоборот, сужается. Веполь уже есть, но работает он неважно. Следо- вательно, придется заменить веполь, использовать другое поле. Какое имен- но — электрическое, магнитное, элект- ромагнитное, тепловое? Здесь хитрости кончаются и начи- нается физика. В учебнике физики для девятого класса есть целая глава 0 теп- ловом расширении! А нам как раз и надо менять ширину зазора между В. И 32. Открываем учебник. Вот и описание опыта: сквозь нагретое кольцо прохо- дит шар, который до этого не проходил. Рисунок кольца и шара— готовая мо- дель нашего крана. Сравним полученное решение с ав-

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

торским сВИдетельством ‚М 179 489: «Устройство для дозировки малых ко— личеств газа, состоящее из корпуса и стержня, плотно пригнанного к внут ренней поверхности корпуса, отличаю щееся тем, что, с целью дозировки ма- лых количеств газа с высокой степенью точности, корпус изготовлен из мате- риала, имеющего большой коэффипи ент теплового расширения, а стер- жень из материала. коэффициент теплового расширения которого значи— тельно меньше, чем у материала кор- пуса». Наверное, вы уже поняли, как ра- ботает такой кран. При нагревании корпус стер жень слабо. Возникает зазор. Чем сильнее нагрет корпус, тем больше за- зор. Смысл изобретения, как вИдите, в том, что вместо движения больших деталей, «железок», предложено иск пользовать растяжение и сжатие крис— таллической решетки. Кстати, растяги- вать и сжимать кристаллическую ре- шетку можно не только тепловым по- лем. «Некоторые кристаллы, напри мер кварц, сегнетова соль и турмалин, в электрическом поле меняют свои размеры: в зависимости от направле ния поля они сжимаются или растяги- ваются» это из учебника физики для десятого класса. Называется это расширяется СИЛЬНО, а явление обратным пьезоэффектом. Ну а о том, что обратный пьезоэффект можно использовать для создания мик- рокрана, вы и сами уже догадались. Есть еще похожий эффект—магнито— стрикция: магнитное поле растягивает (или сжимает) некоторые металлы. Тоже подходящий ответ для задачи о кране. Задача 31. ЗАГЛЯНЕМ В БУДУЩЕЕ Если надо выдавить из почти пусто- го тюбика остатки зубной пасты, тюбик кладут на твердую поверлность и про- катывают карандашом. Таков и прин- цип действия перистальтического насо- са (см. рис.): ролики прижимают гиб— кий шланг к корпусу насоса и, двига- ясь, заставляют жидкость или пасту перетекать по шлангу. Мы выпускаем двадцать типов перистальтическил насосов‚— сказал главный инженер завода своему замес- тителю. —- В ближайшие месяцы освоим еще три. Но в принципе все насосы одинаковы, отличаются они только раз— мерами и назначением. Неужели и в будущем эти насосы не изме- нятся? - Наверное, не изменятся,— отве- тил заместитель.— Ведь принцип один и тот же. И тут появились изобретатели. Сра- зу трое! Обязательно будут новые насо- сы,-— заверил первый изобретатель.— Перистальтический принцип сожранит- ся, но действие перейдет на микро- уровень. — Предлагаем использовать для этого физические эффекты,— сказали его товарищи.— У нас три совершенно новых перистальтическил насоса. Изобретатели начали разворачивать чертежи... Как, по вашему мнению, могут быть устроены эти насосы? Какие физиче- ские эффекты в низ: использованы?

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

КАК РЕШАТЬ ЗАДАЧИ, КОТОРЫХ ЕЩЕ НЕТ Переход от грубого движения «же- лезок» к тонкому перемещению моле- кул, атомов — закономерность развития техники. Отсюда и прием решения многих задач: «переход с макроуров- ня на микроуровень». Вот, например, авторское свидетель- ство М 438 327: «Вибрационный гиро- скоп с массами, прИВОДимыми в коле- бательное движение внешними пере- менными или электрическими полями, отличающийся тем, что в качестве ко— леблющихся масс применены электро- ны или заряженные ионы». В обычных вибрационных гироскопах колеблются массивные грузы— «гири», установ- ленные на стержнях. Идея изобретения в том, что в качестве «гирь» взяты микрочастицы — электроны или ионы. Такой гироскоп намного компактнее, точнее и надежнее. Когда в предыдущей главе вы чи- тали о четырех этапах развития техни- ческих систем, у вас, возможно, возник вопрос: ну, хорошо, системы проходят четыре этапа, а что происходит с систе- мами дальше? А дальше две возможно- сти. Об одной я уже говорил: система, достигнув пределов развития, объеди- няется с другой системой и образует новую, более сложную систему—раз- 49 витие продолжается. Например, вело- сипед, объединившись с двигателем внутреннего сгорания, превратился в мотоцикл. Возникла новая система, развитие продолжалось. Иногда путь к объединению с дру- гими системами закрыт. Объединяться надо— и объединяться нельзя... Такое противоречие преодолевают дроблени- ем: разделим систему на несколько частей и построим нечто новое, соеди- нив эти части. Запрет касался объеди- нения с посторонними системами, мы этот запрет не нарушили. Ну а если нельзя ни объединять, ни дробить? Предположим, поставлена за- дача: требуется усилить «пружиня- щие» свойства спиральной пружины, ничего не добавляя к ней и не дробя ее. Будем считать, что пружина сдела- на из самой подходящей стали, менять сталь нет смысла. На первый взгляд положение ка- жется безвыходным. Ничего нельзя ме- нять — как же перейти к новой систе- ме?! И все-таки выход есть! Новая система прячется... внутри старой. Мы смотрим на пружину как на «желез- ку», а ведь внутри этой «железки» — целый мир частиц, огромная система, которая есть (она существует!) и кото-

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

рой вроде бы нет (мы ее не использу- ем!). Намагнитим пружину так, чтобы над каждым витком был одноименный магнитный полюс. Одноименные заря- ды отталкиваются, следовательно, для сжатия пружины потребуется больший расход энергии. Задача решена, хотя внешне пружина нисколько не измени- лась: мы ничего не добавляли, не дро- били. Итак, есть два пути развития сис— тем, исчерпавших, казалось бы, все возможности развития. Первый путь —- объединение с другими системами (или дробление на части и «перекомбиниро- вание» этих частей). Второй путь— переход с макроуровня на микроуро- вень, когда вовлекается «в игру», так сказать, внутренний мир систем: части- цы, молекулы, атомы... . Я приведу сейчас формулу одного изобретения. Речь идет о незнакомой вам машине. Но суть изобретения бу- дет понятна. Итак, авторское свице— тельство М 489 662: «Устройство для нанесения полимерных порошков, со- держащее камеру и электрод, отличаю- щееся тем, что, с целью повышения качества наносимого покрытия, элект- род снабжен средством перемещения, выполненным в виде микрометриче- ских винтов». Электрод (стержень) был соединен с камерой непоцвижно. Изобретатель предложил сделать элект— род перемещающимся. Это переход технической системы со второго этажа на третий, вам такие переходы уже знакомы. Зная законы развития технических систем, мы можем предсказать даль- нейшее развитие этой системы, то есть предсказать появление новых изобрете- ний. Системе предстоит перейти к чет- вертому этапу — стать не просто регу- лируемой, а саморегулируемой. Элект— род будет перемещаться сам, в зависи- мости от изменения условий работы. А потом система перейдет 0 макро- уровня на микроуровень: вместо вин- тов для перемещения электрода будут использованы тепловое расширение, обратный пьезоэффект или магнито- стрикция. Заметьте, мы рассматриваем ответ на еще не возникшие задачи! Пройдут года, потребуется увеличить точность действия установки, и только тогда по- явятся задачи, которые мы решили уже сейчас. При работе методом проб и ошибок ответ на задачу обычно появляется зна- чительно позже, чем сама задача. Тео- рия изобретательства в корне меняет положение: мы понимаем логику раз- вития технических систем и можем предвидеть возникновение новых задач, заранее зная, как их надо будет ре- шать.

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

› 1 д И «КОРОННЫИ» НОМЕР КОРОННОГО РАЗРЯДА В учебниках физики эффекты и яв- ления описаны, так сказать, нейтраль- но: при нагревании тела расширяют- ся... и все. А если те же эффекты из- ложить «по-изобретательски»? Напри- мер: «При нагревании тела расширя- ются, следовательно, это явление мож— но использовать во всех случаях, когда требуется осуществить небольшие, но очень точные перемещения тел». Если проработать так все учебники физи- ки с шестого по десятый класс, полу- чится комплект очень сильных инстру- ментов — справочник по примене- нию физических эффектов и явле- ний. Возьмем для примера описание ко— ронного разряда в учебнике для деся- того класса: «При атмосферном давле- нии в сильно неоднородных электри- ческих полях наблюдается разряд, све- тящаяся область которого часто напо- минает корону. Поэтому его и назвали коронным. Плотность заряда на по— верхности проводника тем больше, чем больше его кривизна. На острие плот- ность заряда максимальна. Поэтому возле острия возникает сильное элект- рическое поле. Когда его напряжен- ность превысит 3 — 106 В/м, наступает разряд. При такой большой напряжен- 51 ности поля ионизация посредством электронного удара происходит при атмосферном давлении. По мере удале- ния от поверхности проводника напря- женность быстро убывает. Поэтому ионизация и связанное с ней свечение газа наблюлаются в ограниченной об- ласти пространства. С коронным раз- рядом приходится считаться, имея дело с высоким напряжением. При на- личии выступающих частей или очень тонких проводов может начаться ко- ронный разряд». Итак, корона зависит от состава и давления газа, окружающего пров0д. Это значит, что мы нашли решение задачи 1— об измерении давления га- за внутри электрической лампы. Если на нить накала подать высокое напря- жение, возникает коронный разряд, яркость которого будет зависеть от дав- ления газа. Вернемся еще раз к учебнику. Ко- ронный разряд вызывает ионизацию газа. Если в газе есть частицы порош- ка, пыли, мелкие капельки, ионы «при- липнут» к ним. Следовательно, корон- ный разряд позволяет заряжать части- цы твердого и жидкого вещества. А за- ряженными частицами легко управ- лять. Коронный разряд можно исполь—

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

зовать для очистки газа от пыли, для дозировки частиц, взвешенных в пото- ке газа, для перемещения различных порошков, для определения примесей в газе и т. д. Получение заряженных частиц—главный, «коронный» номер коронного разряда. Как видите, простое, в общем, фи- зическое явление таит богатые изобре- тательские ВОЗМОЖНОСТИ.

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

. ., « ‚ яиц 5 ‚ „инд д. ‘/\/` л 1" ‚ ‚039 ’ “узу—т} — ` о“/ ь/е/(с ‹ лети ‘ 1' / ,_ .""`\\`\`\\‹\."". ‘ жатву.» \` \`\ вешал О ЧЕМ РАЗМЫШЛЯЛ НАЧАЛЬНИК До сих пор речь шла о простых фи- зических эффектах, знакомых каждому школьнику. Существует физика более сложная, хотя бы та, которую изучают в высших учебных заведениях. Знание этой физики дает изобретателю более сильные инструменты. Сейчас мы разберем задачу, для ре- шения которой достаточно школьной физики. А потом я объясню, что мож- но получить сверх этого, если исполь- зовать хотя бы «кусочек» институт- ской физики. Задача 32. ЛЕД НА ПРОВОДАХ Красивое зрелище — покрытые пу- шистым снегом провода линий электро- передачи. Но у электриков эта красота не вызывает восторга. Снег подтаивает, превращается в лед. Слой льда нарас- тает, провода растягиваются под его тяжестью и обрываются. В одном северном районе работала электростанция, нашодящаяся в ста ки- лометраа: от города. Зимой время от времени пригодилось обогревать ли- нию: подавали очень сильный ток, про- вода нагревались, лед подтаивал, па- 53 дал. Пока обогревали линию, всех: по- требителей электростанции прилади- лось отключать. Стояла суровая зима, и начальник станции, опасаясь обле- денения, приказал почаще отключать подачу энергии и обогревать линию. Останавливались заводы, гас свет в домал. Посыпались жалобы, и начальник решил производить обогрев пореже. Провода стали рваться, город часто оставался без электроэнергии. — Что же делать? — задумался на- чальник, разглядывая календарь. Впе- реди было много месяцев северной зи- мы.— Телническое противоречие: часто греть линию—потребители то и дело будут оставаться без тока, редко греть линию — повысится опасность обледе- нения. Кошмарная ситуация... И тут появился изобретатель. — Раскроем учебник физики для седьмого класса,— сказал он.— Достро- им веполь и используем явление элект- ромагнитной индукции... Почему изобретатель упомянул о достройке веполя? Как использовать электромагнитную индукцию? Даны провод (вещество) и электри- ческий ток (поле). ЛЬДа на проводе

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

не должно быть. Значит, у вас только ОДНО вещество и поле. Чтобы достроить веполь, нужно ввести второе вещество. Это вещество под действием обычного электрического тока будет нагреваться и обогревать провод. В чем тут хит- рость? Провод сделан из вещества с низким электрическим сопротивлением и не нагревается под действием иду- щего по нему тока. Сделать провод из металла с высоким сопротивлением нельзя — провод будем горячим, но по— требители не получат энергию. Физи- ческое противоречие: сопротивление провоца должно быть большим и долж- но быть небольшим... Изобретатель предложил взять два вещества: провод остается обычным проводом, но через каждые пять метров на него надевают колечко из феррита — ферромагнитного вещества с высоким электрическим со- противлением. Благоцаря электромаг- нитной индукции в колечках возникает ток, колечки быстро нагреваются и предотвращают обледененне провода. На это решение несколько лет назад выдано авторское свидетельство. Но за- дачу без особого труда решают десяти-— классники, знающие основы испольно- го анализа. Казалось бы, с задачей всё в поряд- ке—получен хороший ответ. Однако фшрритовыс колечки нагревают линию круглый год. Представляете, сколько энергии расходуется напрасно? Даже зимой нет надобности нагревать всю линию. а только те участки, где темпе- ратура ниже нуля. Возникает новая за- дача: как сделать, чтобы колечки сами включались при низкой температуре и выключались, если температура по- вышается? Для решения этой задачи нужно знать, что ферритовые вещества оста- ются ферромагнитными только до оп- ределенной температуры, называемой точкой Кюри. У разных ферромагнит- ных веществ разная точка Кюри. Мож- но сделать колечки из вещества с точ- кой Кюри, скажем, около пяти граду- сов. Тогда колечки будут сами выклю- чаться, если температура воздуха пре- высит пять градусов, и сами же будут включаться при температуре ниже пяти градусов. Появление и исчезновение магнит- ных свойств при переходе через точку Кюри можно использовать и при реше- пии других задач. Запомните это инте- реснейшее физическое явление. ‚ и

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

[Щ тиши 1 ”шплинт. вши!” ` о ц \ в ч --—-—-‘-`\\" ` ` . ` . ц с с . ` — ` " х.‘ `о- -` - - - "`:::..."\`\ ВСЯ НЕОБЪЯТНАЯ ФИЗИКА Анри Грижо, пациент психиатриче- ской клиники, изобретал... твердую воду. Не лед, а именно твердую воду, которая не плавилась бы по крайней мере до 200 градусов. И это удалось... в фантастическом рассказе польского писателя Стефана Вайнфельда «Сума- сшедший». Грижо получил белый, по- хожий на пудру порошок. При сильном нагревании порошок превращался в обыкновенную чистую воду. Рассказ был опубликован в 1964 го- ду. А три года спустя и в самом деле изобрели твердую воду, состоящую из смеси 90 процентов воды с 10 процен- тами кремниевой кислоты. Твердая во- да действительно оказалась похожей на белую пудру. Может возникнуть вопрос: а зачем нужна твердая вода? Предоставим слово Анри Грижо: «Мое изобретение позволит соору- жать заводы в местностях, богатых минеральным сырьем, но бедных во- дой; сейчас ее доставляют в дорого- стоящих цистернах, а будут посылать просто в бумажных мешках. Торговля? Совершенно исчезнут стеклянные, ке- рамические и металлические сосуды для всяких жидкостей. Жицкости бу- дут продаваться в виде порошков, со- 55 держащих сухую воду... Тысячи, десят- ки тысяч способов использования су- хой воды в обыкновенной жизни при- ведут к полному перевороту. Пользо- ваться водой в жилком состоянии будет так же смешно, как и пользоваться лу- чиной». Ученые стремятся получить твера дую воцу, которая содержала бы все— го два-три процента кремниевой кис- лоты. В учебниках физики об этом еще ничего нет. Физика развивается очень быстро, все время открываются новые эффекты и явления. Представляете, как важно изобретателям знать об этих новых открытиях? Вот типичная история. Пока одни ученые старались сделать воду более твердой, другие искали пути сделать воду более... ЖИДКОЙ. В 1948 году английский ученый В. Томс открыл удивительный физический эффект: трение воды 0 стенки водопровода можно резко уменьшить, если доба- вить в воду ничтожное количество (со- тые доли процента) некоторых поли- меров. Трение в значительной мере вы- звано образованием вихрей в быстро движущемся потоке, а длинные моле- кулы полимеров, располагаясь вдоль потока, гасят вихри, упорядочивают

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

делают воду более скользкой... Сообщение об эффекте Томса было опубликовано, и вскоре появилось множество изобретений, ис- пользовавших новое открытие. Эффект Томса помогал увеличивать скорость кораблей, снижать потери энергии при транспортировке по трубам самых раз— личных жидкостей, увеличивать «даль- нобойность» пожарных брандспойтов. А недавно изобретатели из Москов— ского государственного университета предложили добавлять полимеры в... лед на катках. Под лезвием конька создается высокое давление, лед пла- вится, образуется тонкий слой водя- ной смазки, позволяющей. конькобежцу скользить по льду. Полимер, добавлен— ный в лед, переходит в эту смазку и уменьшает трение. Таких примеров можно привести очень много. Изобретателю нужна вся необъятная физика — тысячи и тысячи эффектов и явлений. Вы можете возра- зить: ни один физик не знает всю фи- зику, ведь в ней так много разделов. Нельзя требовать от изобретателя, что— бы он знал физику лучше физиков. Да, конечно, нельзя объять необъятное. Выход—в создании подробных спра- вочников по изобретательскому приме- нению физических эффектов и явле- ний. Примерно так, как мы это сдела— ли с коронным разряцом, только, ко- нечно, значительно подробнее и точ- нее. Первые справочники по «изобрета- движение воды, тельской физике» появились в начале 70-х годов. В них были описаны изоб- ретательские возможности многих фи- зических эффектов. Казалось бы, вслед за этим должны появиться справоч- ники по сочетаниям эффектов. Но та- ких справочников нет до сих пор. Слишком велико число возможных со- четаний... Вот, например, такое явление, как поляризация света. Известно, что свет—это электромагнитные колеба— ния. Пропуская свет через некоторые вещества, можно его поляризовать: ко- лебания будут происходить в одной плоскости, например в вертикальной. Второе явление: существуют кристал— лы, которые поворачивают плоскость поляризации света. Чем больше тол— щина пластинки из такого кристалла, тем сильнее поворачивается плоскость поляризации Идущего сквозь пластин- ку поляризованного света. Третье явле- ние (оно вам знакомо): при нагрева- нии тела расширяются. Объедините эти три явления — получится... термо- метр. Чем выше температура, тем боль- ше толщина пластинки и, следователь— но, тем на больший угол поворачива- ется проходящий сквозь пластину по- ляризованный свет. Законы, по которым образуются такие сочетания физических эффек- тов, еще не совсем ясны. Здесь сего- дня передний край исследований по теории решения изобретательских за- дач.

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

ЛЕНТА, КОТОРУЮ ПРИДУМАЛ МЁБИУС В рассказе известного писателя- фантаста Артура Кларка «Стена мра- ка» мудрец Грейл спрашивает своего собеседника: «— Вот,—сказал он Брейлдону,— плоский лист. У него, разумеется, две стороны. Можешь ты представить себе этот лист без двух сторон? Брейлдон удивленно воззрился на него. — Это невозможно...» Действительно, на первый взгляд это невозможно. Возьмите полоску бу- маги— у нее две стороны. Можно со- единить, склеить концы полоски, полу- чится кольцо, и все равно останутся две поверхности: наружная и внутрен- няя. А если сначала перекрутить лист, а потом соединить концы?.. «Грейл снова соединил вместе кон- цы бумажной полоски, но сперва один раз перекрутил ее. — Проведи теперь пальцем,—тихо сказал Грейл. Брейлдон не стал этого делать, он и без того понял, что подразумевает старый мудрец. — Я понимаю,— произнес он.— Больше нет двух раздельных плоско— стей. Теперь—Одна сплошная поверх- ность, односторонняя плоскость...» 57 «Перекрученное» кольцо получило название ленты Мёбиуса—по имени немецкого математика, впервые описав- шего его необыкновенные свойства. Представьте себе, что по наружной поверхности обычного кольца путеше- ствует муравей. Если муравей не пере- секает ребра, а Идет вдоль листа, он вернется в исходную точку, обойдя на— ружную поверхность. На ленте Мёбиу- са путешествие муравья будет длиться вдвое дольше: муравей, не пересекая ребер, обойдет обе поверхности—на- ружную и внутреннюю. Такое путе- шествие по необычной планете и со- вершает один из героев «Стены мра- ка». Фантастика, скажете вы. Нет! Уже сегодня удивительные свойства ленты Мёбиуса используются в самых различных изобретениях. Представьте себе обыкновенную ленту, образующую кольцо. На наруж- ную сторону ленты нанесен шлифо- вальный порошок. Ленту прижимают к изделию, прокручивают, Идет шли- фовка. Через какое-то время стирается и сам шлифовальный слой на ленте. Прих0дится прерывать процесс, менять ленту. Как сделать, чтобы лента рабо- тала вдвое дольше, если размеры лен- ты увеличивать нельзя? Несколько лет

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

назад советскому изобретателю А. Гу- байдуллину было выдано авторское сви- детельство на шлифовальное устройст- во 0 лентой Мёбиуса: размеры ленты остались прежними, но длина шлифую- щей поверхности (а значит, и долго- вечность ленты) увеличилась вдвое. Не правда ли, остроумное решение? Есть фильтры, в которых жидкость пропускают сквозь ленту из фильтрую- щего материала. Постепенно эта лента засоряется, приходится ее менять. На- верное, вы уже догадались, что надо сделать... Да, на фильтр с лентой Мё- биуса тоже выдано авторское свИде- тельство. Есть авторское свидетельство и на магнитофон с лентой Мёбиуса. Всего в разных странах за последние годы выдано более ста патентов и ав- торских свидетельств на использовгшие этой удивительной лепты. Выходит, изобретения создаются не только по формуле «хитрость плюс физика», но и по формуле «хитрость плюс геомет- рия»„. Вырежьте из картона два круга. Положите один круг на стол, а другой круг держите над первым. Соедините края дисков несколькими деревянными рейками. Получится решетчатый ци— линдр. Что-то вроде беличьего колеса, лежащего на боку. А теперь вращайте верхний диск в одну сторону, а ниж— ний -— в другую. Возникает криволи— нейная фигура с тонкой «талией», на- поминающая песочные часы. Чем боль- ше угол поворота дисков, тем тоньше «талия». Фигура эта называется гипер- болоидом вращения и имеет много свойств, очень привлекатшпьпых для изобретателя. Поверхность гиперболои- да криволинейна, хотя образована она прямыми рейками. Следовательно, ги- перболоиц легко изготовить. Башня Шухова в московском телецентре на Шаболовке -— гиперболоИд. Сделана башня из прямых металлических стержней, а «скрученность» прщцает конструкции устойчивость и проч- ность. Соорудить башню с любой дру- гой криволинейной плоскостью было бы очень трудно: потребовались бы криволинейные стержни. Самое ценное свойство гиперболои— да — легко изменять ‚кривизну его по- верхности. Повернул основание— ме- няется кривизна. Это свойство исполь- зовано во многих изобретениях. В Япо- нии, например, недавно запатентованы «гиперболоидные» ролики для ленточ- ного конвейера. В отличие от обычных цилиндрических роликов «гиперболо- ИДНЫО» ролики меняют свою кривизну и, следовательно, кривизну ленты тран- спортера. А это очень важно. При транспортировке сыпучего груза нуж- но, чтобы лента была вогнутой. Если же на транспортере ящики, лента должна быть плоской. В авторском свидетельстве М 426618 приведена такая формула изобретения: «Копирующий каток кар- тофелеуборочной машины, содержащий установленные на валу два диска, свя- занные между собой прутиками, отли- чающийся тем, что, с целью обеспече- ния возможности приспособления рабо- чей поверхности катка к различным профилям гряцок, прутики соединены с дисками шарнирно, а диски установле- ны на валу с возможностью поворота их относительно другого». Слово «ги- перболоид» не упоминается, но и без пояснений видно —— использовано свой- ство гинерболоида легко менять кри- визну. Есть немало других «геометриче- ских изобретений», основанных на применении параболоитв, спиралей и т. д. Получается, что изобретателю нужно знать не только физику, но и математику. И не только математику. Если к теории решения изобретатель- ских задач добавить еще и знание хотя бы «школьной» химии—творческий арсенал намного обогатится. .

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

КУРС -— НА ИКР Недавно произошла такая история. Один инженер занимался шътгшлоила- кирующей смазкой. Это обычная смаз- ка, в которую добавлено несколько про- центов тонкоизмельченного металличе— ского порошка. В процессе работы час-- тицы металла оседают на трущиеся по- верхности и защищают их от износа. Чем меньше зазор между поверхно- стями, тем мельче должны быть части- цы металла в смазке. Возникает техни- ческое противоречие: чем мельче чае-- тицы металла, тем лучше смазка, но тем труднее ее приготовить. Если действовать по теории реше- ния изобретательских задач, надо, прежде всего, представить себе идеаль— ный конечный результат (ИКР), то есть ответить на вопрос: что хотелось бы получить в самом Идеальном слу- чае? ИНР —— фантазия, мечта. ИКР не- достижим. Но он прокладывает путь к решению. Помните, мы сравнивали тео- рию решения изобретательских задач с мостом? Так вот, ИКР --- одна из глав— ных опор этого моста. Каков Идеальный конечный резуль- тат для задачи о смазке? Отне'гить не- трудно: Идеально было бы измельчить частицы металла до предела, до отдель- ных атомов. Теории решения изобре 59 тательских задач дает, как видите, на- радоксальную подсказку: «Трудно по“ лучить мелкие частицы металла? Зна- чит, будем получать сверх-сверх-сверх- мелкие частицы —— это намного легче». Здесь теория умолкает, для следую- щего шага нужна химия. Масло с крупными частицами ме- талла — это механическая взвесь. Если раздробить частицы металла, получим коллоидный раствор. Наконец, если из- мельчить металл до атомов или ионов, получится истинный раствор. Теперь можно уточнить ИКР: идеально было бы иметь раствор металла в масле, то есть масло, а в нем отдельные атомы металла. К сожалению, такой ИКР недости- жим. Еще алхимики знали: педобное растворяется в подобном. Масло—ве- щество органическое, в нем хорошо растворяются органические вещества. А металлы, увы, не принадлежат к органическим веществам. На пути к ИКР возникает физическое противоре- чие: атомы металла должны быть раст- ворены в масле (надо стремиться к ИКР!) и не должны быть растворены (нельзя нарушать законы химии!). Отступим чуть-чуть от ИКР: пусть в масле будут растворены не атомы, а

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

молекулы, содержащие металл. Мы использовали уже знакомый вам прием «сделать чуть меньше требуемого»: не удается измельчить вещество до ато- мов, ладно, пусть частицы вещества бу- дут чуть крупнее — не атомы, а моле- кулы. И противоречие сразу исчезает. В масле нет атомов металла (есть мо- лекулы) —и в масле есть атомы ме- талла (они входят в молекулы, «спря- таны» в них). Остается решить Один вопрос: ка- кие именно молекулы взять? Тут един- ственная и очевидная возможность. Молекулы должны с0держать металл и должны быть органическими. Следо- вательно, нужно взять металлооргани- ческое соединение. Оно легко раство- рится в масле (органическое вещество легко растворяется в органическом ве- ществе) и будет содержать атомы ме- талла. Чтобы решить задачу, пришлось ис- пользовать несколько простых поня- тий (ИКР, физическое противоречие, прием «сделать чуть меньше требуе- мого») и одно очень простое правило из химии (подобное растворяется в по- добном). Правда, задача еще не решена до конца. Молекулы металлоорганиче- ского вещества содержат атомы метал- ла, но ведь нам нужно, чтобы атомы металла были не в соединении, а от- дельно... Тут снова прицется вспом- нить химию. Чтобы атом металла выде- лился из молекулы, молекулу нужно разложить. Как это сделать? На уро- ках химии вы ставили такие опыты: нагревали вещество и при определен- ной температуре оно разлагалось. Мас- ло в процессе работы нагревается от трения. Если мы возьмем металлоорга- ническое вещество, разлагающееся при повышении температуры, задача будет полностью решена. А теперь посмотрим, как решалась эта задача на самом деле. Инженер сначала искал решение методом проб и ошибок. Он пробовал самые различные способы измельчения металлов, ставил опыты, пытался най- ти решение в литературе... Шли годы, 60 и вот однажды в книжном магазине инженер услышал, как кто-то из поку- нателей попросил продавца дать ему справочник по металлоорганическим соединениям. Инженер задумался. Ме- таллоорганические вещества включают металл — раз; они — органические ве- щества, значит, растворяются в мае- ле —два... Но ведь именно такое соче— тание и требуется! Инженер купил справочник, полистал его и сразу же нашел подходящее вещество — кадмие- вую соль уксусной кислоты. В рассказах об изобретениях часто прИВОДЯТСЯ такие случаи. Они типичны при работе методом проб и ошибок. Че- ловек ищет решение наугад и даже не догадывается, что к задаче можно по- дойти научно: сформулировать ИКР, определить физическое противоречие. Задача не поддается, и человек пыта- ется использовать все, что он вицит или сльннит. Хорошо, что кто-то попро- сил в магазине справочник по метал- лоорганическим веществам. Если бы не эта случайная подсказка, кто знает, сколько еще лет продолжались бы по- иски„. В предыдущей главе мы сформули- ровали прием: «Если в какое-то веще- ство надо ввести добавку другого ве- щества, но по каким-то причинам этого нельзя сделать, следует использовать в качестве добавки имеющееся вещест- во, немного его изменив». Что значит «немного изменив»? Изменения могут быть физические: нагреть, охладить, взять вещество в другом агрегатном со- стоянии и т. д. И химические: взять вещество не в чистом вИде, а в виде соединения, из которого оно может вы- делиться, или, наоборот, взять простое вещество, а потом, когда оно сыграет свою роль, перевести его в химическое соединение. Приведу еще один интересный при- мер использования зтого приема. Крис- таллы окиси алюминия выращивают из очень чистого расплава. Нельзя да— же плавить окись алюминия в плати- новом тигле: в расплав могут попасть атомы платины. В сущности, это изоб-

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

ретательская задача с четким физи- ческим противоречием: сосуд должен быть, чтобы расплав не разлился, и со- суда не должно быть, чтобы расплав не загрязнился. Придется плавить окись алюминия в... окиси алюминия. Возь- мем любой СОСУД, наполненный окисью алюминия, и будем нагревать окись так, чтобы расплавилась только цент- ральная часть. Получится расплав оки- си алюминия в «тигле» из твердой окиси алюминия. Для нагрева надо ис— пользовать электромагнитную индук- цию: источник энергии при этом не со- прикасается с нагреваемым веществом. Все прекрасно, но твердая окись алюминия — диэлектрик, она не прово- дит электрический ток. Значит, нет и электромагнитной индукции. Правда, расплавленная окись—прОВОДник. Но для плавления нужен нагрев, а нагрева не будет, поскольку твердая окись— диэлектрик... С задачами так бывает часто: оси- лишь ОДНО противоречие, возникает другое, третье... Как в беге с препятст- виями: преодолел один барьер, а за ним еще барьер и еще... Итак, физическое противоречие: в окись алюминия необходимо добавить кусочки металла, чтобы возникала электромагнитная индукция, и нельзя добавлять кусочки металла, потому что загрязнение окиси недопустимо. Изоб- ретение, позволившее преодолеть это противоречие, оказалось удивительно простым. В окись алюминия перед на- чалом плавки ВВОДЯТ кусочки алюми- ния. Алюминий хорошо проводит электрический ток, поэтому п0д дейст- вием индукции он быстро нагревается сам и нагревает окись алюминия— она начинает плавиться. Теперь алю- миний не нужен, расплавленная окись сама прОВОДит ток. И алюминий исче- зает: при высокой температуре он просто-напросто сгорает, превращаясь в окись алюминия. А окись, естествен- но, не загрязняет окиси... Попробуйте решить простую задачу. Чтобы получить ответ, надо сделать только два шага. Первый шаг: пред- ставьте себе идеальное решение. Дейст- вуйте так, словно вы—волшебник. Вещи п0дчиняются вашим приказам... Второй шаг: подумайте, как получить идеальное решение без перестроек и переделок — самыми минимальными изменениями. Задача 33. БАЛЛОН ВЕЖЛИВО ДОЛОЖИЛ... Во многиа: домаа: газовые горелки работают на сжиженном газе. Запаса- ют такой газ в металлическиа: балло- наш. Если топлива осталось мало, ло- зяйка должна подумать о скорой заме- не баллона. Но как узнать, что жид- кость в баллоне почти израсяодована? Такую задачу решали сотрудники одного конструкторского бюро. Нужно было придумать простой и удобный способ, позволяющий сразу заметить, что в баллоне осталась, скажем, одна десятая часть жидкости. —— Измерять давление газаР—за- думчиво произнес один инженер.— Нет, ничего не получится. Пока в бал- лоне есть азоть капля жидкости, давле- ние не меняется: израсаодованный газ пополняется за счет испарения. — А если взвешивать баллон?— спросил другой инженер.— Нет, пожа- луй, это тоже не годится. Неудобно то и дело отсоединять тяжелый баллон, взвешивать, снова присоединять... И тут появился изобретатель. — Я знаю идеальное решение,— сказал он.—Баллон сам должен веж- ливо докладывать, что осталась одна десятая жидкости. И он объяснил, как получить иде- альное решение. А что предложите вы? Учтите, при- делывать к баллону стеклянные труб- ки нельзя, это опасно.

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

\ 1 = 14! “мг-55 “1 НИШ“ шин 5 ‚— нщ' Ша 3 ‘ \|`:_‚._ _ „_ - Ъ, 1 ч— 5 с, Ю -___——-_—-———-- | | Ш“МЫПШМНМННММИМШ!шит"!ЩН|НМНМШ 11-— '‚ 5 ‘ ШМЩШШт _-._ _ ____. _ ш . __.__' ъ штшкипшшшшщппишиншиллнанимал - д 33111! .——_-_ _ .._. ПОРЯДОК НА «МОЗГОВОМ ЧЕРДАКЕ» Тут читателю пора возмутиться. Все началось с критики метода проб и оши— бок: чтобы решить сложную задачу, приходится перебирать множество ва- риантов, нужно работать годами, и нет гарантии, что решение будет найдено. Создана теория: законы, правила, фор- мулы. Взял формулу и, не утомляя себя размышлениями, решил задачу. Хорошо!„ И вдруг оказывается: нужно знать законы развития технических систем, многочисленные приемы, вы- крутасы вроде «вещество есть— и его как бы нет», правила вепольного ана- лиза... Мало того, нужно еще и основа- тельно знать физику, изобретательские возможности физических эффектов и явлений. Знать математику и химию. Наверняка окажется, что надо знать и биологию: в живой природе «зана- тентовано» великое множество инте- ресных идей. Может быть, проще изобретать по старинке? Да, изобретать по старинке проще. Рыть землю лопатой проще, чем управ- лять экскаватором. Ходить пешком проще, чем водить машину. За ско- рость, мощность, эффективность любо- го действия приходится платить зна- ниями. Изобретательство не исключе— 62 ние. Хочешь быстро решать трудные задачи—учи теорию, осваивай «изоб- ретательскую физику» и все осталь- ное. Впрочем, тут есть один интересный момент. Для решения изобретательских задач важны не столько новые знания, сколько хорошая организация тех зна- ний, которыми человек уже обладает. Современный школьник знает мно- го, но знания эти плохо организованы. Коэффициент полезного использования знаний весьма низок—едва ли выше одного-двух процентов. Я говорю о школьниках потому, что именно в школьные годы мы привыкаем многое запоминать, выучивать, не используя. Знания лежат, как вещи на плохом складе: навалом, без активного приме- нения. Помните задачу о долгоносиках? После ее опубликования в «Пионер- ской правце» пришло очень много ни- сем, и более половины из них содер- жало примерно такой ответ: «Нужно взять стакан, положить туда двести долгоносиков, измерить их температу- ру обыкновенным термометром, а по- том разделить на число долгоносиков». Это писали учащиеся пятых — восьмых классов! Если бы их спросили: «Тем—

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

пература каждого пальца 36°. Пальцы сжали в кулак. Какова температура кулака?»——никто не сказал бы, что температура кулака 180°. Против этого восстал бы жизненный опыт. А при решении задачи о долг0носиках такая ошибка совершается запросто: знания о теплоте и температуре не освоены, лежат мертвым грузом в кладовых памяти. Как оживить знания? Если верить Нонан Дойлу, одним из первых с этой проблемой столкнул— ся Шерлок Холмс. До Холмса крими- налистические задачи решались мето- дом проб и ошибок. Холмс ввел систе- му решения и, естественно, столкнулся с необходимостью иметь большой запас активных знаний. Холмс говорит об этом так: «— Видите ли,——сказал он,——мне представляется, что человеческий мозг похож на маленький пустой чердак, который вы можете обставить как хо- тите. Дурак натащит туда всякой рух- ляди, какая попадется п0д руку, и по- лезные, нужные вещи уже некуда бу- дет всунуть, или в лучшем случае до них среди всей этой завали и не доко— паешься. А человек толковый тщатель- но отбирает то, что он поместит в моз- говой чердак. Он возьмет лишь инстру- менты, которые понадобятся ему для работы, но зато их будет множество, и все он разложит в образцовом по- рядке». Отбор знаний за вас осуществляет школьная программа. И делает это хорошо: теоретически каждая страни- ца ваших учебников по физике, химии, математике, биологии может быть сильным инструментом при решении творческих задач. Проблема в том, что— бы оживить эти знания, понять, почув- ствовать их творческие возможности. Решив изобретательскую задачу с но› мощью какого-то физического явления, вы словно заново знакомитесь с этим явлением, открывая в нем нечто новое, неожиданное, интересное. Это относится и к знаниям, выходя- щим за рамки школьной программы. 63 Они тоже могут быть использованы как инструменты творчества, но эти «посторонние» знания свалены в «моз- говом чердаке» совсем уж без всякого порядка. Сейчас мы разберем очень интерес- ную задачу. Для ее решения хватило бы знаний на уровне детского сада. если бы знания были хорошо органи- зованьъ Задача 34. КУДА ДУЕТ ВЕТЕР В одном совшозе были построены большие коровники. Воздуш в низ: дол- жен быть чистым, поэтому директор совжоза пригласил ученыш, чтобы про- консультироваться —— аороша ли венти- ляция в коровникаа. —— Придется исследовать движение воздуаа в коровникаа,— сказал один ученый.— Произведем замеры скорости воздушныа: потоков. Помещения огром- ные, потолки высокие. Движение воз- дуаа зависит от температуры стен, крыши. Понадобится множество заме- ров. Работы месяца на два. И тут появился изобретатель. — Пока вы совещались, я получил данные по первому коровнику,—— ска- зал он.—Для каждой точки, даже под самым потолком. Это же так просто... Как получил изобретатель эти дан- ные? Не будем искать решение наугад. Начнем, как положено, с ИКР. Идеаль- ное решение: по нашему желанию в любом месте коровника возникают стрелки, указывающие направление и скорость воздушного потока. Как этого достичь? Допустим, мы взяли свечу и следим за отклонением ее пламени. Если бы требовалось измерить скорость движения воздуха в ОДНОМ, десяти или даже в ста местах, такой способ сошел бы. Но ИКР гласит: в любой точке! Выходит, свеча слишком неэффектив- ный инструмент. Пламя «привязано» к свече, нельзя заполнить огнем все

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

помещение... Может, заполнить коров- ник дымом? Тоже плохо: дым будет во всех точках, но он непрозрачен, и мы ничего не увидим и ничего не изме- рим. Чтобы достичь ИКР, нужно нечто, обладающее сочетанием противоречи- вых свойств: оно должно быть везде, во всех точках, и его не должно быть нигде, чтобы воздух оставался прозрач- ным и можно было бы всё вицеть. Знакомая ситуация: в воздух надо что-то добавить и нельзя ничего добав- лять. Пламя и дым не подходят как раз потому, что они соответствуют только первой половине требования. Будем действовать, как в предыцущих зада- чах. Введем в воздух «кусочки» воз- духа, но только измененного, видимого, окрашенного. Как окрасить «кусочек» воздуха? Существуют только два способа. Можно окрасить весь «кусочек» или только поверхность «кусочка». Воздух, окруженный тонкой оболочкой... Веро- ятно, вы уже догадались, что идет о мыльном пузыре. Множество мелких мыльных пузы- рей (получить их просто) сделают ви- димыми потоки воздуха в коровнике. Там, где скорость воздуха больше, на фотоснимке получатся более длинные черточки. Сведения о мыльных пузырях, об их свойствах, о легкости их получе- ния наверняка были в вашем «мозго— вом чердаке». Но они валялись там мертвым грузом. Теперь вы знаете, что мыльные пузыри (и пена, представ- ляющая собой систему мыльных— и не обязательно мыльных —— пузырей) хорошо сочетают противоречивые свой- ства: вещество есть и вещества нет. Значит, применение мыльных пузырей и пены — сильный прием. Задача дала возможность почувствовать остроумие и прелесть этого приема. С инстру— мента стерта пыль, он уложен рядом с другими в образцовом порядке... речь

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

(ИНЖЕНЕРЫ ) М/// | \\\\Ж диктат Си ЭОБРЕТАТЕЛ'И ) С ИНЖЕНЕР ) ////// 1 \\\\\Ж Метит \Ж\\\ 1 ////// СИЗОБРЕТАТЕЛИ Э ИЗОБРЕТАТЕЛЬ — ПРОФЕССИЯ БУДУЩЕГО Профессии «изобретатель» до сих пор не существовало. Человек (чаще всего, инженер) занимался своей рабо- той и попутно изобретал. Вы можете возразитьё а Эдисон? Ведь он получил более тысячи патентов!.. Эдисон рабо- тал методом проб и ошибок. Чтобы создать новый тип аккумуляторов, он поставил 50000 опытов. Это просто не под силу одному человеку. И Эдисон работал не один, в его лаборатории трудилось около тысячи сотрудников. Лабораторию Эдисона можно рассмат- ривать как фирму по изобретениям. Именно фирму, а не одного человека. Мы говорим: изобретатель телегра- фа Морзе, изобретатель радио Попов, изобретатель парох0да Фультон... Ни- кто из них не был профессиональным изобретателем. Они решали одну или несколько изобретательских задач, а затем занимались исследованием, раз- работкой, внедрением своих изобрете- ний. Джеймс Уатт был профессиональ- ным механиком, потом изобрел универ- сальную паровую машину, запатенто- вал свое изобретение, решил еще не- сколько задач — и до конца жизни был профессиональным предпринимателем, больше всего думающим об извлечении прибылей из своих патентов... 3 И тут появился изобретатель Изобретатели, пытавшиеся жить только за счет решения изобретатель- ских задач, обычно умирали в нищете. Это не удивительно. Метод проб и оши- бок не дает гарантии, что задачу удаст- ся решить в сравнительно короткие сроки. Художник знает, что он может нарисовать картину—на профессио- нальном уровне—за несколько меся- цев, пусть даже за несколько лет. Пи- сатель знает, что за несколько лет он может написать повесть или роман. Изобретатель, работающий методом проб и ошибок, не уверен—удастся решить «среднюю» задачу или нет. Может быть, решение будет еще сего- дня, вот сейчас, а может быть, не хва— тит и жизни... Представьте себе, изобретательский отдел с профессионалами, решающими задачи методом проб и ошибок. Сидят люди и думают. Перебирают варианты. «Коллега — говорит заведующий отде- лом,—вы уже десятый год думаете, а продукции нет...» — «Трудная зада- ча,— отвечает тот,— уже перебрал шесть тысяч вариантов...» — «А вы бы походили по улицам,— предлагает за- ведующий.— Вдруг случайно встретите нечто такое, что подскажет идею реше- ния».— «Я лучше вздремну,—отвеча-

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

ет профессионал.— Новые идеи иногда появляются во время сна, вы же знае- те такие случаи...» Здесь нет преувеличений. Недавно в «Психологическом журнале» появи- лось сообщение о том, что американ- ский психолог Д. Маккинон пытается найти источник озарений и догадок, исследуя перех0дное состояние между сном и бодрствованием. Подобные ис- следования ведутся психологами уже лет шестьдесят — семьдесят. Результа- тов нет. Метод проб и ошибок давно исчер- пал свои возможности. Поэтому без- результатны и попытки его улучше- ния. Нужен иной способ производства изобретений, основанный на сознатель- ном применении законов развития тех- нических систем. В последние годы в некоторых кон- структорских бюро появились специ- альные группы, решающие трудные за- дачи с помощью теории решения изобре— тательских задач. Пройдет не так уж много времени, и новая специальность станет распространенной и привычной, как это произошло, скажем, с профес- сией программиста. Возможно, специа— листов по ТРИЗ будут называть инже— нерами-изобретателями, а может быть, точнее — инженерами по развитию тех— нических систем. Давайте чуть-чуть пофантазируем: попробуем заглянуть в одну из комнат еще не существующего пока специаль- ного изобретательского бюро. Задача 35. ИЗОБРЕТЕНИЕ ПО ЗАКАЗУ На одном заводе автоматические станки изготовляли тончайший микро- провод: нажал кнопку—станок с ог- ромной скоростью выдает тонкую, по- гожую на серебристую паутину, нить, которая наматывается на большую ка- тушку. Отличные станки, но контроли- ровать диаметр нити приходилось са- мым примитивным способом. Станок останавливали, отрезали кусок нити, 66 взвешивали и, зная удельный вес ме- талла и длину отрезка, вычисляли диа- метр провода. Перепробовали разные способы измерения «на ходу» — ничего не получалось: или слишком сложно, или неточно. И вот однажды начальник цеха был на концерте. Когда на сцену вышел гитарист, инженера словно током уда- рило. —— Эврика! — воскликнул он. На следующий день инженер рас— сказал о своей идее на заводе. Провод полож на струну, а частота колебаний струны зависит от ее диаметра. Микро- провод надо заставить колебаться— по частоте колебаний можно судить о его диаметре. Изобретение внедрили за два дня, и станки теперь работали без остановки. — Замечательно,-— сказал дирек- тор, подписывая приказ о премирова- нии изобретателя—Но с нового года мы будем выпускать еще более тонкий провод. Диаметр придется измерять с очень высокой точностью. Нужен ка- кой-то другой способ. Что же, опять два года ждать, пока кого-то осенит? Давайте-ка закажем изобретение у спе— циалистов. На следующий день инженер из заводоуправления поехал в изобрета- тельское бюро. —— Ясно,— сказали в бюро, выслу- шав инженера. — Задача простая. Пройдите в комнату 5, там сидит прак- тикант, он вам поможет... Практикант был совсем молодень- ким. С сомнением поглядывая на прак- тиканта, инженер изложил суть дела. — Задачу мы решим легко,— ска- зал практикант.—Сначала запишем условия. Дано вещество, провод. Это вещество должно давать сигнал, сиг- нальное поле, несущее информацию о диаметре провода. На листке бумаги он написал: /31 П — Само по себе вещество такого поля не создает,— продолжал практи-

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

кант.— Значит, надо приложить какое- то другое поле. Вот так: П|\ /В| П2 Это вепольная схема изобретения. сделанного у вас на заводе,— по- яснил практикант.— Ударим струну (приложим межаническое поле П„), и возникнут колебания (меланическое поле П2). Чтобы повысить точность, надо, во-первыас, перейти от меланиче- скид: полей к электромагнитным; во- вторыл, надо достроить веполь, введя второе вещество. Получится такая слема: П.м В2‹.__ЬВ| \„2 Электрическое поле действует на провод, заставляя его взаимодейство- вать со вторым веществом. А второе вещество посылает сигнал— какое-то поле П2, несущее информацию о диа- метре провода. Вы какой бы сигнал предпочли? — Световой, — сказал инженер.— Он удобнее. — Значит, будем считать, что П2— это оптическое поле. Итак, электро- магнитное поле действует на провод, провод действует на какое-то вещест- во Вг, а это вещество дает световой сигнал о диаметре провода. Задача 67 решена: нужно только вспомнить фи- зику девятого класса. Вот, взгляните... Он протянул инженеру раскрытый учебник. — Пожалуй, вы правы,— задумчи- во произнес инженер, прочитав стра- ничку.—0тличное решение! Странно, что мы сами не догадались!.. Нужно измерить диаметр микропро- вода. На тонких проводах легко возни- кает коронный разряд. Он зависит от диаметра провода. Как раз то, что нуж- но для решения задачи! По яркости и форме короны можно очень точно не только определить диаметр провода, но и проверить форму сечения: если про- вод овальный (а это плохо), корона тоже принимает овальную форму... А вот подлинный случай. В Одной из школ технического творчества зани- мался студент-математик. Прошло не- сколько лет, он окончил университет. а затем получил направление на рабо- ту в другой город. Вскоре он прислал письмо, в кото- ром рассказал об ОДНОЙ очень интерес— ной задаче. Задача 36. С ТОЧНОСТЬЮ ДО ГРАДУСА В коридоре научно-исследователь- ского института заместитель директора остановил принятого недавно на работу молодого математика. — Вы ведь окончили изобретатель- скую школу,-— сказал заместитель ди- ректора.— Откровенно говоря, на мой взгляд, всё зависит от природныа: спо- собностей, но всё же... Мы лотим орга- низовать новую группу. Предстоит основательная работа — проблема очень трудная, не видно даже подлода к ней. В группу вошли пятнадцать человек; может быть, подключить и вас? Математик поинтересовался: что за проблема? Заместитель директора объ— яснил: —— В крупу иногда попадают личин- ки и яйца вредителей. Естественно, из:

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

надо уничтожать до расфасовки крупы. Лучше всего — нагреть ее до 65°. Но не выше, иначе она испортится. Идеально было бы нагревать с точностью до гра- дуса. Но вот что получается: если на— гревать сразу большое количество кру- пы, то обязательно где-то возникает перегрев; если же вести обработку ма- лыми порциями, катастрофически па- дает производительность. Перепробо- вали десятки разныа: способов нагре- ва — и все плоти. Хотим проверить еще один способ: продувать слои крупы нагретым возду- азом. Может быть, удастся подобрать такой режим, что... — Ничего не надо подбирать,— пе— ребил математик.— Задача решается так... И он объяснил идею решения. Наверное, вы уже нашли ответ. В крупу надо добавить ферромагнит- ные дробинки с точкой Кюри в 65° и нагревать их с помощью электромаг- нитной индукции. А после обработки магниты легко выловят дробинки... Письмо математика заканчивалось так: «Никогда не думал, что решение задачи может произвести такое впечат- ление. Мой собеседник несколько ми- нут смотрел на меня совершенно оше- ломленный. По коридору проходили люди, здоровались с замом, а он, ниче- го не замечая, смотрел на меня...»

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

085 57” же 1 \\$ “а * а ’ - \ ° эй _-_' 8 Э \\ и. ' т 5’4' -_;: 1:1": „34,- ‹//„‚ ёж“ ' ‚т ФиП'! 15: Рт:— -1-:‘-_ Ж 1 п ' “ _ & ‚9 , " Е Т: Ё-’ Ь — е ` г. " Н - _ 5. И! и! 1.1- « Еж ( % г ' ' ‚Ё в\\ | 1 `= 1. и ю , ‚5—2: \2 1. 1 7 . . е®\\\\\“ ‘ 8 г@, НЕМНОГО ПРАКТИКИ Задача 37. Теперь можно пополнить список из- вестных вам приемов. 10. Переход с макроуровня на мик- роуровень (от «железок», рычагов, шарниров и т. д.— к перемещению мо- лекул, атомов, ионов). 11. Применение теплового расшире- ния для микроперемещений. 12. Применение коронного разряда (измерение кривизны поверхности, контроль состояния газа, получение за- ряженных частиц). 13. Использование перехода через точку Кюри для автоматического вклю- чения и выключения электрических приборов. 14. Применение мыльных пузырей и пены (заполнение пространства ве- ществом, если вещества в этом прост- ранстве не должно быть). 15. Геометрические приемы: ис- пользование ленты Мёбиуса, гипербо- лоида и т. д. Кроме того, вы узнали, что, получив задачу, надо прежце всего сформулиро- вать ИКР и стремиться к его достиже- нию: хорошее решение всегда близко к ИКР. А сейчас попробуем попрактиковать- ся в применении этих инструмен- тов. 69 ДАВАЙТЕ ВЬ1БРОСИМ ВИОНТ! Когда рассматриваешь что-нибудь в микроскоп, иногда нужно чуть-чуть передвинуть стеклышко, на котором лежит рассматриваемый предмет. Пе- редвинуть надо буквально на толщину волоса—на сотые и тысячные доли миллиметра. Для этого используют винты: вращаешь винт, он передвигает стеклышко. Но изготовлять такие точ- ные винты дорого и сложно. Собрались инженеры и стали ду- мать: как быть? — Теяническое противоречие, сказал один инженер.— Точные винты дороги, нарезка быстро портится... А при более крупной нарезке не будет нужной точности. И тут появился изобретатель. — Давайте совсем выбросим винт! Что надо использовать для точного перемещения предметного стеклышка микроскопа? Задачу 37 вы наверняка решите, даже не дочитав условия. Впрочем, тут есть тонкость: если вы внимательно чи— тали эту главу, то дадите сразу три правильных ответа.

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

Задача 38. ЧТО—НИБУДЬ ПОПРОЩЕ Полимеры стареют. Процесс этот напоминает ржавление металла, потому что виновник старения — кислород, разрушающий молекулы полимеров. Для защиты от кислорода нужно при «варке» полимера ввести в «котел» тонкоизмельченное железо. Атомы же- леза перелватят кислород и защитят полимер. Но чем тоньше мы измель- чим железо, тем активнее оно будет со- единяться с кислородом воздула еще до внесения в полимер. Окислившись, же- лезо потеряет свои защитные свойства. -— Придется работать в среде инертного газа,— сказал лимик, при- глашенный для консультации. — Сложно и неудобно,-— возразили заводские инженеры.— Нам бы что- нибудь попроще... И тут появился изобретатель. — Пожалуйста! —- сказал он.—— Есть очень простое решение. Как вы думаете, изобретатель? что предложил Идею решения этой задачи вы най- дете легко. Но постарайтесь додумать ответ, чтобы он был поконкретнее. Задача 39. ПУДРА НА КОНВЕЙЕРЕ На горном комбинате работала транспортерная линия -— от одного це- ла к другому. Тонкоизмельченная руда, переходя с конвейера на конвейер, в конце концов поступала к печам. Ра- ботницы, обслуживающие линию, жа- ловались инженеру: руда — как пудра, при малейшем дуновении она подни- мается в воздул. — А что делать? — сказал инже- нер.—.Мы эту пудру смачиваем, но толку мало: вода быстро испаряется. А сильно намочить нельзя... Может быть, сверлу чем-то прикрыть? Но ра- боты вам прибавится: придется что-то укладывать, потом снимать... И тут появился изобретатель. — Покрытие должно быть,— ска- зал он,— чтобы не было пыли. И по- крытия не должно быть, чтобы не было лишних: хлопот. Следовательно, надо„. Как вы лать? Учтите, что конвейерную линию не- облодимо солранить. Задача в том, чтобы предотвратить образование думаете, что надо сде- пыли.

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

Искусство изобретать ’ ..\.// ‚ ./ „ ‚ ‚т /. _. 7. «И ‚ОУЛ/ . . з // 1 . ‘ /1/// /\ хим. ‚ / п \ /‚ ‚8 И ‚5 ‚маг/ума! и ‚4щ.г .‚ . / д... 4 ‘Л ’ 1 . . и . / . ии С, ‚д! /./‚.‚‚ 1 ‚д ‚ . ›, 7.

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

ДОРОГИ, КОТОРЫЕ МЫ ВЫБИРАЕМ Изобретательская деятельность мно- гогранна, это не только решение задач. Нужно найти задачу, решить ее, пре- вратить новую идею в работоспособную конструкцию, внедрить новую машину, прибор или способ. И все-таки важнее всего решить задачу. Можно взять го- товую задачу. Нередко изобретатели решают конкурсные задачи. Разработку новой идеи, превращение ее в дейст- вующую конструкцию, внедрение мо- гут осуществить другие, скажем груп- па специалистов: прочитали описание изобретения, запросили подробности у автора и внедрили новинку в произ- водство. Конечно, лучше всего, если автор участвует в работе на всех эта— пах. Но необх0димо и достаточно, что- бы автор участвовал в решении зада- чи, тут автора заменить нельзя. Реше- ние—основа основ изобретательства. Изобретателем Х1Х века был мас- тер-умелец, он своими руками строил новую машину, переделывал ее на все лады, добиваясь, чтобы она работала. Современный изобретатель, прежде всего, мыслитель, интеллектуал. Разу— меется, прекрасно, если у изобретате- ля умелые руки. Нужно знать произ- водство, уметь вести расчеты, констру- ировать, чертить. И все-таки самое 72 важное — тонкие и точные интеллекту- альные операции. Прежде чем дело дойдет до черчения или изготовления МОДели, должна быть выработана идея решения, а это процесс сложный. Сначала изобретателю прих0дится отвечать на нелегкий вопрос: браться за решение данной задачи или отка- заться от нее, заменив ее другой зада- чей, направленной на достижение той же цели? В сущности, это вопрос о том, есть ли резервы развития у данной тех- ническои системы или резервы исчер— паны и надо создавать систему принци- пиально новую. Давайте посмотрим на конкретных примерах, как возникает такой вопрос и как на него следует ответить. Задача 40. НЕ НАДО ГАДАТЬ! При выплавке чугуна в домнаш об- разуется шлак — смесь расплавленньш окислов магния, кальция и т. д. Шлак, имеющий температуру 1000°, сливают в большие ковши и на железнодорож- ньш платформаш отводят на шлакопе- рерабатьъвающие установки. Расплав шлака—ценное сырье для изготовле-

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

ния строительныш материалов. Но за- твердевший шлап перестает быть таким сырьем: снова расплавлять его невы- годно. Вначале весь шлап в повше жидпий. Однако при транспортировке на его по- вершности образуется и быстро нарас- тает твердая порпа. Приаодится проби- вать ее с помощью специальныа (до- вольно громоздпиш) устройств. Корка, даже с пробитыми в ней отверстиями, удерживает часть жидпого шлапа. В результате на шлапоперерабатываю- щит установпаш сливают из повша толь- по две трети шлапа. Остальное идет на свалку. Причем нужно потратить нема- ло труда, чтобы освободить повш от за— твердевшего шлапа, а потом вывезти этот шлап с территории завода. И вот в научно-исследовательском институте созвали совещание. — Нужно сделать повш с аорошей теплоизоляцией, — предложил один ученый. — Пробовали — не годится,— воз- разил представитель завода.— Т епло- изоляция занимает много места, повш становится шире, а это недопустимо при железнодорожныш перевозпаш. — А прышпаР—не уступал уче- ный.—Почему бы не сделать тепло- изолирующую прышпу? Ведь основная часть тепла уаодит сверау—там, где горячий шлап соприкасается с шолод- ным воздушом. — Пробовали,— вздоанул предста- витель завода.—Н'овш величиной с помнату. Представляете, папая нужна прышпа? Приаодится и устанавливать и снимать ее с помощью прана. Столь- по шлопот... — Решать надо другую задачу,— спазал второй ученый.— Давайте поду- маем о перестройпе всего производства. Чтобы шлап не приаодилось возить далепо. — Не знаю, не знаю,— возразил третий ученый.— Я бы поставил задачу иначе: обеспечить споростную достав- пу шлапа. — Надо смотреть в порень,— спа- зал четвертый.—Задачу можно поста- 73 вить еще шире: выплавлять чугун без образования шлапа. И тут появился изобретатель. — Не надо гадать,— сказал он.— Задачу следует сформулировать таю... Кап, по вашему мнению, должна быть сформулирована задача? В сущности, перед нами—целый ворох задач (так называемая изобре- тательская ситуация), и неизвестно, как выбрать ту единственную задачу, решение которой даст наилучший ре- зультат. Задача 41. РАЗБЕРЕМСЯ В СИТУАЦИИ Для изготовления листового степла распаленную степлянную ленту подают на конвейер. Лента перепатывается с одного металличеспого ролика на дру- гой, постепенно остывая. А потом степ- ло приаодится долго полировать, по- тому что не застывшая еще степлянная лента прогибается, «переползая» с одного ролика на другой,— на стекле образуются неровности. Инженеры, впервые столпнувшиеся с этой пробле- мой, предложили сделать ролипи пап можно тоньше. Чем тоньше ролипи, тем меньше впадины между ними. Зна— чит, степлянная лента получится ров- нее. Но тут вознипло тешничеспое про- тиворечие: чем тоньше ролипи, тем сложнее изготовить из ниш огромный — в десятки метров — понвейер. Если, спажем, толщина ролипа равна толщи- не спичпи, на каждый метр понвейера потребуется 500 роликов, и устанавли- вать ил придется прямо-тапи с ювелир- ной точностью. А если ролип тоньше нитпи? — Ничего страшного,— сказал один молодой инженер.—Есть мастера, по- торые на маповом зернышпе рисуют иелую партину. Давайте проептировать понвейер с очень тонпими ролипами. А сборщики-умельцы найдутся. — Подумайте, во что обойдется та- пой понвейер,— возразили ему.——Нет

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

уж, оставим крупные ролики, попробу- ем усовершенствовать процесс поли— ровки, будем выправлять волнистую поверлность степла. — Надо вообще выкинуть понвей- ер! — предложил еще нто-то.— Хорошо бы заменить его чем-то принципиально новым. И тут появился изобретатель. — Разберемся в ситуации,— сказал он.— Из этил задач следует предпо- честь„. И он объяснил, папой задаче надо отдать предпочтение. А вы как думае- те? С задачами 40 и 41 разобраться сравнительно легко. В задаче 40 дана система «Перевозка шлака», входящая в надсистему «Производство чугуна». К надсистеме у нас нет претензий, ее менять не надо. Система тоже справ- ляется со своей основной работой — перемещает шлак. Все хорошо, за ис- ключением того, что часть шлака при перевозке затвердевает. Нет смысла перестраивать из-за этого всю систему и тем более надсистему. Ведь нелепо отказываться от автомобиля из-за того, что переднее стекло иногда загрязня- ется... В подобных случаях переход от си- туации к задаче осуществляют по очень простому правилу: «Все остается, как было, но исчезает недостаток». Пусть шлак по-прежнему перевозят в обыч- ных открытых ковшах, но твердая кор- ка не должна образовываться. В задаче 41 — иная картина. Систе- ма не справляется со своей основной функцией: конвейер должен, прежде всего, формировать ровную стеклян- ную ленту, а уж потом — это дело вто- рое —отвозить ее от печи. Роликовый конвейер исчерпал возможности своего развития (не вообще, конечно, а в про- изводстве стекла), и его необходимо за- менить новой системой. Разумеется, могут встретиться про- межуточные случаи, когда нет твердой уверенности: то ли сохранять имею- щуюся систему, то ли искать систему 74 принципиально новую. В подобных случаях надо начинать с такой форму- лировки задачи, при которой система сохраняется. Любая точная наука не исключает искусства. Скажем, с помощью ОДНОГО и того же телескопа могут быть полу- чены разные результаты, в зависимости от искусства исследователя. Многое зависит от целей, которые он себе ста— вит. Предположим, поставлена задача заменить обЫчные корабли чем-то принципиально новым. Корабль — сис- тема, работающая на макроуровне: корпус, двигатели, винты — все это «железки», притом весьма и весьма крупные. Рано или поздно эта система должна перейти на микроуровень, хотя сег0дня трудно представить, как имен- но будет выглядеть такой корабль. Что может сказать теория решения изобретательских задач? Во—первых, задача перех0да на микроуровень в принципе вполне решима. Во-вторых, система «Корабль» еще не вступила в третий этап развития, когда жесткая, постоянная форма сменится гибкой, меняющейся. Резервы развития систе- мы далеко не исчерпаны, и, следова- тельно, до перех0да на микроуровень могут пройти многие десятки лет. И всё! На этом теория умолкает. Выбор задачи зависит от человека. Он должен сам решить, что предпочесть: журавля в небе или синицу в руке. Надо только ясно представлять себе: если берешься за создание принципиально новой тех- нической системы, а старая еще не ис- черпала возможностей развития, путь к признанию и внедрению изобретения будет долгим, очень долгим. Задачу, опережающую свое время, нелегко ре- шить. И еще труднее доказать, что но- вая система возможна и даже необхо— дима. В предьтдущей главе я упомянул про вибрационный гироскоп. Так вот, заявка на это изобретение была подана в 1954 г0ду, а авторское свицетельство изобретатель получил только через два- дцать ОДИН год. Два десятка лет потре- бовалось на то, чтобы доказать осуще—

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

ствимость, полезность и новизну изоб- ретения! Представьте себе, что лет двести назад к кораблестроителям приХОДит изобретатель и говорит: «Зачем вы во- зитесь с парусами? Уберите паруса, поставьте паровой насос—есть такая машина в угольных шахтах. Пусть насос крутит колеса напоцобие мель- ничных... Вот будет здорово!» Вряд ли кто-нибудь поверил бы, что это не шут- ка и речь идет о великом изобрете- нии — парох0де. Известный советский изобретатель Александр Григорьевич Пресняков по- дал заявку на необычный корабль— без винтов и гребных колес. П0д дни- щем корабля расположен электромаг- нит в виде трубы. Там же—две ме- таллические пластины, п0дсоединенные к электрической батарее. Морская во- да — провоцник электричества, поэтому между пластинами идет ток. А магнит- ное поле (вспомните физику седьмого класса) прИВОДит в движение пров0д- ник с током. В результате вода отбра- сывается назад, а корабль движется вперед. Заявку на изобретение Пресняков подал в 1955 г0ду... и получил отказ. Эксперты возмутились: что за чушь — выбросить двигатели и заменить их электромагнитным насосом!.. При- шлось изобретателю спорить, доказы- вать, убеждать... Только в 1969 г0ду Пресняков получил авторское свиде- тельство. Четырнадцать лет добивался он признания! А впереди были другие этапы —детальная разработка конст- рукции, эксперименты, внедрение... Кораблей с двигателями Преснякова нет до сих пор. Хотя со временем они обязательно появятся. Перех0д техни- ческих систем на микроуровень—за- кон. Но таким же законом является и последовательность развития: система должна сначала исчерпать возможно- сти развития на макроуровне и только потом может совершиться перех0д на микроуровень. Александр Григорьевич Пресняков не получил авторского вознагражде- 75 ния, изобретение его пока существует лишь на бумаге. Но в историю кораб- лестроения навсегда вписана страница, что первый корабль с магнитогИДро- динамическим двигателем, опередив свое время, изобрел А. Г. Пресняков. Радость творчества, сознание, что ты смог решить задачу будущего,— такова награда изобретателя. Выиграло и об— щество: когда настанет время перево- дить систему «Корабль» на микроуро- вень, Один из путей этого перехода будет ясен. Преждевременные изобре- тения в конечном счете оказываются крупными и практически выг0дными... Есть и другая возможность: систе- ма «Корабль» сег0дня отнюдь не уста- рела, можно направить энергию на ре— шение сравнительно небольших задач по усовершенствованию корабля и от- дельных его частей на макроуровне. Задач тут множество —— решай и внед— ряй. За несколько лет можно получить двадцать, тридцать, пятьдесят автор- ских свидетельств, внедрить большин- ство изобретений, увидеть придуман- ное в натуре, услышать слова благ0дар- ности от людей, которым твое изобрете- ние облегчило труд. И получить автор- ское вознаграждение. Задача 42. ДОЖДЬ НЕ ПОМЕХА В порту грузили корабль. Мощный кран опускал поддоны с мешками в от- крытый проем судового трюма. Шел сильный дождь, и вода попадала в трюм. — Ну и погодка,—— проворчал один из грузчиков.— Промок насквозь... — Ничего не поделаешь,—- ответил другой.—Во время погрузки трюм не закроешь, крышу не поставишь... И тут появился изобретатель. — Нужна особая крыша,— сказал он.-— Чтобы дождь не прошодил, а гру- вы опускались свободно. Вот посмот- рите... Какую крышу предложил изобре- татель?

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

Тысячи кораблей стоят в портах. Десятки тысяч людей работают под солнцем, дождем, снегом. Крыша над трюмами, бесспорно, нужна. И приду- мать ее нетрудно. Подобная задача воз— никла давным—давно: чтобы не было сквозняков в заводском цехе, двери должны быть закрыты. А чтобы свобод— но проезжали автопогрУзчики, двери должны быть открыты. Противоречие устранили очень просто: створки две- рей сделали из плотной резины. По- грузчик свободно проезжает—створки раскрываются, а потом сами закрыва- ются. Проем судового трюма шире за- водских дверей. Но створки крыши можно сделать надувными — они будут стоять над трюмом как двухскатная крыша. Груз свобоцно раздвинет такие створки и опустится вниз. На это изоб- ретение легко вьгдали авторское свиде- тельство — все так очевидно... Нужно решать всякие задачи — не- большие, средние, крупные и крупней- шие. Но недостатки метода проб и оши- бок проявляются тем сильнее, чем крупнее задача. Поэтому огромные ин- ституты работают над усовершенство- ванием уже существующих систем и нет институтов по «придумыванию» систем принципиально новых. С воз— никновением ТРИЗ положение меняет- ся, и надо полагать, что со временем будут организованы изобретательские бюро, специализирующиеся на поис- не и решении задач далекого буду- щего. Самая выигрышная ситуация — когда система исчерпала возможности развития и должна быть уже сегодня заменена другой системой, основанной на иных принципах. Недостатки старой системы всем очевидны, новую идею ждут с нетерпением. Как в задаче 41: невыгодно делать ролики еще более тонкими. Роликовый конвейер явно должен быть заменен чем-то принци- пиально иным.

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

Ю Щит, ё «х, СТРАННЫЕ ЗЕРКАЛА ОПЕРАТОРА РВС Однажды у Ходжи Насреддина по- требовали совершить чудо. Ладно, ска- зал Насреддин, сотворю чудо, но при условии, что все присутствующие не будут думать о белой обезьяне. Насред- дин поцробно описал эту обезьяну и повторил: ни в коем случае не думайте о ней. Конечно, после этого никто не мог отвязаться от мыслей о белой обезь- яне... Изобретательская задача, как лука- вый Насреддин, навязывает нам «бе- лую обезьяну». Мы твердо решили от- казаться от роликового конвейера, но перед мысленным взором вновь и вновь возникает знакомый образ конвейера — роликового, ленточного. Уйти от при- вычного образа очень трудно, ведь не- известно, как должен выглядеть прин— ципиально новый конвейер. Вспоминается любопытная история. Промышленность ежеГОДно выпускает сотни миллионов фаянсовых чашек, блюцец, тарелок. Каждое изделие дважды п0двергают обжигу. После пер- вого обжига изделия сортируют — в за— висимости от того, как прошел обжиг, а потом еще раз обжигают, п0дбирая для каждой группы наиболее п0дх0дя- щий режим. Сортировку ведут по зву- ку. Работница берет тарелку, осторож- 77 но ударяет ее молоточком и по «звон- кости» звука определяет степень об- жига. Операцию эту так и, называют — «перезвонка». Работа нелегкая: всю смену перекладывай тарелки, напря— женно вслушивайся в негромкий «звон». И вот изобретатели решили создать автомат для «перезвонки». Типичный случай, когда старая система устарела и ее необходимо заменить чем—то прин- ципиально иным. Изобретатели это по- нимали, но вот уйти от «белой обезья- ны» им не удалось. Была построена «ру- кастая» машина: она Одной «рукой» брала тарелку и ударяла по ней моло- точком, зажатым в другой «руке». Микрофон ловил звук, электронное устройство анализировало его и пода- вало команду «руке» — куда класть та- релку. Машину установили на фабрике. И тут выяснилось: работает машина медленнее человека. Попробовали уве- личить скорость движения мех'аниче- ских рук — машина стала бить тарел- ки. Пришлось работницам, как и рань- ше, вручную «перезванивать» горы та- релок... На первый взгляд очень просто за- менить руки механическими зажима- ми. Но рука, кисть руки, пальцы—

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

инструменты, не превзойденные по чувствительности и подвижности, по тонкости регулирования и управления, по умению приспосабливаться к раз- личной работе. Действует рука по ко- мандам мозга; в сущности, она часть единой системы «мозг — рука», а сис- тема эта совершенствовалась миллионы лет. В технических музеях стоят «рука- стые» швейные машины, укладчики кирпича, сборщики плодов... Все они оказались неудачными. Чтобы успешно механизировать работу руки и паль- цев, надо идти в обход: изменить принцип действия, найти новый способ работы, который легко поцдается меха- низации. Теория решения изобретательских задач предлагает в помощь воображе- нию очень оригинальный инструмент. Называется он —оператор РВС. Это шесть вопросов, которые должен рас- смотреть изобретатель. Что произойдет, если размеры предмета, о котором идет речь в задаче, начнут уменьшаться? Или, наоборот, будут увеличиваться? Что произойдет, если действие, которое мы рассматриваем, будет ИДТИ все мед- леннее и медленнее или все быстрее и быстрее? Как решать задачу, если введено дополнительное условие: стои- мость новой машины должна быть рав- на нулю? Или наоборот: машина может быть неограниченно дорогой. Как тогда решается задача? Шесть вопросов оператора РВС, как зеркала в «комнате смеха», искажают условия задачи... и заставляют рабо- тать наше воображение, помогают уйти от навязчивого образа старой системы. Представьте себе, что тарелка стала меньше двухкопеечной монеты. А по- том еще меньше — как пылинка. Такую тарелку не зажмешь пальцами, не уда- ришь по ней молоточком. Для тарелки- пылинки нужен невесомый молоточек... А если ускорить действие? Пусть та- релка имеет обычные размеры, но на «перезвонку» дается всего одна секун- да... одна тысячная секунды... Одна миллионная секунды. За такой корот- 78 кий промежуток времени звук просто не дойдет до ушей контролера или до микрофона. Значит, нужно что-то более быстрое, чем звук. Быстрее звука— свет! А что, если «ударить» по тарелке светом (ведь это невесомый молоток!) и поймать отраженный луч, «прислу- шаться» к нему?.. Оператор РВС не предназначен для получения ответа на задачу. Он должен лишь устранить психологическую инерцию, присущую нашему мышле- нию. Странные зеркала оператора РВС — инструменты для первоначаль— ной работы над задачей. Если вам при- ходилось паять, вы знаете, что сначала надо кислотой очистить спаиваемые по- верхности, снять с них налет окислов. Нечто подобное делает с задачей (и с нашим мышлением) оператор РВС. Бывает, после применения оператора РВС задача становится настолько лег- кой, что, собственно, ее и решать не приходится. Взять хотя бы задачу о тарелках. Оператор РВС дал поцсказку: хорошо бы заменить молоточек световым лу- чом. Для проверки тарелок это новый принцип. Но, может быть, другие изде- лия уже проверяют просвечиванием? Может быть, уже прицуманы для этого приборы? Тогда мы возьмем готовый прибор, немного переделаем, приспосо- бим для проверки тарелок — и всё, можно внедрять. Где прих0дится проверять малень- кие керамические детали? Каждый ра- диолюбитель знает резисторы, очень распространенные радиодетали, сде— ланные из керамики. Конечно, резис- торы проверяют. По размерам они на- много меньше тарелок. Резисторы не проверишь «перезвонкой», поэтому их контролируют с помощью света: в за— висимости от степени обжига резисто- ры по-разному пропускают и отражают лучи света. Световой автомат сортирует тысячи резисторов в час. Немного пере- делать автомат— и он избавит работ- ниц от ручной «перезвонки» тарелок. Полистайте бюллетень изобретений, и вы сразу убедитесь, что мы на вер-

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

ном пути: мелкие предметы проверяют не по звуку, а напросвет. Скажем, зер- нышко риса. Его «обжигает» солнце, а контроль этого «обжига» — при опре- делении степени созревания—ведут лучом света; есть такое авторское сви- детельство. Посмотрите, что получается. Приме- няя оператор РВС, мы словно нарочно усложняем задачу, но решение ее 06- легчается! Происходит это потому, что оператор РВС помогает нам избавиться от психологической инерции и взгля- нуть на задачу непредвзято. Задача 43. СЛЕДСТВИЕ ВЕДУТ ЗНАТОКИ — Нужно проверить это ружье,— спазал следователь и положил на стол эксперта ошотничью двушстволпу.— Мне надо выяснить, стреляли из этого ружья неделю назад или не стреляли? Эксперт внимательно осмотрел ружье и покачал головой: —— Не знаю, как: подойти к: задаче. Ружье вычищено, нагара нет... И тут появился изобретатель. — А я знаю,— сказал он.—Обра- тимся к: оператору РВС. Предположим, выстрел произошел день назад... час назад... пять минут назад. По условиям задачи нагара в стволе нет. Но если выстрел произошел минуту назад, ствол будет чуть-чуть теплее, чем обычно. А если стреляли десять секунд назад — еще теплее. Зна- чит, можно даже с закрытыми глазами сказать—стреляли из ружья или нет. Правда, «температурная память» ме— талла очень уж коротка... Хорошо, поищем у металла какую- нибудь другую «память». Какие свой- ства стали меняются при выстреле? Вспомните задач‘у 32— об обогреве пров0дов. При нагревании выше точки Кюри сталь размагничивается. Исчеза- ют магнитные свойства и при ударе. Пороховые газы бьют не только по пу- ле, но и по стволу. Обычно ствол на— 79 магничен (хотя и слабо): на него дей- ствует магнитное поле Земли. Вы- стрел—и ствол мгновенно размагни- чивается. За три-четыре недели намаг- ниченность восстанавливается. Чем больше времени прошло после выстре- ла, тем ближе к «норме» намагничен- ность ружья. Достаточно сравнить на- магниченность двух ружей, чтобы он- ределить, из какого стреляли, скажем, неделю назад. На этот раз оператор РВС помог пройти полдороги к ответу: педсказал идею «температурной памяти», а чтобы перейти к «магнитной памяти», при- шлось вспомнить физику. Так бывает часто. Оператор РВС дает намек, под- сказку, а дальше надо сформулиро- вать ИКР, найти физическое противо- речие, использовать правила веполь- ного анализа и физику. Попробуем теперь применить опе- ратор РВС к задаче 41. Диаметр роли- ков уменьшается... Ролики в десять раз, в сто раз тоньше волоса... Постро- ить конвейер с такими роликами нево- образимо трудно. Но мы ведем мыслен- ный эксперимент, чего же нам бояться? Пусть ролики станут еще более тонки- ми — как молекула. Будем растягивать молекулу... Минимальная толщина —

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

один атом, потом молекула порвется... Стеклянная лента движется по слою шариков-атомов. Отличный был бы конвейер, идеально ровный! Подсказка есть, воспользуемся ею. Под стеклянную ленту надо «насы- пать» шарики-атомы. Это не атомы га- за—те сразу разбегутся, улетучатся. И не атомы твердого тела—они не будут свободно двигаться. Остается одна возможность — использовать ато- мы жидкости. Раскаленная стеклян- ная лента св060дно катится по поверх- ности ›кидкости-—-идеальньй& кон- вейер„. 1{акук»кидкость взять для такого конвейера? Не будем искать наугад. Шерлок Холмс, великолепно понимавший зна- чение организованного, направленного мышления, сказал как-то: «Я никогда не гадаю. Очень дурная привычка: действует гибельно на способность ло— гически мыслить». Учтем это и по- ищем нужную жидкость строго логи- чески. Прежде всего, нам нужна жидкость легкоплавкая. Далее, у жидкости долж- на быть высокая температура кипения, иначе она закипит, и поверхность лен- ты станет волнистой. Удельный вес жидкости должен значительно превы- шать удельный вес стекла (2,5 г/смз), иначе стеклянная лента не будет дер- жаться на ее поверхности. Итак, искомое вещество имеет не выше 2ОО—ЗОО°; не ниже 1500°; не меньше 5—6 г/смз. температуру плавления температуру кипения удельным вес Таким сочетанием свойств обладают только металлы. Если не брать во вни- мание редкие металлы, претендентов совсем мало: висмут, олово, свинец... Висмут дорог, пары свинца ЯДОВИТЫ, остается олово. Итак, вместо конвейе— ра—длинная ванна с расплавленным оловом. Вместо роликов и шариков— атомы. Система перешла на микроуро- вень, появилась возможность дальней- шего развития. И действительно, сразу после этого изобретения потоком по- шли патенты на различные усовершен- 80 ствования. Например, если через олово пропустить ток, то с помощью магни- тов можно перемещать олово, прида- вать его поверхности любую форму— только на эту тему сделано несколько сотен изобретений... А теперь попробуйте самостоятель- но применить оператор РВС. Задача 44. НУЖНА СВЕЖАЯ ИДЕЯ В одном институте разрабатывали проект не совсем обычного нефтепрово- да: по одним и тем же трубам должны были поочередно идти разные жидко- сти. Чтобы жидкости не смешивались, иш надо было разделить специальным устройством: течет первая жидкость, за ней шар, словно поршень, а за ша- ром другая жидкость. — Не надежно,— сказал руководи- тель проекта—Давление в трубопро- воде большое, десятки атмосфер. Жид- кости будут просачиваться, смеши- ваться. — Может быть, взять другие разде- лители? — спросил инженер и показал каталог завода, выпускающего диско- вые разделители. В каталоге была кар- тинка: по трубопроводу движется «пробка» из трет резиновыш дис- ков. — Они часто застревают,— возра— зил руководитель проекта.— А главная беда в том, что через каждые двести километров стоят насосные станции; подойдет разделитель к станции, надо его вытаскивать, через насос он не пройдет. Так что и шары и диски оди— наково плоти. Нужен разделитель, спо- собный прошодить через насосы и га- рантирующий, что жидкости не сме- шаются. И тут появился изобретатель. — Используем оператор РВС,— предложил он.— Нам ведь нужна све— жая идея... И свежая идея появилась. Как вы думаете — какая?

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

Примените первую же из шести операций — мысленное уменьшение размеров трубопровода. Учтите, что идея разделить трубопровод продоль- ной перегородкой не годится. Нужно, чтобы по трубопроводу поочередно шли разные жидкости —и не смешива— ЛИСЬ... ‘‚ . ` ‚ (г_„'^га— \\— '›_<’ч*ъ : ' " Ё . и “вы \ . ` . . Ы } ‚ _ ”тю п нм › ц И Ё Ж 1“ Ё" 4, к ` _%‚у 3

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

ТОЛПА МАЛЕНЬКИХ-МАЛЕНЬКИХ ЧЕЛОВЕЧКОВ... Оператор РВС сильный, но не един- ственный инструмент для преодоления психологической инерции. «Носителя- ми» психологической инерции могут быть слова, в особенности специальные термины. Ведь термины существуют для того, чтобы точнее отражать то, что уже известно. А изобретатель дол— жен выйти за пределы известного и тем самым сломать устоявшиеся представ- ления, «охраняемые» терминами. По- этому задачу—даже самую слож- ную!——надо пересказать «простыми словами». На занятиях по теории решения изобретательских задач был такой слу- чай. Моряк предложил задачу об уве- личении скорости продвижения ледо- кола сквозь лед. Задачу решил у доски инженер, не имевший никакого отно- шения к морю. И на доске появилась такая запись: «Штуковина должна сво- бодно проходить сквозь лед, словно его не существует». Я сидел рядом с моряком и слышал, как он возмущал- ся: «Хулиганство какое-то... Почему ледокол —-это штуковина?!» Но инже- нер поступил совершенно правильно. Ведь слово «ледокол» навязывает опре- деленный путь решения: надо колоть, разрушать лед... А если научиться про- 82 ходить сквозь лед, не ломая'его? По- этому «штуковина» -—термин вполне уместный. Как «икс» в математике. Кстати, «штуковина» и в самом де- ле оказалась непохожей на ледокол. Представьте себе корпус корабля, у ко- торого вырезан средний слой — тот слой, который находится на уровне льда. Или, скажем, десятиэтажный дом, у которого нет седьмого этажа. Корпус крупного ледокола как раз имеет высоту с десятиэтажный дом. Если одного этажа нет, лед (его тол— щина два—три метра) свободно пройдет сквозь отсутствующий этаж. И корабль сможет двигаться, не ломая лед. Идеально было бы никак не соеди- нять верхнюю и нижнюю части корпу- са. Но практическое решение только приближается к ИКР. Приходится не- много отступить от идеала — соединить обе части корпуса двумя прочными, узкими и острыми стойками-лезвиями. Они прорежут узкие щели во льду— это намного легче, чем взламывать лед на всю ширину ледокола... Задача была красиво решена, но мо- ряк, предложивший задачу, остался не- доволен. В ту пору шли эксперименты по разрушению льда гидропушками, было много изобретений на тему «да-

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

вайте сильнее разрушать лед», а тут —— «штуковина», которая проходит сквозь лед, почти не разрушая его. Непривыч- но!.. Шесть лет спустя был опублико- ван патент на полупогруженное судно (вот и возник новый термин!), потом появились другие патенты и авторские свидетельства. На верфях уже заложе- ны первые «сквозьледоходы». Как ви- дите, для правильной оценки идеи изоб- ретения тоже нужны воображение и знание законов развития технических систем... Приемы преодоления психологиче- ской инерции, используемые в ТРИЗ, кажутся чисто психологическими. На самом деле суть этих приемов в том, что они указывают направление, в ко- тором закономерно развиваются техни- ческие системы. Лет тридцать назад американский исследователь Уильям Гордон предло- жил использовать при решении изобре- тательских задач особый прием—эм- патию. Суть этого приема в том, что человек представляет себя машиной, о которой Идет речь в задаче, вживает- ся в образ этой машины и пытается искать решение, так сказать, играя за машину. Это чисто психологический прием, расчет на то, что неожиданный взгляд на задачу позволит увидеть не- что новое. Мы решили проверить идею Гордо- на, поставили эксперименты. Оказа- лось, что эмпатия иногда помогает найти решение, но значительно чаще приводит в тупик. Вообразив себя ма- шиной, изобретатель начинает избегать идей, связанных с ее разрушением, разделением, измельчением, плавлени- ем, замораживанием... Для живого ор- ганизма такие действия неприемлемы, запретны. И человек невольно перено- сит этот запрет на машины. А ведь ма- шины и их части вполне можно разде- лять, измельчать и т. д. Взять хотя бы задачу о, роликовом конвейере. В поисках решения нам пришлось мысленно раздробить роли- ки, измельчить их до атомов. Измель- чение частиц—одна из главных тен— 83 денций в развитии рабочих органов машин. Чем меньше частицы, тем лег- че ими управлять и тем больше откры- вается возможностей перед машиной. Вспомните машины на воздушной по- душке: колеса были «измельчены», за- менены молекулами газа, и машина приобрела способность двигаться по бездорожью, по воде. В ТРИЗ вместо эмпатии использу- ют... маленьких человечков. Прием очень прост: надо представить себе, что объект (машина, прибор и т. д.) —— это скопление множества маленьких—ма- леньких человечков. Отчасти это похо- же на эмпатию: можно взглянуть на задачу «изнутри», глазами одного из маленьких человечков. Но это «эмпа- тия без эмпатии» — нет присущих эм- патии недостатков. Идеи деления, дроб- ления, измельчения легко воспринима- ются: толпу маленьких человечков можно разделить, перестроить... Однажды в порядке эксперимента группу инженеров попросили приме- нить эмпатию к задаче о ледоколе. Ин- женеры охотно предлагали разные идеи о том, как ломать лед, но не вы- сказали ни Одной идеи о том, как ло- мать сам ледокол... Тогда тут же зада— чу дали другой группе и предложили

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

использовать ММЧ — моделирование маленькими человечками. У несколь- ких инженеров сразу появилась одна и та же идея: пусть толпа человечков (то есть корпус корабля) расступится и с двух сторон обойдет препятствие (лед). Группа была новая, и смелую идею никто всерьез не принял. «Это мы предлагаем, так сказать, в порядке бреда»,— извиняющимся тоном сказал один из инженеров... ММЧ требует сильного воображе- ния. Надо представить себе, что объект состоит из коллектива маленьких чело- вечков. Не молекул или атомов, а жи- вых и мыслящих существ. Что они чувствуют? Как действуют? Как долж- ны действовать? Как должен действо- вать коллектив?.. Очень удобная мо- дель для размышления! Если, конечно, есть навыки работы с такой моделью. Задача 45. КАПРИЗНАЯ КА ЧАЛКА Дозатор жидкости сделан в виде ка- чалки (рис. 1). В левой части дозато- ра — емкость для жидкости. Когда ем— кость наполнена, дозатор наклоняется влево, и жидкость выливается. При этом левая часть становится легче, дозатор возвращается в исходное положение. К сожалению, дозатор работает неточ- но: выливается не вся жидкость. Как только часть жидкости выльется, облег- ченная емкость уходит вверх—полу- чается «недолив». Сделать емкость по- больше и смириться с тем, что в ней остается часть жидкости? Но качалка капризна: «недолив» зависит от мно- гиа: причин (вязкость жидкости, тре- ние в опорах дозатора и т. д. ). Нужно устранить «недолив» как-то иначе... Используем метод моделирования маленькими человечками. На каче- лях—девочки (жицкость) и мальчики (противовес в правой части дозатора). Вот принят «груз» (рис. 2), и левая часть качелей пошла вниз (рис. 3). Но как только спрыгнули одна-две де- 84 вочки, левая часть качелей уходит вверх (рис. 4)... Как сделать, чтобы все девочки успевали спокойно сойти с ка- челей? Ответ очевиден: пока девочки будут сходить, мальчики должны по- двинуться к центру качелей (рис. 5), а потом вернуться в исходное положе- ние (рис. 6). Теперь перейдем от модели к реаль- ной конструкции. Грузик в правой рас / части дозатора должен легко переме- щаться «туда-сюда». Ясно, что лучше всего сделать грузик в виде шарика (рис. 7). Задача решена. Мы вышли на ответ, используя метод ММЧ. Но нетрудно за- метить, что при этом выявлено и устра- нено физическое противоречие («Мо- мент силы, действующий на правую часть дозатора, должен быть малым, чтобы вся жидкость сливалась, и мо- мент силы должен быть большим, что- бы емкость доверху наполнялась жид- костью»). Можно отметить и другое: дозатор, не имевший подвижных час- тей, теперь стал «динамичным», то есть техническая система вступила в третий этап развития. Следовательно, все идет как надо, решение найдено хорошее...

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

йбщ ‚див 2 4 дм. 3 Т А Рис. 4 див 5 Рис 85 'П Задача 46. ВОПРЕКИ ФИЗИКЕ?.. Если вращать сосуд с жидкостью, центробежная сила заставит жидкость давить на стенки сосуда. Этим иногда пользуются в технике для обработки изделий давлением. Предположим те- перь, что изделие расположили не у стенок, а в центре сосуда (рис. 8). Как заставить жицкость во вращающемся сосуде—вопреки законам физики!— давить не на стенки, а на изделие?.. Применим метод ММЧ. Физическое противоречие: по условиям задачи «че— ловечки жишюсти» должны давить на изделие (рис. 9), а по законам физики они обязаны давить в противополож- ную сторону (рис. 10). Будем действо- вать по обычной для ТРИЗ логике: совместим несовместимое. Пусть одно- временно происходят два противопо- ложных действия (рис. 11). К сожале- нию, человечки давят только на стен- ки; давления на изделия нет. Значит, давление на стенки надо «перевернуть» (рис. 12). Но как это сделать? Если мы столкнем одну шеренгу человечков с другой, давление просто нейтрализует- ся (рис. 13). Как при соревнованиях по перетягиванию каната, когда силы команд равны... Впрочем, ничто не ме— шает нам поставить в нижнюю шерен- гу более сильных (более массивных) человечков (рис. 14). Вот и ответ! Пусть в сосуде будут две разные жид- кости, например ртуть и масло (рис. 15). При вращении сосуда давле-

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

в ние ртути пересилит давление масла и заставит масло давить на изделие. Красивое решение, казалось бы, совер- шенно нерешимой задачи... Попробуйте теперь самостоятельно применить метод ММЧ для решения задачи 44 ——о разделителе для нефте- провода. Представьте себе разделитель: группа «синих» человечков делит по- ток «красных» человечков на две час- ти. Как должны действовать «синие» при движении по трубопроводу? Какой должна быть группа «синих», чтобы свободно проходить через насосы? И как надо вести себя «синим», когда транспортировка окончена и «синие» вместе с «красными» оказались в од- ном резервуаре?

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

.. ‘‚’ ‚,\_,‚ "./ } САМ ‚ ОЛЕТ ЕСТЬ ‚ ’ ИЕАМОЛЕГА МАШИНА есть "шип "" ` \х`—/щ \ щ э ” ИМАШИНЫ ‚дх‘хж‘ф |[ ДЖЕЁЁЁЪЁГЁ°°""`=`--Ё ........... .. НЕТ 511113; 1 1 ------- “Ш‘ЁМШИЬЕМШШ %%3%5%” а аль. ‚шарили: шиш в е ‚ -( 5. Ч “ПИШИ” и!!!” 51 .‚ э. к; линии и --_." \_‚0 ` _ __‚_ \ `-.' ‚с ‘40' а _ 10! г "`:.‘‚.‚:‘‚о°° Т": ‚— "`:‘. кап—1" Ы ‹Э\_:‚\::-Ё_”ГЁЁИ?“--_-_ ИДЕАЛЬНАЯ МАШИНА — КОГДА МАШИНЫ НЕТ... Массивные. жесткие, неменяющие- — Вообще-то неплохо‚— сказал ди- ся технические системы вытесняются ректор,— но механизации нет. Смотри- системами легкими, «воздушными», те, вот крыша парника: легкая метал- даже «эфемерными», построенными из мелких частиц, молекул, атомов, ионов, электронов, управляемых полями. У идеальной машины вообще не долж- но быть веса, объема... Идеал — когда действие осуществлено, а машины нет. Поэтому определение ИКР, то есть идеального конечного результата,— это прием, основанный на использовании одной из главных закономерностей раз- вития технических систем. И вместе с тем это психологический прием: ориентируясь на ИКР, человек пере- стает думать о старой, привычной фор- ме машины. Переход к ИКР—очень сильный прием, и существует множест- во правил, позволятбщих точно сформу- лировать ИКР. Не будем вдаваться в тонкости. Важно главное: надо требо- вать, чтобы все происходило само со- бой, словно в сказке. Задача 47. КАК В СКАЗКЕ В совхозе обсуждали проект новых парников. 88 лическая рама со стеклом или плен— кой, закрепленная с одной стороны. Если температура внутри выше 20 гра- дусов, надо приподнять раму, а если ниже — опустить. За день температура в парнике может измениться десятки раз. Что же, все время вручную откры- вать и закрывать раму? — Почему вручнуЮР—сказал ме- ханик—Можно поставить приборы— температурное реле. Изменится тем- пература—они включат электромото- ры. К моторам пристроим шестерни, рычаги, тросы, чтобы поднимать и опускать раму. — Не пойдет,—решительно возра- зил бухгалтер.—.У нас сотни парни- ков, и на каждом вы установите маши— ну. Слишком сложно и дорого. — Возникает техническое противо- речие,— подытожил директор.— Выиг- раем в механизации, проиграем в ус- ложнении и удорожании парников... И тут появился изобретатель. — Сформулируем ИКР, — сказал он.— Чтобы было как в сказке. Хоро- шая формулировка ИКР плюс физика девятого класса— и задача решена.

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

Как сформулировать ИКР для этой задачи? Что имел в виду изобретатель, упомянув о физике девятого класса? Разберем эту задачу вместе. Прежде всего, отметим, что перед нами не за- дача, а ситуация, из которой нужно «извлечь» задачу. Система «Парник»— молодая, она еще даже не стала дина- мичной, меняющейся. Поэтому задача здесь такая: сохраним парник, поста- раемся его не перестраивать, но уберем недостаток (крыша неподвижна, расте- ния перегреваются). О механизации парника не может быть и речи. Ведь электромотор и передача от него к крыше—это уже новая система. ИКР должен звучать так: «Крыша сама под- нимается при повышении температуры и сама опускается при ее пониже- НИИ». 1 ‹.. авачкзаазаачпззг-тт-ттдйдд’ : Щ\\»Ё»» &\ жх \\ж\: ЁЗСЁ & ‚ тип... «а ж! щЁУ/" `&%!шипт-Цг1:ъ . ‘‹ч\\Т"*` % & к ним 1 ! ‘дщп' ' д'|! ‚Фа—91.4, - “4 д' ’ о, .чмж$ЁКРЗ;ЁЁЁЁЧ““- жёжшмдщшжчмжж "__` ч..ц_ . `\_`щжжш&\ Э\\;\\\ &\ж ш 95 4 . ‚ . ‚И; к“ «апдддч'. ` “к лет? м. / „б ЧЭЛОВЭК ВОСКЛИКНЭТ: Несведущий «Невероятно!» Но мы с вами знаем, что такие «чудеса» вполне возможны. В задаче 32 — о защите проводов — ферритовые колечки сами становились магнитными и сами же теряли магнит- ные свойства. Почему же нельзя «дого- вориться» с крышей, чтобы она сама поднималась и опускалась? Колечками командовало тепловое поле. Пусть оно командует и крышей. Значит, надо ис- пользовать тепловое расширение. Возь- мем стержень и... Нет, так ничего не получится. Даже при большом увеличе- нии температуры стержень удлинится всего на доли процента. Именно поэто- му мы использовали тепловое расши- рение для микроперемещения. А в этой задаче крышу нужно припоцнять на 20—30 сантиметров. Заглянем в учебник физики для де- вятого класса. В главе 0 тепловом рас- ширении есть рисунок биметалличе- ской пластинки—двух соединенных полосок из меди и железа. Медь при повышении температу ы удлиняется сильнее, чем железо. о в биметалли- ческой пластинке медь и железо соеди- нены, поэтому пластинка при нагреве изгибается, и очень сильно. Крышка парника, сделанная из таких пластин, при повышении температуры сама под- нимется, а при понижении — сама опустится. Задача 48. КОРАБЛИ ХХ! ВЕКА В одном конструкторском бюро группа инженеров разрабатывала про- ект самоходной баржи. Работа скучно- ватая: баржа— как баржа, ничего но- вого. Чуть мощнее двигатель, чуть больше скорость, вот и всё. — Эдс, спроектировать бы корабль ХХ! века‚— сказал однажды самый мо- лодой инженер.—В нем все должно быть принципиально новым. — Даже корпус? — спросил его то- варищ. — И корпус,— ответил инженер.— В первую очередь корпус. Ведь он уже тысячу лет не менялся. Был деревян— ный, потом стальной. Все равно — обычная коробка. — Корпус всегда будет коробкой... И тут появился изобретатель. — Не спорьте! — сказал он.— Надо применить теорию решения изобрета- тельскиаз задач. Сейчас корпус кораб- ля — жесткая коробка обтекаемой фор- 89

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

мы. Техническая система на втором этапе развития. Значит, нужно перейти к подвижному, гибкому корпусу. Мо- жет быть, для этого придется перейти с макроуровня на микроуровень и по- строить корабль из атомов или моле- кул, управляемых: полем... Можно по- ставить и более смелую задачу. Иде- альная машина — когда машины нет, а действие осуществляется. Значит, иде- альный корпус —это когда корпуса нет, а корабль существует, работает. Давайте используем моделирование ма- ленькими человечками и оператор РВС... Итак, представьте себе стенку ко- рабельного корпуса. Толстый стальной лист. А теперь замените его толпой маленьких-маленьких человечков. Как сделать, чтобы человечки не разбе- жались под ударами волн? Как должны действовать человечки, чтобы корабль двигался быстрее? Обычная стенка трется о воду и тормозит движение корабля. Но у вас — стенка из человеч- ков. Только прикажите— и человечки сделают всё, что вам угодно... Поиграйте с человечками (построй- те мысленную модель новой стенки), а потом вернитесь к технике: как тех- нически осуществить то, что делают человечки? Когда отправитесь с этим, возьми- тесь за вторую задачу: каким должен быть корабль с идеальным корпусом? Здесь надо использовать оператор РВС. Допустим, корабль стал размерами с молекулу. Собственно, корабля нет. Есть молекула и груз — отдельные ато- мы. Как молекуле перевозить груз? Представьте себе эту картину и пере- несите найденный принцип на корабль, имеющий обычные размеры. Надо до- биться, чтобы корпуса не было и чтобы он как бы был...

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

ААгоритм таАанта @@@@@@ К. ‘ггё „ д д) о а щ@@@щ э@@@ажф ‘ ' ' ' ' 0 ' ` . . .. . ' . ' ' о - ‚ - ' с ‚ ‘

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

КОСТЮМ ДЛЯ ПОРТОСА Когда впервые осматриваешь незна- комый город, что-то сразу бросается в глаза, а чего-то и не заметишь, прой- дешь стороной. Примерно так получи- лось и с нашей экскурсией по ТРИЗ. Перечитав написанное, я вдруг обнару- жил, что ничего не сказал о многих очень интересных приемах. Вот один из них; чтобы вы лучше ощутили его прелесть, начнем с задачи. Задача 49. ПОЕЗД УЙДЕТ ЧЕРЕЗ ПЯТЬ МИНУТ В открытые железнодорожные ваго- ны грузили сосновые бревна. Контро- леры измеряли диаметр каждого ство- ла, чтобы потом вычислить объем всеа: бревен. Работа у замерщинов шла мед- ленно. — Придется задержать поезд,— сказал старший контролер—Сегодня мы никак не управимся. И тут, конечно, появился изобре- татель. — Есть идея!—воснлиннул он.— Поезд уйдет через пять минут. Возь- мите... И он объяснил, что надо взять и 92 что надо сделать. А что предложите вы? Когда эту задачу напечатала «Пио- нерская правда», правильные ответы прислали только те ребята, которые твердо запомнили: чтобы решить изоб- ретательскую задачу, надо преодолеть противоречие. Вот несколько неудач- ных предложений: пусть замеры ведет бригада в 300— 500 человек; определить на глаз средний диаметр бревна и подсчитать, сколько бревен; сделать срезы всех бревен и без спешки измерить их диаметр, когда поезд уйдет... За выигрыш в точности прихоцится платить проигрышем в стоимости, сложности. И наоборот: если предпоч— тешь простоту (измеришь на глаз), придется поступиться точностью. За этим техническим противоречием спря— тано противоречие физическое: поезд должен уйти — и поезд должен остать- ся. Нужно сделать так, чтобы поезд ушел и в то же время как бы остался... Вот мы и подошли к изобретатель- скому приему: если трудно измерить какой-то предмет, надо получить копию этого предмета и измерить копию. За

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

несколько минут можно сфотографиро- вать бревна с открытой стороны вагона. К бревнам надо приложить линейку — для определения масштаба. И поезд можно отправлять: все измерения будут сделаны по снимкам. Интересно, что первым идею этого приема высказал Александр Дюма, автор «Трех мушкетеров». В романе «Десять лет спустя» есть глава 0 том, как Портос заказывал новый костюм. Портос не соглашался, чтобы к нему прикасались, снимая мерку. Выход на- шел драматург Мольер, оказавшийся в приемной портного. Мольер подвел Портоса к зеркалу и снял мерку с изображения мушкетера... Остроумных приемов много, о них можно рассказывать и рассказывать. Но для первого знакомства с городом достаточно осмотреть несколько типич- ных зданий, пройти по нескольким ти— пичным улицам, а потом взглянуть на общий план. Вы теперь знаете некоторые законы развития технических систем, знаете почти два десятка приемов и, надеюсь, даже знаете, как применять кое-какие физические явления. Конечо, это всего лишь один квартал в городе ТРИЗ. Но —типичный квартал. Так перейдем же к общему плану ТРИЗ и посмот- рим, как всё выглядит в единой сис— теме.

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

к Кубик „]ЦЧЛ "дЕйсТВуЮЩИЕЛИЦА и кислом ДЕЙСТВУЮЩИЕ еЛИЦА ЗАДАЧИ ш МОДЕЛИ 1 КАМЕРА 1 куЁик И КИСЛОТА Кубикёиздвлив) КАМЕР с ТА киёлот: ПОСТРОИМ МОДЕЛЬ ЗАДАЧИ Тридцать лет назад был разработан первый алгоритм решения изобрета- тельских задач (сокращенно — АРИЗ). Слово «алгоритм» означает программу, последовательность действий. На уро- ках математики вы часто встречались с алгоритмами. Например, правила извлечения квадратного корня —это алгоритм, последовательность опреде- ленных операций: нужно записать данное число, разбить цифры на пары, извлечь корень из первой пары цифр (или из ОДНОГО числа), записать этот корень и т. д. Алгоритмы встречаются не только в математике. Вот правило перехода улицы: «Сначала посмотри налево — нет ли машин; иди; дойдя до середины улицы, посмотри направо; иди» — это тоже алгоритм. В первой главе я говорил: нужен мост от задачи к ответу. Таким мостом и служит АРИЗ. В АРИЗ семь частей, каждая часть состоит из ряца шагов, всего их около пятидесяти, причем большинство шагов включает несколь- ко операций. Есть правила, помогаю- щие избежать ошибок при «шагании»; эти правила, наверное, можно сравнить с перилами моста. Есть списки глав- ных приемов и таблицы использования физических эффектов... Сложное соору- 94 жение— вместо простого «а если сде- лать так?». Первая часть АРИЗ—постановка задачи. Кое-что об этом вы уже знаете: мы разбирали вопрос о том, когда надо решать данную задачу (то есть совер- шенствовать техническую систему), а когда необходимо ее заменить (искать нечто принципиально новое). Вхоцит в первую часть АРИЗ и оператор РВС. Но мы еще не говорили об одном очень важном шаге—об использовании так называемых стандартов. Наряду с простыми приемами су- ществуют и комплексные, включаю- щие несколько простых. Простые прие- мы универсальны, их можно использо- вать при решении самых разных задач. Чем сложнее комплексы приемов, тем крепче привязаны они к определен- ному классу задач. Зато сила специали- зированных комплексов очень велика: для задач, принадлежащих к своим классам, комплексные приемы дают оригинальные решения, близкие к ИКР. Такие комплексы (точнее, самые сильные из них) получили название стандартов. С одним из них мы, кстати, позна- комились: если нужно перемещать вещество, сжимать его, растягивать,

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

дробить, словом, если нужно управлять веществом и если это вещество не пор- тится от добавок, задачу решают введе— нием в вещество ферромагнитных час- тиц, управляемых магнитным полем. Первая часть АРИЗ предусматри- вает проверку задачи: нельзя ли ее сразу решить по стандартам? Если за- дача стандартна, нет смысла идти даль- ше по АРИЗ. Проще применить стан- дарты и получить готовый ответ. Стан— дартов разработано более восьмидесяти. Первая часть АРИЗ отсеивает стан- дартные задачи, а нестандартные ме- няет и уточняет. Расплывчатая и ту- манная ситуация превращается в чет- кую и правильно поставленную задачу. Во второй части АРИЗ совершается еще ОДИН переход: от задачи к моцели задачи. В задаче много «действующих лиц» — частей системы. А в модели только два «действующих лица»; конф- ликт между ними и есть техническое противоречие. Очень часто МОдеЛЬ за- дачи включает объект и внешнюю сре- ду, окружающую объект. Вспомните, например, задачу о шлаке. Объект— горячий шлак. Внешняя среда — холод— ный воздух, соприкасающийся с по- верхностью шлака. В ситуации и задаче речь идет о реальных технических системах, а в модели задачи мысленно выделяются две части системы. В воздухе висит расплавленный шлак, а над ним — столп холоцного воздуха. Вот и вся мо- дель! Домны, железнодорожные плат- формы, даже ковши — все это не попа- дает в модель. Остаются только две конфликтующие части, и это уже ог- ромный шаг вперед. Ведь вместе с дру- гими частями мы отбрасываем мно- жество «пустых» вариантов, которые пришлось бы рассмотреть. В АРИЗ есть правила, как строить модель задачи. В модель всегда должно входить изделие. Второй элемент моде- ли — то, что обрабатывает, меняет изде- лие,— инструмент или часть его, непо- средственно воздействующая на из— делие. Правильный выбор конфликтующей 95 пары иногда сразу привоцит к реше- нию. Посмотрим это на простой задаче. Задача 50. ПУД ЗОЛОТА В небольшой лаборатории исследо- вали действие горячей кислоты на сплавы. В камеру с толстыми стальны- ми стенками помещали 15—20 кубиков разных сплавов и заливали кислоту. Затем камеру закрывали и включали электрическую печь. Опыт продолжал- ся одну—две недели, потом кубики до- ставали и исследовали из: поверхность под микроскопом. — Плогси наши дела,—— сказал од- нажды заведующий лабораторией.— Кислота разъедает стенки камеры. — Облииевать бы из: чем—нибудь,— предложил один сотрудник.— Может быть, золотом... — Или платиной,— сказал другой. — Не пойдет,— возразил заведую- щий—Выиграем в устойчивости, про- играем в стоимости. Я уж подсчиты- вал: нужен пуд золота... И тут появился изобретатель. — Зачем тратить золотОР— сказал он.— Посмотрим модель задачи и авто- матически получим другое решение... Как построить модель задачи? Ка- ков ответ на задачу? Давайте разберемся вместе. В зада- че дана техническая система, состоя- щая из трех частей — камеры, кислоты и кубиков. Обычно считают, что это за- дача на предотвращение коррозии сте- нок от действия кислоты. То есть воль- но или невольно рассматривают кон- фликт между камерой и кислотой, ищут средства защиты камеры от кис- лоты. Представляете, что получается? Скромная лаборатория, исследующая сплавы, должна оставить эту работу и заняться решением сложнейшей проб- лемы, над которой без особого успеха работали и работают тысячи исследова- телей: как защитить сталь от коррозии. Допустим даже, что эту проблему в

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

конце концов удастся решить. Но пройдет много времени, а испытания сплавов нужно вести сегодня, завтра... Используем правило построения мо- делей. Изделие — кубик. На кубик дей- ствует кислота. Вот и модель задачи — кубик и кислота. Камера просто не по- падает в модель! Надо рассмотреть только конфликт между кубиками и кислотой. Здесь начинается самое интересное. Кислота разъедает стенки камеры. По- нятно, в чем конфликт между камерой и кислотой. Но у нас в модель задачи входят только кубик и кислота. В чем же конфликт между ними?! В чем те- перь задача? Кислота разъедает стенки кубика? Пусть разъедает! Для этого и провоцятся испытания. Выходит, конф- ликта нет... Чтобы понять суть конфликта меж- ду кубиком и кислотой, надо вспом- нить, что мы не включили в моцель камеру. Кислота должна держаться возле кубика без камеры, но сама по себе кислота не будет этого делать, она растечется... Вот этот конфликт нам и предстоит устранить. Очень трудную задачу (как предотвратить коррозию) мы заменили очень легкой (как не дать разлиться кислоте, нахоцящейся возле кубика). Ответ виден без дальнейшего анали— „- 2// ‘ }/ / 1,’ З ‚ ° ._ / "`.-.. ‚ ;"’ / 31 ‚ ’ 'о‚1.' ’ ‚О: ’. ' д— ‚. р ‚ О ’ О за: надо сделать кубик полым, как ста- кан, а залить кислоту внутрь кубика. Можно прийти к ответу и с по— мощью вепольного анализа. Гравита- ционное поле Пгр (сила тяжести) меня- ет состояние кислоты В, (заставляет ее разливаться) и не меняет состояние кубика В2: Пгр В2 \Вп Нет веполя, не хватает по крайней мере ОДНОЙ стрелки. Тут могут быть ТОЛЬКО Два варианта: Пгр И Пгр мёд В;/ \В1 Первый вариант: кислота передает свой вес кубику, давит на кубик. Для этого кислоту придется залить внутрь кубика. Второй вариант: кубик и кис- лота испытывают одинаковое действие гравитационного поля. Свобоцно падает пролитая кислота, и свободно падает кубик. При этом кислота никуда не уйдет от кубика. Теоретически ответ г0дится, хотя практически — для усло— вий нашей задачи—он слишком сло- жен. Обратите внимание: догадка дала ОДИН ответ, анализ «поймал» оба. Да, Шерлок Холмс не зря отвергал догад- ку... о 0.0 /‘. д о’‚ о. 1 ‘0. О." 2 / ‚.

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

ЗНАКОМЫИ ФОКУС: ВЕЩЕСТВО ЕСТЬ — И ВЕЩЕСТВА НЕТ Третья часть АРИЗ — анализ моде- ли задачи. Сначала определяют, какой элемент конфликтующей пары надо из- менить. Правила тут такие: менять на— до инструмент, а если этого нельзя сделать по условиям задачи, надо ме- нять внешнюю среду. Следующий шаг — формулировка ИКР. Например: «Кислота сама дер- жится у кубика...» Если бы ответ на «кубиковую» задачу не появился рань- ше, тут он стал бы совершенно очевид- ным. Это простая задача, мы ее рас- смотрели только для примера. В труд- ных задачах анализ приходится вести значительно глубже: определить, какая зона вьпделенной части модели не справляется с требованием, указанным в ИКР, а потом сформулировать физи- ческое противоречие. Посмотрите, что получается. Сна- чала мы имеем дело с изобретатель- ской ситуацией—в ней упоминаются несколько технических систем. Перехо- дим к задаче, выбираем одну техни- ческую систему. Строим моцель задачи, оставляя только «кусок» системы — две части. Затем выбираем одну часть и нах0дим в ней ту зону, которую надо изменить. Шаг за шагом сужается об- ласть поиска. Диагноз выявляет боль- 4 И тут появился изобретатель 97 ное место: «Оперировать надо здесь!» Одновременно уточняется и суть «болезни». В ситуации только неопре— деленные жалобы —плохо, неудобно, дорого и т. д. От них мы переходим к техническому противоречию. И нако- нец к противоречию физическому. Как только выявлено физическое про- тиворечие и найдено «больное место», анализ можно считать завершен- ным. Возьмем хотя бы задачу о шлаке. Мы уже знаем, как перейти от ситуа- ции к задаче: «Все осталось без изме- нения, но твердая корка шлака не об- разуется». О моцели этой задачи мы тоже говорили: есть раскаленный шлак, а над ним холодный воздух. Шлак — изделие, значит, менять будем воздух. ИКР: холоцный воздух сам не дает застыть шлаку. Дикая на первый взгляд мысль: холоцный воздух должен защищать шлак от... холоцного воз- духа! Пойдем дальше. Какая зона воздуха не соответствует этому требованию? Очевидно, та, которая непосредственно соприкасается с горячей верхней по- верхностью расплавленного шлака. Те- перь видно физическое противоречие: эта зона (там сейчас слой холодного

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

воздуха).должна быть чем-то заполне- на, чтобы задерживать тепло, и эта зо- на не должна быть ничем заполнена, чтобы можно было свободно заливать и выливать шлак. Итак, над поверхностью шлака должна быть прослойка вещества и не должна быть прослойка вещества. Та- кие задачи мы уже решали. Вы, на- верное, помните правило: в поцобных случаях надо не вв0дить посторонние вещества, а использовать вицоизменен- ные вещества— из тех, что уже есть. У нас два вещества— шлак и воз- дух, поэтому могут быть только три от- вета: 1. Использовать измененный воз— дух. Нагревать тот слой воздуха, кото- рый лежит у поверхности шлака. Это плохое решение: придется ставить го- релки, они будут загрязнять атмо- сферу. 2. Использовать измененный шлак. Покроем поверхность жицкого шлака шариками из легкого твердого шлака. Теплоизоляция получится неплохая, но возникает масса неудобств: надо изго- тавливать шарики, надо их как-то удерживать в ковше, когда сливается шлак. 3. Использовать смесь воздуха и шлака. Смешать воздух и жидкий шлак и получить... пену. Отличный теплоизолятор! Залили шлак в ковш, образовали слой пены, получили пре- красную теплозащитную «крышку». Сливать шлак можно, не обращая вни- мания на эту «крышку»; жицкий шлак свободно пройдет сквозь пену. «Крыш- ка» есть—и «крышки» как бы нет... Задача в принципе решена, нужно только выяснить чисто технический во- прос: как получать пену? Простейший способ—при заливке шлака подавать Одновременно немного воды. Обратите внимание на парадокс: чтобы шлак со- хранил тепло, его поливают... холодной водой. Впервые эту задачу решил по АРИЗ магнитогорский изобретатель Михаил Иванович Шарапов (во второй главе я уже упоминал о нем). Изобретение сразу внедрили на многих металлурги- ческих заводах. Ответ на задачу о шлаке удивитель- но прост. Я не сомневаюсь, что вы по- няли и оценили его красоту. Но вот ход решения, путь к ответу—это, пожа- луй, самое сложное в книге. Советую перечитать эти страницы. Проследите еще раз, как от ситуации мы перешли к задаче, а затем к моцели задачи, как были сформулированы ИКР и физиче- ское противоречие, как мы искали ве— щество, которое есть и которого вроде бы и нет... Это небольшой фрагмент АРИЗ, но если вы поняли, как шаг за шагом идет обработка задачи, значит, вы уловили смысл АРИЗ и книга про- читана не зря.

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

ЕСЛИ ЗАДАЧА НЕ ПОДДАЕТСЯ В 8ОО-м г0ду папа римский должен был короновать Карла Великого. Перед Карлом возникла серьезная проблема. С ОДНОЙ стороны, надо, чтобы папа воз- ложил корону на Карла: в глазах под- данных это означало бы, что Карл стал императором законно, с согласия церк- ви. С другой стороны, нельзя допус- тить, чтобы папа возложил корону. Это означало бы, что власть Карлу дал па- па римский. Захотел — дал, захотел — отобрал„. Задача, как видите, типично изобре- тательская. И Карл Великий нашел правильное решение. Церемония коро- нации проходила, как положено. Но когда папа поднял корону, чтобы на- деть ее на Карла, император перехва- тил корону и сам надел ее на себя. Полпути корона проделала в руках папы, а полпути — в руках Карла. Противоречивые требования были раз- делены в пространстве. И во времени: корона сначала была у папы, потом у Карла. Четвертая часть АРИЗ, предназна— ченная для преодоления противоречия, начинается именно с таких операций: противоречивые требования разделяют- ся в пространстве и во времени. Ана- лиз задачи, даже если он проведен аб- 99 солютно точно, не всегда ведет прямо к ответу. Часто бывает так, что проти- воречие выявлено и сформулировано, а как его устранить—неизвестно. В четвертой части АРИЗ и собраны средства борьбы с противоречиями. Сначала в действие вводятся прос- тые инструменты напоцобие разделе- ния противоречивых требований в про- странстве и во времени. Если противо- речие не поддается, приходится ис- пользовать более сложный инстру- мент—таблицу вепольных преобразо- ваний. К этому моменту уже точно из- вестно, из каких веществ и полей со- ставлена модель задачи. Поэтому не- трудно записать вепольную формулу. А таблица показывает, как надо пере- строить эту формулу, чтобы получить ответ. Если задачу не удалось решить с помощью вепольных формул, четвер- тая часть АРИЗ предлагает еще ОДИН инструмент — таблицу применения фи- зических эффектов и явлений. Предпо- ложим, у нас возникли затруднения с задачей 37: чем заменить микрометри- ческий винт? Ищем в таблице графу «Микроперемещения». Находим в этой графе три физических эффекта: тепло- вое расширение, обратный пьезоэф-

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

фект, магнитострикцию. Затем обра- щаемся к книгам и справочникам за подробными сведениями об этих эф- фектах. Ну а если задача все-таки не под- дается? Тогда в действие вводится послед- ний резерв— список типовых приемов и таблица их применений. Чтобы со- ставить эту таблицу, пришлось проана- лизировать свыше сорока тысяч патен- тов и авторских свидетельств, причем отбирались сильные изобретения. В таблице указано, какие приемы нуж— ны для устранения того или иного тех- нического противоречия. В сущности, таблица отражает опыт нескольких поколений изобретателей: она подска- зывает, как действовали эти изобрета- тели, решая схоцные задачи. В четвертой части АРИЗ собраны очень сильные инструменты. И если задачу не удалось решить, значит, где- то в самом начале допущена ошибка. Надо вернуться к первой части АРИЗ. Если же задача решена... нет, работа все равно не прекращается. Идет тща— тельная — шаг за шагом — проверка найденной Идеи. Это пятая часть АРИЗ. Потом — развитие Идеи, исполь- зование ее для решения других задач (шестая часть АРИЗ). Например, Идею защитной прослойки из пены в задаче о шлаке можно использовать и в зада- че 39. Покроем руду на конвейере сло- ем пены — и пыли не будет. Пену лег- ко нанести, пена не помешает разгруз- ке руды с конвейера... Отличное реше— ние! Седьмая часть АРИЗ —— самоконт- роль. Нужно сравнить реальный х0д решения с тем, который предусмотрен АРИЗ. Были ли отклонения? Поче- му? «Буксовал» ли где-нибудь АРИЗ? Почему? Не нужно ли пополнить список приемов полученным отве- том?„ В школах и на курсах, где обучают применению АРИЗ, каждый учебный г0д накапливаются десятки тысяч записей решения различных задач. По этим записям можно определить, в ка- ких ошибках виноват слушатель, а ка- кие ошибки на «совести» АРИЗ, не указавшего правильный путь к ответу. Ошибки внимательно изучаются, в АРИЗ вносятся поправки, уточнения, дополнения. Я начал со сравнения АРИЗ с городом. Теперь можно ска— зать: АРИЗ—город, в котором все время идет бурное строительство. Со- оружаются новые микрорайоны, пере- страиваются старые, прокладываются новые дороги...

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

"' -п — ‚мини... . и" ‚ .. 1 Ч ›'/° . ДАн-ЁЁ" ‘ | щтт'Дтл . тантпишлп . ‚мылШШ'ШЬ ИМ» ___ЛЩ’/ШН|Ш‘. ть‘ : ‘ШМПШШНШ .. ‚_ .. с. ' ° ° - - а . . ‚ . о а о о о . . . . . ‚ ‚ ‚ . ‚ ‚ . в . - д о о о с о о . . . . _ . ‚ _ _ . ‚ ` . в О ' " КАК СТАТЬ МАСТЕРОМ Часто приходится отвечать на воп- рос: как стать изобретателем? Иногда вопрос формулируют иначе: «Посмот- рите, пожалуйста, мой проект и скажи— те: получится ли из меня изобрета- тель?» Проекты обычно бывают очень слабые, но это ровным счетом ни о чем не говорит. В третьем классе меня од- нажды осенило: а что, если сделать «пустотный» дирижабль? Чем легче газ, которым наполнен дирижабль, тем больше подъемная сила. Отсюда гени— альная идея: если внутри дирижабля будет пустота, подъемная сила полу— чится максимальной. О том, что атмо— сферное давление раздавит такой дири— жабль, я просто не подумал... Как же стать изобретателем? Этот вопрос ничем не отличается от вопроса о том, как стать писате— лем, хирургом, архитектором, летчиком и т. д. Стать профессионалом (в любом ви— де деятельности) в принципе может каждый. Нужно сначала получить среднее образование, а потом учиться еще лет пять-шесть. Для большинства специальностей есть учебные заведе- ния: училища, техникумы, институты. Если специальность новая, приходится учиться самостоятельно. Как человек 101 становился кинооператором, скажем, в 1910 году? Самостоятельно осваивая эту специальность на практике. Как становились специалистами по ракет- ной технике в 1930 году? Опять-таки самостоятельно постигая новую специ- альность—по книгам, на практике, в группах изучения реактивного движе- ния. Многие становились ракетчиками, переходя в ракетостроение из близких отраслей техники: планерист превра- щался в специалиста по ракетным ле- тательным аппаратам, инженер по на— ровым турбинам брался за разработку турбореактивных двигателей и т. д. В конце 50-х годов начала формиро— ваться прогностика— наука о предви- дении будущего. Сегодня это обще— признанная наука, есть множество книг, издаются специальные журналы, проводятся конференции и конгрессы. Откуда же взялись специалисты по прогностике? Пришли в новую науку со стороны, сменив специальность. Раньше они были инженерами, эконо— мистами, историками... Подчеркиваю: специалистом может стать каждый. Нужно учиться, вот и всё. Из тысячи человек, окончивших среднюю школу, наверное, вся тысяча может стать специалистами. Реально

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

этого не происходит, но мы рассматри- ваем вопрос в принципе. Итак, тысяча из тысячи. А потом из тысячи специа- листовчтолько сто становятся Мастера- ми. И опять-таки надо подчеркнуть: в принципе Мастером может стать каждый. Но реально Мастером стано- вится один из десяти специалистов, потому что за мастерство надо платить огромным трудом. Специалист напря— женно учится пять-шесть лет. Ну, де- сять лет. Мастер учится всю жизнь. Специалист работает семь-восемь часов в день. Пусть даже девять-десять. Мас— тер все время занят своим делом. Иногда говорят: «Посмотрите, какой талантли- вый человек. Все ему дается легко...» Это бессмысленный набор слов. Талант на 99 или на все 100 процентов состоит из труда. Ну а дальше? А дальше так: из десяти Мастеров один становится Гроссмейстером. И тут уже не все зависит от самого человека. Прежде всего, у общества должна по- явиться потребность в продукции, ко- торую может дать Гроссмейстер. Кто- то должен заказать Мастеру-архитек- тору уникальное здание, при проекти- ровании и постройке которого Мастер вырастает в Гроссмейстера. Есть и дру- гие внешние факторы. Нужно, напри— мер, чтобы область деятельности, в ко- торой работает Мастер, имела резервы для развития. В Х1Х веке было немало великолепных Мастеров, проектировав- ших и строивших парусные судна. Свидетельством тому могут служить хотя бы знаменитые чайные клиперы. Но Гроссмейстером кораблестроения стал часовщик, художник, изобрета- тель Роберт Фультон, построивший не- казистый пароход. Когда спрашивают: «Как стать изобретателем?» — подразумевают не простого изобретателя, а Мастера или даже Гроссмейстера. Теперь вы знаете ответ на этот вопрос. Нужно сначала стать профессионалом — это в принци- пе доступно всем. А там будет видно... Пока нет учебных заведений для поцготовки изобретателей. Но работают всевозможные курсы, школы, общест- венные институты изобретательского творчества. А начинать надо с книг. Хотя бы с этой книги. Много полезных сведений по теории изобретательства вы найдете в журна- ле «Техника и наука». Особенно инте- ресны часто публикующиеся статьи по применению физических, химических, геометрических эффектов. Особое внимание советую обратить на изобретательскую страничку «Пио- нерской правды». Называется эта стра- ничка «Изобретать? Это так сложно! Это так просто!» Смысл названия вам теперь понятен: трудно изобретать, не зная изобретательских приемов; много легче — если владеешь приемами и тре- нируешься, решая задачи. Основа стра- нички — регулярные конкурсы по твор- ческому мышлению. Участникам кон- курсов разрешается пользоваться по- мощью пионервожатых, учителей, ро- дителей. Победители получают при— зы — книги, ценные подарки. Вот шесть конкурсных задач. По- пробуйте свои силы. Если удастся ре- шить четыре из шести, у вас неплохие шансы на победу в конкурсе. Задача 51. СЕКРЕТ ИЩЕЙКИ Группа сотрудников Белорусского конструкторско-телнологического ин- ститута местной промышленности недав- но получила авторское свидетельство 102

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

М 791389 на игрушечную «собаку- ищейку». Ищейка движется мимо раз— ложенныа: на полу пластмассовыэ: па- лочек и вдруг останавливается у од- ной палочки и начинает «лаять»... Не- трудно понять, как игрушка движется: батарейка, моторчик, колесики. Ясно, как она «лает»: от батарейки работает шумовое устройство. А вот как собака нашодит одну палочку среди ста дру- гиш? Настоящая собака делает это по запашу. Но игрушка работает иначе... Какая невидимая «метка» стоит на «пошищенной» палочке и как собака обнаруживает эту «метку»? Если отве- тить будет трудно, полистайте учебник физики для седьмого класса. Прове- рить ответ можно по бюллетеню изо- бретений М 48, 1980 г., стр. 25. Задача 52. ОПАСНАЯ ПЛАНЕТА В одном фантастическом рассказе описана удивительная планета. Всё на ней, как на Земле: такая же атмосфера, такие же растения и животные. Но на- секомые и птицы летают со свершзвуко- вой скоростью. Не будем уточнять, как им это удается. Суть дела в другом. Вы, наверное, знаете, что столкновение самолетов с птицами иногда приводит к авариям. А тут воздуэ: наполнен жи- выми «пулями» и «снарядами»... Вы- садили двуа: космонавтов — и едва уда- лось из: спасти. Даже бронированный вездешод был быстро разрушен сверл:- звуковыми «мужами»... Представьте себя участником экспедиции к такой планете. Предложите, как обезопасить себя и экипаж. Ответ — в сборнике «Научная фан- тастика», выпуск 22, изд-во «Знание», 1980 г., стр. 230. Задача 53. СОСУЛЬКА В ТРУБЕ Весной внутри водосточныа: труб скапливается снег. Днем он подтаива- ет, а ночью снова замерзает. Постепен- 103 но возникает массивная ледяная проб- ка, длина которой иногда достигает не- сколькиа: метров. Держится пробка за счет сцепления льда со стенками тру- бы. Но вот однажды весеннее солнце прогревает трубу; повершность сосуль- ки, соприкасающаяся с трубой, подтаи- вает, и сосулька со страшным грошотом обрушивается вниз, ломая нижнюю (изогнутую) часть трубы. Острые осколки льда, вылетающие из трубы, опасны для проложил. Надо сделать так, чтобы сосульки, образующиеся внутри водосточньш: труб, стали безопасными— и для лю- дей, и для самиа: труб. Ответ—в «Пионерской правде» за 18 сентября 1984 2. Задача 54. В ГЛАВНОЙ ВОЛИ — КАПЛЯ КРАСКИ Однажды изобретатель В. Т. Трав- кин заметил, что капля зубного элик— сира, попав в воду, образует подвиж- ный «цветок». Чтобы разглядеть этот «цветок» получше, Травкин окрасил эликсир черными чернилами. Так нача- лась история изобретения, названного фокажем (по первым буквам слов «форма, образованная контактом ак- тивныа: жидкостей»). Съемка по мето- ду фокажа проста. В стеклянную ван- ночку наливают тонкий слой жидкости, имеющей, скажем, желтую окраску, а затем вводят синюю каплю. На границе желтого и синего сразу появляется зе- леная каемка. Капля постепенно расте- кается, жидкости смешиваются, меня- ют цвет, возникает причудливая игра красок. Пластинку подсвечивают и снимают... пейзаж фантастической планеты, освещенной синим солн- цем. ‘ Фокаж привлекателен тем, что мож- но использовать самые простые жидко- сти: нитролак, глицерин, жидкое мыло, чернила, клей. Но есть у фокажа и серьезный недостаток: движением кап- ли и игрой красок почти невозможно

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

управлять. Оператор вынужден то и де- ло прерывать съемку и подправлять изображение кисточкой или палочкой. Это, конечно, слишком примитивные средства управления. Практически съемку ведут почти наугад, а потом отбирают отдельные удачные кадры среди множества неинтересныас, не- нужныш. Отсюда и наша задача: надо заставить каплю двигаться по дну ван- ночки так, как нам нужно. Предположим, оператор должен снять методом фокажа полет шаровой молнии. Ванночка заполнена на 2— 3 миллиметра голубоватой жидкостью (это — «небо»). Вводим пипеткой кап- лю оранжевой жидкости. Капля опус- кается на дно ванночки, вокруг капли появляется цветной ореол... прекрасно, у нас теперь есть шаровая молния! Но как заставить ее двигаться? Шаровая молния должна вращаться и при этом еще двигаться по спирали или по дру- гой причудливо закрученной линии. Шаровые молнии иногда дробятся, де- лятся на части. Как разделить на части нашу каплю? Как показать ее взрыв? Видите, задача простая: научиться управлять движением капли. И слож- ная: управлять надо без палочки, без кисточки, не мешая съемке... Если зашотите проверить ответ, за- гляните в «Пионерскую правду» за 9 июля 1.985 2. Задача 55. СПРАВИМСЯ С КАПЛЯМИ! В лаборатории собрали установку для проведения важного опыта. В этой установке, в частности, была верти- кальная труба, внутри которой двига- лись капли жидкого полимера (пада- ли под действием силы тяжести). У ста- новку запустили и... — Выключить! — распорядился за- ведующий лабораторией.— Так дело не пойдет. Нам нужны мелкие капли, а падают крупные. — Капли получаются крупные,— сказал инженер—Ничего тут не по- делаешь. -— Надо измельчать капли в про— цессе падения,— возразил заведую- щий.—Не знаю, правда, как это сде- лать... Поставить решетку? Нет, не го- дится, капли должны свободно па- дать„. И тут появился изобретатель. —- Ничего, справимся с каплями! — сказал он.— Дано одно вещество, доба- вим второе вещество и поле. Очень просто: поле будет действовать на вто- рое вещество, которое на лету измель- чит капли... Если возникнут затруднения, пере- читайте раздел «Построим модель за- дачи». Ответ можно проверить, загля- нув на стр. 170 бюллетеня изобрете— ний М 46 за 1975 г. Там приведена формула изобретения, вы легко разбе- ретесь, что предложили сотрудники Института механики металлополимер- ных систем Белорусской академии на— ук. Напомню полное название бюлле- теня: «Открытия. Изобретения». В тех- нических библиотеках сохраняют бюл- летени за прошлые г0ды‚ нетрудно найти нужный номер журнала. Задача 56. СНОВА А И Б СИДЕЛИ НА ТРУБЕ... Два аппарата А и Б соединены ме- таллической трубой. Обычно в аппара- те А температура больше, чем в Б. Труба разогревается, и тепло по стен- кам трубы идет от А к В (как от горяче- го чая — по чашке — к руке). Но иног— да температура в аппарате Б резко по- вышается. Тепло не должно перешодить от В к А. Как сделать, чтобы стенки трубы передавали тепло только в одном направлении -— от А к В? Ответ вы найдете в «Пионерской правде» за 1 июля 1980 г.

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

УдивитеАьный мир задач

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

Щ; ‘Ц |. ‘ Г‘ЧЁНт‘ч . {И щшпшпнт НУЖНА СМЕКАЛКА Творческие задачи приходится ре- шать во всех сферах человеческой дея- тельности. И всегда в основе этих за- дач — противоречие, которое надо пре- одолеть. Со временем будут созданы теории творческого решения задач в науке, искусстве, административной деятельности и т. д. Первые шаги в этом направлении уже сделаны. Част- ные теории постепенно сольются в 06- щую Теорию Сильного Мышления. Но это произойдет лет через двадцать— двадцать пять. Вырабатывать творче— ское мышление надо пока на изобрета- тельских задачах. Начнем с задач, для решения кото- рых нужна только смекалка, сообрази- тельность. Это задачи «без физики». Они поц силу и третьеклассникам. Если, конечно, хорошенько подумать... Задача 57. ОХОТНИК И СОБАКА Старый олотник, улодя в тайгу, всегда брал с собой собаку. Собака отыскивала зверя, лаяла, и оаотник шел на лай. Но случилась беда: олотник оглоа. Чтобы собака обнаружила зверя, ее надо отпустить, не держать при себе. Но тогда оаотник не услышит ее лая, ему надо видеть собаку, держать ее при себе. Противоречие! И тут появился... Нет, в книге, от- куда взята эта история, изобретатель не появлялся. Старый оаотник голодал и думал, как теперь быть. И в конце концов нашел выаод из положения. Попробуем и мы решить эту задачу. Сначала запишем условия. Собака Вд создавала акустическое поле П (060- значим это стрелкой 1). Поле действо- вало на охотника В2 (стрелка 2). Охотник шел к собаке (стрелка З). 2 П 1 82/ \8' Имелся веполь, все было в поряд- ке... Охотник потерял слух, перестал слышать лай собаки. Поле П есть, но оно не воспринимается охотником. По- кажем это пунктирной стрелкой: ‚‚П 1 В; \В| Веполь разрушен, П не действует на 82, поэтому 82 не перемещается К.В|. „ Как быть? Разумеется, предложение держать 106

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

собаку на привязи не годится. Не по- дойдет и предложение использовать слуховой аппарат. Не было у старого охотника такого аппарата. Решая задачу, не ищите ответ на- угад. Перечитайте раздел о вепольном анализе во второй главе. Задача оста— ется вам для самостоятельного реше- ния. Ответ можно отыскать в книге Г. Федосеева «Злой дух Ямбуя», от- куда взята эта охотничья история. Задача 58. АЛИБИ ЕСТЬ, НО... с В одном из выпусков альманала «Мир приключений» была напечатана повесть П. Багряка «Оборотень». В один и тот же вечер, говорилось в этой повести, были убиты гангстер Морган и ученый Лео Лансаре. В пер- вом убийстве подозревался конкури- рующий с Морганом гангстер Фойт, во втором — профессор Грейчер. Одна- ко каждый из подозреваемые: предста- вил доказательства своего алиби... В конце концов следователь уличил преступников. Но как им удалось со- вершить преступление, солранив али- би? Задача 59. СТРЕЛА РОБИН ГУДА Робин Гуд вскинул боевой лук, и стрела, со свистом рассекая воздул, устремилась к лазутчику, подослан— ному шерифом... — Опять промазал! — воскликнул режиссер.— Метра на два выше. Поду- мать только: ведь мы взяли дублером Робин Гуда мастера спорта, чемпио- на... — Давайте скомбинируем,— пред- ложил кинооператор—Отдельно сни- мем выстрел, отдельно—летящую стрелу. Потом Робин Гуд подойдет метра на три, станет вне кадра, и я сниму попадание. Уж с трел-то метров он наверняка попадет! Смонтируем три куска — и готово. — Ни в коем случае! — возмутился режиссер—Зрители прекрасно знают этот трюк. Надо снимать непрерывно: вот Робин Гуд отпускает тетиву, стре- ла летит и поражает предателя прямо в сердце. И всем видно, что Робин Гуд стрелял издалека. Мне нужна правда жизни. — Тогда снимайте без меня! — сер- дито сказал артист, игравший лазут- чика. Он вытащил дощечку, спрятан- ную в верлнем кармане куртки—Сам Робин Гуд не попал бы в такую цель. Ужас! Мне надо играть, а я думаю о том, что произойдет при малейшем от- клонении стрелы... Подошел дублер, одетый в костюм Робин Гуда, виновато развел руками: —- Даже на олимпиаде так не вол- новался. В последний момент невольно беру вверл, боюсь стрелять в челове- ка... — Завтра уже не будет такой пого- ды,— вздолнул оператор—Снять бы этот эпизод сегодня... И тут появился изобретатель. — Обязательно снимем! —— сказал он.— Небольшая литрость — и стрела попадет точно в то место, где спрятана дощечка. Через полчаса съемка возобнови- лась. Эпизод был снят без всякиш за- труднений. Как вы думаете, изобретатель? что предложил Уточним условия задачи. Комбини- рованные съемки исключены. Робин Гуд стоит вдали от лазутчика, и зри- тель видит, как стрела летит и попа- дает в цель. В куртке артиста, играю- щего роль лазутчика, спрятана дощеч— ка (по размерам она не больше почто- вой открытки), в эту дощечку должна вонзиться стрела. «Мишень» не только мала, она еще и подвижна: лазутчик, увидев, что Робин Гуд обнаружил его, выхоцпт из-за дерева — здесь возмездие и настигает лазутчика... Свой ответ вы сможете проверить, заглянув в «Пионерскую правду» за 12 июня 1984 г. 107

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

Детективные задачи у нас были, за— дачи «про кино» — тоже. Хотите те- перь «театральную» задачу? Задача 60. ФЛАГ ГАСКОНСКИХ ГВАРДЕЙЦЕВ В театре репетировали пьесу Роста- на «С ирано де Бержерак». Художники сделали прекрасные декорации, актеры играли отлично. Но знаменитый режис- сер был недоволен. — Вот гасконцы отражают врага,— сказал он своему помощнику.— Над позицией гасконцев укреплен флаг на высоком древке. Здесь должен быть центр боя. А этого не чувствуется. —— Почему же?— удивился помощ— ник режиссера.— С ирано дерется в са- мой гуще, под флагом. — А флаг висит неподвижно,— вздоанул режиссер.— Как тряпка. Флаг должен полоскаться на ветру, развеваться. — А как это сделать? — развел ру— ками помощник.— Сцена большая, при- дется ставить за кулисами мощный вен- тилятор. Шум будет как на аэродроме... о? ‚и . ‚ш/д/ 1"% Ума не приложу, как заставить флаг развеваться без вентилятора. И тут появился изобретатель. — Конечно, флаг должен гордо ве- ять на ветру,— сказал он.—Есть изо- бретение, на которое выдано авторское свидетельство М 800 332... Может быть, вы сами догадаетесь, в чем идея этого изобретения? Задача 61. «СХОЖУ В МАГАЗИН ИГРУШЕК...» В физическом институте построили установку для опытов. Главной частью ее был огромный постоянный магнит длиной более пятидесяти метров. Сна- ружи магнит выровняли и отполиро- вали—от гладкости его поверхности зависела точность опытов. И вдруг случилась беда. На поверя- ность магнита попало несколько кило- граммов тонкого, как пудра, стального порошка. Физики всполошились: как собрать этот порошок, если магнит дер- жит каждую его крупицу? Сдуть или смыть невозможно. Соскрести? Долго, и к тому же испортишь гладкую по- вераность магнита. Растворить поро- шок кислотой? Но кислота съест и ме- талл. . .

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

И тут появился изобретатель. — Сазожу в магазин игрушек,— сказал он,—и очищу магнит за пол- часа. Есть ненужный веполь: два вещест- ва и магнитное поле. Чтобы разрушить веполь, нужно использовать третье ве- щество. Какое? Решение этой задачи признано изо- бретением, выдано авторское свиде- тельство. Между тем задачу правильно решили даже третьеклассники... Задача 62. ЛАЗУРИТ ДЛЯ «БЕГУЩЕИ ПО ВОЛНАМ» Если вы читали «Бегущую по вол— нам» Александра Грина, то, конечно, помните замечательный памятник на площади в Гель-Гью. Так вот, нашелся молодой скульптор, решивший создать точно такой памятник. «Бегущая» уда- лась ему—легкая, стремительная, та- инственная... Под ее ногами скульптор решил положить ровную плиту из ла- зурита — природного сине-белого кам- ня, удивительно положего по цвету на вспененное море. В мастерскую доста- вили пятьдесят крупныа: камней. Что- бы придать каждому камню форму ку- ба, применили самый быстрый способ: повершность камня выравнивали с по- мощью горелки. Острые языки огня оплавляли камень, срезали неровности, сглаживали повераность. И все-таки работа шла очень медленно. Прилоди- лось то и дело отводить горелку и про- верять повершность: горизонтальна ли она, нет ли у ней наклона, изгиба? Ра- боту часто прекращали еще и потому, что опасались, как бы лазурит не пере— грелся и не треснул... Скульптор волновался: приближал- ся юбилей Грина, а «Бегущая» еще не установлена наь площади... И вот од- нажды дочь скульптора (она училась в.- пятом классе) предложила очень простой способ, позволяющий в десять раз ускорить огненное выравнивание камня. Обработка лазурита пошла быстро — без пауз и перерывов. Инте- ресно, догадаетесь ли вы, что предло- жила девочка? Задача 63. ИДЕАЛЬНОЕ РЕШЕНИЕ Сварка трением — один из самыа: простыл способов соединения металлов. Одну деталь закрепляют неподвижно, а другую быстро вращают. Пока между деталями соараняется зазор, металл не нагревается. Но как только вращаю- щаяся деталь соприкасается с непо- движной, в месте контакта температура резко повышается, трущиеся детали начинают плавиться. Если теперь быст- ро сжать детали, они сварятся. На одном заводе надо было постро- ить трубопровод из десятиметровыа: чу- гунныа труб, соединив их сваркой тре- нием. Но чтобы вращать тяжелую тру- бу, требовалась громоздкая машина. А трубопровод проаодил по цешам. Главный инженер решил посоветовать- ся со своими помощниками. — Способ сварки изменить нель- зя,— заметил он.— Обязательно должна быть сварка трением. Но машина для вращения труб не поместится в целая. А трубопровод должен пройти через три цела... — Остановим первый цех, разберем оборудование, протянем трубопровод,— предложил один инженер.— Потом со- берем оборудование, перейдем во вто- рой цел. — Плохо,— возразил другой инже- нер.— Цеа: будет стоять... Я предлагаю делать трубопровод из короткиа труб, пусть из: длина будет не больше пяти- десяти сантиметров. Машина для вра- щения потребуется небольшая, мы про- тянем трубопровод, не мешая иеау ра- ботать. — Тоже нешорошо,— вздолнул глав- ный инженер.— При короткиа: трубаа: будет много швов, трубопровод получит— ся ненадежный. Да и не имеем права мы менять проект: раз предусмотрены 109

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

десятиметровые трубы —- так и должно быть. И тут появился изобретатель. — Предлагаю идеальное реше- ние,— сказал он.—В чем здесь проти- воречие? Трубу обязательно надо вра- щать, чтобы была сварка трением. И трубу ни при какиа: обстоятельстваас нельзя вращать, чтобы обойтись без вра- щательной установки. Идеальное реше- ние: труба вращается и в то же время не вращается. Для этого надо... А что предложите вы? Задача 64. ПРИБОР НЕ ПОДВЕДЕТ В иеае аимического завода стояла цистерна с очень едкой жидкостью. Однажды мастер пожаловался началь- нику цеаа: — Мне надо знать, сколько жидко- сти поступает из цистерн в реактор. Ставил разные приборы —металличе- ские, стеклянные, но жидкость их разъедает... — Цистерна сделана из металла, который не поддается разрушению,— сказал начальник.—Закажем прибор из такого металла. — Это долго. — А если измерять уровень жидко- сти в цистерне?— спросил начальник. — Не будет нужной точности,— ответил мастер.— Уровень жидкости меняется медленно, попробуй уследи... Да и неудобно: цистерна под самым потолком. И тут появился изобретатель. -— Прибор будет работать вечно,— сказал он.—-Измеряйте не жидкость, а... Попробуйте решить эту задачу.

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

ключи к ЗАДАЧАМ Разберем теперь некоторые задачи, приведенные в предыдущих главах. Это облегчит вам самостоятельное ре- шение других задач. Начнем с задачи 11—об окраске древесины. Решается она так: дерево окрашивают до того, как оно срублено. Раствор краски подают к корням, и краска вместе с соками разносится по всему дереву. В задаче 16—0 самолете, потер- певшем аварию,— есть подсказка: ди- рижабль надо использовать и дири- жабль не надо использовать. Под крыльями самолета, потерпевшего ава- рию, укладывают продолговатые элас- тичные баллоны и наполняют их Нетрудно решить и задачу 13—об обработке тонких листов стекла: на время обработки их складывают вмес- те, в толстую пачку. {алланы С 2 аз ОМ 111

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

сжатым воздухом. Баллоны осторожно прип0днимают самолет. А внизу, под баллонами, установлены тележки; мож- но буксировать самолет. Дирижабля нет, и он как бы есть; самолет поддер- живается баллонами с газом... Задачу 20 — о катамаране — нетруд- но решить, если вы вспомните, что тех- нические системы на третьем этапе развития становятся перестраивающи- мися, динамичными, меняющимися. Изобретатель Е. И. Лапин получил авторское свидетельство М 524 728 на катамаран, корпуса которого соедине- ны подвижными стойками и могут при необходимости сближаться. На та- ком катамаране легче проходить узкие речные шлюзы. Сходное решение и у задачи 24— о земснаряде. Трубопровод должен стать динамичным, п0движным. В хо- рошую погоду он будет держаться на- верху, а в плохую—опустится вниз. Любопытно, что и задача 25 (винт для Карлсона) тоже решается перехо- дом к динамичной, меняющейся кон- струкции. Винт должен быть большим в полете и маленьким, когда Карлсон не летает. Для этого лопасти винта надо сделать из тонких пластинок и свернуть их как игрушку «язык». При вращении винта центробежные силы развернут пластинки, они станут боль- шими. Винт остановится— и пластин- ки свернутся... 112 Интересно отметить, что группа изобретателей получила недавно автор- ское свидетельство на спасательное устройство, в точности скопированное с игрушки «язык». Длинная эластич- ная трубка свернута в рулон. Стоит в такую трубку подать сжатый газ, и она быстро развернется и потянется от корабля к утопающему... Задачи 23 фильма) и 26 (укладка алмазных зе- рен), вообще говоря, очень трудны. Но вы знаете правило: в вещество надо до- (съемка контурного бавить ферромагнитный порошок и управлять перемещением вещества с помощью магнитного поля. Вместо шнура берут трубку и наполняют ее ферромагнитным порошком. Или же просто пропитывают нити клеем и об-

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

сыпают их железными опилками. Нити укладывают на фанерный щит и управ- ляют ими с помощью сильных магни- тов, расположенных позади щита. С алмазами чуть сложнее. На них приходится напылять тонкий слой же- леза. А далее всё так же: действуют магнитным полем, укладывая пирамид- ки вершинами вверх. Эти задачи похожи на задачу 57 — об охотнике. Чтобы поле действовало на вещество, надо добавить какое-то другое вещество, умеющее отзываться на действие поля. К охотнику надо до- бавить еще Одно «вещество», восприим- чивое к звуковому полю... В задаче 27 — об укладке фруктов — надо использовать правило разрушения веполей: между двумя сталкивающи- мися плодами должно находиться третье вещество, похожее на плод. На- пример, мягкий шарик. Бросим в ко- робку десятка два таких шариков, они будут смягчать удары. Коробка уста- новлена на вибрирующем столе, поэто- му легкие шарики всегда находятся в верхнем слое, отважно принимая на себя удары падающих плодов. Тут, правда, возникает вопрос: а как быть с этими шариками, когда ко- робка наполнится? Не перекладывать же их вручную в следующую коробку... Задачи на перемещение объектов вам хорошо известны. В шарик встраивают магнитную пластинку. Над коробкой помещают электромагнит. Когда короб- ка наполнится, включают электромаг- нит, и шарики «выпрыгивают» из ко— робки. Конвейер убирает полную ко- робку и ставит на ее место пустую. Электромагнит выключают, шарики «прыгают» в коробку, можно подавать пл0ды... Задача 38—0 железном порошке, засыпанном в полимер,—как вы, на- верное, заметили, очень похожа на рас- смотренный в третьей главе пример со смазкой. И ответ тот же: нужно ис- пользовать соединение железа, которое распадается в горячем полимере. Сложнее задача 44 — о нефтепрово- де. Жидкости, идущие по трубопрово- 5 И тут появился изобретатель ду встык, отделяют друг от друга проч- ным резиновым шаром — разделителем. Что ж, применим оператор РВС. Начнем мысленно уменьшать размеры шара. Вместо одного большого шара—мно- жество футбольных мячей. Или тен- нисных. Или еще меньше—дробинок, плавающих в жидкости. Выдано даже авторское свидетельство на такую «пробку». Все логично: жесткая «проб- ка» должна смениться «пробкой» ди- намичной, это соответствует общей тен- денции развития технических систем. А если продолжить мысленный эксперимент? Перейдем от дроби к еще более мелким частицам— молекулам. Возникает идея «пробки» из жидкости или газа. Газовая «пробка» не сможет быть разделителем—нефть пройдет сквозь газ. А вот жидкая «пробка» воз- можна. Один нефтепродукт, например керосин, затем водяная «пробка», а за ней другой нефтепродукт, скажем, бен- зин. У жидкой «пробки» огромные преимущества: она никогда не за- стрянет в трубопроводе и свободно пройдет через насосы промежуточных станций. Но и недостаток у этой «проб- ки» существенный. Нефтепродукты, идущие до «пробки» и после нее, будут 113

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

проникать в жидкий разделитель. Го- ловная и хвостовая части «пробки» постепенно смешаются с нефтепродук- тами. Отделить эти нефтепродукты от воды трудно, на конечной станции «пробку» и попавшие на нее нефтепро- дукты придется выбросить. Сформулируем ИКР: жИдкое веще- ство «пробки», прибыв в резсрвуар на конечной станции, должно само отде- литься от нефти. Тут только две воз- можности — жицкость становится твер- дым веществом и выпадает в осадок или превращается в газ и улетучивает- ся. Перех0д в газ заманчивое, твердый осадок надо отфильтровывать, а газ сам исчезнет. Значит, нужно вещество, ко- торое при высоком давлении (в нефте- проводе давление в десятки атмосфер) будет жидким, а при нормальном дав- лении — газообразным. Вспомните старый принцип: подоб- ное растворяется в подобном. Нефть —- вещество органическое, а нам надо, чтобы «пробка» не растворялась в неф- ти. Следовательно, для «пробки» нуж- на неорганическая ЖИДКОСТЬ. Дешевая, безопасная, инертная по отношению к нефтепродуктам... Имея столь подроб- ный перечень примет, нетрудно найти п0дх0дящее вещество по справочнику. Обыкновенный аммиак обладает всеми интересующими нас качествами. «Пробка» из жидкого аммиака надеж- но разделит идущие по трубопроводу жидкости. В дороге «пробка» частично смещается с нефтепр0дуктами, но это не страшно: на конечной станции ам- миак превратится в газ, а нефть оста— нется в резервуаре. После того как мы придумали «пробку» из жидкости, можно смело браться за задачу 48—0 корпусе ко— рабля. По условиям задачи корпус дол- жен стать гибким, подвижным. Что ж, давайте представим себе, что обшивка корпуса сделана из... жидкости. Дикая, конечно, идея, но теперь у нас есть не— который опыт превращения твердого в жидкое... К тому же, оператор РВС и моцелирование маленькими человеч— ками ведут именно к этой идее. 114 ъ Итак, вместо стального листа— «лист» жидкости. Первая забота: как сделать, чтобы жицкость не разлилась? Прицется с двух сторон поставить гиб- кие оболочки, например, из плотной резины. А чтобы ВОда не вылилась, нужно соединить оболочки перегород- ками. Получится стенка, собранная из резиновых грелок. Смешно... Однако некоторые изобретатели считают, что примерно так устроена «шкура» дель- фина. Были построены модели, обтяну- тые подобными оболочками. Выясни- лось, что модели при буксировке испы- тывают пониженное сопротивление во- ды: гибкие оболочки создают меньше вихрей. Но все-таки искусственные гибкие покрытия работали намного ху- же, чем «шкура» живого дельфина. Дельфин может изменять форму по- верхности «шкуры», приспосабливаясь к меняющимся внешним условиям. А искусственные покрытия были без- жизненными, им не хватало поцвиж- ности, они не могли «играть», меняя форму. Возникла новая задача: как управлять формой каждого участка гибкого покрытия? (Обратите внимание: нередко Одна задача порождает другую, образуется цепочка задач. Надо идти вперед, не останавливаясь на полдороге.)

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

Задачу об «оживлении» гибкой обо- лочки вы должны решить легко. Ведь это задача на перемещение; нужно управлять движением ЖИДКОСТИ, нахо— дящейся под гибкой оболочкой. По- строим веполь: добавим в жидкость ферромагнитные частицы и будем управлять ее перемещением с помощью электромагнитов. Авторское свидетель- ство М 457 529 на это изобретение вы- дано не кораблестроителям, а физикам из Института электродинамики украин- ской Академии наук... Остается последний вопрос: могут ‚ е' и ч'дч ЙЁМ/ % ли быть корабли вообще без кор— пуса? Такие корабли уже давно сущест- вуют, и вы их знаете. Это плоты. Кор— пуса у них нет, ведь бревна, из кото— рых они сделаны,— это груз. Но во вре- мя плавания бревна служат и корпу- сом. В английском патенте М 1403191 описан корабль с длинным, как змея, корпусом из металлических ящиков- контейнеров. Крохотная «головка» — буксирующая часть с двигателем — тянет гибкое «туловище», собранное из контейнеров„. ч. О" ‚1' :, а ‚. , 1 д- 3", / ‚Ъ ’ 9 2 ’ И ‚ ‚ .

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

ПРОСТЫЕ ПРАВИЛА Пожалуй, самая главная и самая досадная ошибка начинающих изобре- тателей — стремление добиться резуль- тата, не считаясь ни с какими потеря- ми. Возьмем хотя бы задачу 33 — о баллоне со сжиженным газом. Не- трудно измерить остаток жидкости, если время от времени взвешивать бал- лон. Но ведь это тяжело, дорого (нужны весы), неудобно! Хорошее ре- шение должно выгляцеть иначе: бал- лон сам сигнализирует о том, что сжи- женного газа осталось мало. Посмотрите на рисунок. Дно балло- на сделано скошенным, и на скосе укреплен грузик. Пока жидкости мно- го, вес грузика не мешает баллону стоять вертикально. А когда жидкости останется мало, грузик перевесит, и баллон резко наклонится вправо. ‘ Обратите внимание: результат до- стигнут практически без всякой платы. Даже баллон можно не менять. Доста— точно надеть на нижнюю часть корпуса . деревянную или металлическую под- ставку с грузиком — и обычный баллон станет «говорящим». Французским изобретателям, кото- Д 5 рые впервые додумались до этого, выдан / патент СССР М 456 403. тэта 116

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

Задача 65. КАК ПОМОЧЬ РАБОЧИМ? Наверное, вам пригодилось видеть, как рабочие передвигают тяжелый рельс. Несколько человек поддевают рельс ломами и по команде перевора- чивают. Потом снова поддевают и пере- ворачивают. Работа тяжелая и опасная: если рабочий зазевается, рельс может вырвать лом из рук... Вот и задача: как помочь рабочим? Давайте используем простые прави- ла работы с задачами. Правило первое: приступая к реше- нию, сначала разберитесь, почему воз— никла задача. В самом деле, почему трудно пере- мещать рельс? Из-за большого веса? Но ведь труба такого же веса легко по- катилась бы уже при небольшом уси- 117 лии. Значит. все дело в том, что рельс не умеет катиться. Правило второе: сформулируй про- тиворечие. Рельс должен быть круглым, тогда он будет легко перемещаться. И рельс должен оставаться «рельсообразным», потому что нам нужен именно рельс. а не труба. Здесь уже необходима фан- тазия, ведь мы выдвигаем «невероят- ное» требование: рельс должен оста- ваться рельсом и в то же время легко катиться, как труба. Правило третье: альное (волшебное, сказочное) ние. Тут надо включать фантазию на полную мощность! Идеальное решение выгляцит так: рельс на время переме— щения легко (словно по волшебству!) приобретает способность катиться. Если «рваться» к решению, не счи- таясь с потерями, ответ прост: наденем на рельс два колеса — и все! Но чтобы надеть колеса, придется поцнять рельс, а для этого потребуется специальное подъемное устройство. Еще раз и еще раз: хороши только те решения, кото- рые позволяют получить результат без усложнения системы, без дорогой платы. Инженер В. П. Богаенко получил авторское свидетельство М 742 514 на предельно простое решение: четыре магнитных полукруглых вкладыша (по два с каждой стороны рельса) на вре- мя как бы округляют рельс (см. рис.), позволяя легко его перекатывать. Вкла- дыши можно быстро надеть, быстро снять. А теперь —две задачи на примене- ние правил. представьте иде- реше- Задача 66'. ОХОТНИКИ ЗА БАКТЕРИЯМИ В одной лаборатории проверяли питьевую воду —- много ли в ней бакте- рий. Для этого брали металлическую пластинку, пронизанную множеством тончайших: пор, опускали в воду, выни—

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

мали и прикладывали с одной стороны промокашку. Через поры промокашка отсасывала воду, и на другой стороне пластинки оставались только бактерии: они не пролезали в поры. С помощью микроскопа внимательно осматривали эту сторону пластинки и подсчитывали число бактерий. : п 11111: 1 “в" | ` Щи И? ЩИ ЩИ 1: "1 ‚И? 5 1 ' 1 ‚а „и ”и" 1 1 '‚ шип“ ‚сё—7 ›_ _ Ч 1 Н. н- 1 | | | \. _‚ наши и ;‚ и от „ аз . ' гг›‚;„‚„тт“”м *% __ . мтшт "Пи" . Обычно лаборатория делала 10 ана- лизов в день. С работой справлялась одна опытная лаборантка. Однажды за- дание изменили: каждый день надо было «ловить» бактерии на 500 плас- тинкаш„. — Проверка идет медленно,— ска- зал старший научный сотрудник.— Пластинку придсодится делить на сто строк и потом вести микроскоп вдоль каждой строки. Надо обойтись без микроскопа! — Как же без микроскопа? — уди- вился младший научный сотрудник.— Вот если бы бактерии были размером с гривенник... Все рассмеялись. И тут появился изобретатель. — Будем рассуждать по прави- лам,— сказал он.—Правило первое: сначала разберитесь, почему возникла задача. Ну, тут мы разобрались: бакте- рии малы, приходится искать или с по- мощью микроскопа, а это медленно. Правило второе: сформулируйте про- тиворечие. Пожалуйста! Бактерии дол— жны быть маленькие, невидимые— такие они от природы. И бактерии должны быть больше, чтобы из: видно было невооруженным глазом. Правило третье: представьте идеальное реше- ние. Вот оно: пока бактерия в воде, она мала, а когда попадет на пластинку, увеличивается. — Спасибо,—— сказал заведующий лабораторией.— Теперь мы легко спра- вимся. Решая эту задачу, помните: ника— кие оптические устройства (проекторы, экраны и т. д.) не дают нужного эф- фекта. Требуется нечто более простое... Ответ можно проверить, заглянув в журнал «Изобретатель и рационализа- тор», 1981 г., стр. 30. Задача 67. СМАЗКА С СЕКРЕТОМ На трубопрокатном заводе из рас- каленной стальной заготовки получают трубу длиной десять метров. Только что 118

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

изготовленную трубу — еще горячую! — надо покрыть изнутри слоем смазки (толщина слоя — несколько миллимет— ров). Как это сделать? На первый взгляд задача кажется простой. Можно, например, использо— вать «коляску», которая пройдет внут- ри трубы и нанесет слой смазки. Н со- жалению, это решение далеко от идеа- ла: замедляются темпы изготовления труб, потребуется довольно сложная машина — «коляска». Недавно двенадцать инженеров по- лучили авторское свидетельство на остроумное изобретение, позволяющее быстро и точно наносить смазку на внутреннюю поверхность горячих («свежеизготовленных») труб. Давай- те посостязаемся с этой командой! Подумаем сначала, почему возникла задача. Нет ничего трудного в том, чтобы покрыть слоем смазки ровный лист металла. Но внутренняя поверх- ность трубы (да еще нагретой!) очень неудобна для смазки. Отсюда противо- речие—смазывать надо ровный лист: это намного проще. И смазывать надо трубу: нет у нас ровного листа! Иде- альное решение: мы смазываем что-то плоское (не заготовку и не трубу). А потом это «что-то» передает свою смазку трубе... и исчезает. Правила указали общее направле— ние решения, остальное зависит от ва- шей смекалки. Помните, нужен способ, близкий к идеальному: вся хитрость в том, что смазка наносится на «посто- роннюю» ровную поверхность. Труба еще только изготавливается, а смазка для нее уже нанесена на лист! Оста- ется каким-то образом перевести смаз— ку с листа на внутреннюю поверхность готовой трубы. Сделать это надо так, чтобы «вещество-переносчик», выпол- нив свою функцию, мгновенно исчезло, не доставляя нам никаких лишних хлопот (вспомните задачи 5 и 15). Если захотите проверить ответ, за- гляните в бюллетень изобретений, М 6 за 1981 г. (авторское свидетельство М 804 038).

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

СМЕКАЛКА ПЛЮС (ИНОГДА) НЕМНОЖКО ФИЗИКИ Ну а теперь — задачи для трениров- ки. Напомню еще раз: старайтесь не искать ответы наугад. Используйте правила, приемы. Если возникнут за- труднения с физикой, перечитайте третью главу, полистайте учебники. Задача 68. СОКРОВИЩА ПИРАТА ФЛИНТА Экспедиция долго искала сокрови- ща Флинта. Наконец с помощью под- водной телекамеры удалось обнару- жить сундук с сокровищами. Прочный деревянный сундук лежал на глубине 500 метров, наполовину погруженный в песок. Когда стилли первые востор- ги, члены экспедиции задумались: как поднять сундук? Обычно затонувшие грузы поднимают с помощью понтонов. Понтон — это металлическая цистерна. Ее заполняют водой, опускают вниз и прикрепляют к грузу. А затем сжатым воздуззом вытесняют воду. Понтон всплывает и поднимает груз. — Пиастры, пиастры, — мрачно сказал руководитель экспедиции. —— А вот как поднять эти пиастры? Пон— тон у нас есть, но как его прикрепить к крышке сундука — неизвестно. Водо- лаза на такую глубину не опустйшь. Роботы? Нет у нас никакиз: роботов... Всё, чем мы располагаем‚— это подвод- ная телекамера и понтон.

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

И тут, конечно, появился изобрета- тель. — Сформулируем ИКР, идеальный конечный результат,— сказал он.— Вот понтон опустился на крышку сун- дука. Это мы сделаем без затруднений, у нас есть телекамера. ИКР: крышка сундука и нижняя поверхность понтона сами («без ничего») соединяются друг с другом. «Без ничего» или с помощью воды, ведь ее там сколько угодно... Как соединить понтон и сундук с помощью воды? Ответ можно проверить по журналу «Техника и наука», 1980, М 1, стр. 28. Задача 69. АЙБОЛИТУ НУЖЕН ГРАДУСНИК Обычный градусник изобретен дав- ным-давно. Внутри стеклянной пробир- ки — пластинка с цифрами и черточка- ми, а к пластинке прикреплена тонкая трубочка, по которой поднимается ртуть, расширяясь при нагревании. Как видите, градусник устроен просто, это его достоинство. Но есть и один не- достаток: трудно разглядеть, до какого уровня поднялась ртуть в тонкой тру- бочке. Помните, что делал Айболит в Аф- рике? Десять ночей Айболит Не ест, не пьет и не спит, Десять ночей подряд Он лечит несчастных зверят И ставит и ставит им градусники. Десять ночей разглядывать градус- ники — нелегкая работа. Ох, как приго- дились бы Айболиту градусники, в ко- торых легко разглядеть столбик ртути! Наверное, вы уже подумали о том, чтобы сделать трубочку пошире. К со- жалению, в широкой трубочке ртуть сама, без встряхивания, опускается при понижении температуры, а для градус- ника это недопустимо. Итак, попробуйте придумать новый градусник. Все свойства обычного гра- д—т дусника надо сохранить, но столбик ртути должен стать таким, чтобы его легко было обнаружить. Задача 70. ПОМОГИТЕ ШЕРИФУ Отрывок из детективного романа: «— Теперь вы в руках правосу- дия, — сказал шериф. — Надеялись улизнуть, а? Алмаз «Юпитер»—не- плохая добыча... Но вы пойманы с по- личным. А то, что вы разрезали алмаз на части и огранили, только усугубля- ет вашу вину. — Не спешите, шериф,— пожал плечами один из задержанных.—Про- пал алмаз «Юпитер»? Выражаем иск- роннее сочувствие и все такое прочее. У нас нет этого алмаза, у нас всего лишь пять бриллиантов. Наследство покойной бабушки. — Вот именно,— усмехнулся вто- рой.— Взгляните на это дело с научной точки зрения. Вес разный, форма раз- ная. Цвет совпадает? Мало ли белых алмазов и бриллиантов? Химический со- став? Там углерод и у нас углерод, у всех бриллиантов и алмазов углерод. Пожалуй, придется отпустить нас...» 121

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

Помогите шерифу разоблачить пре- ступников. Если вам захочется проверить ваше предположение, загляните в книгу «Творчество как точная наука» на стр. 132. Задача 71. КОФЕ В НЕВЕСОМОСТИ В одном фантастическом рассказе космонавт решил сварить кофе. Как это сделать в невесомости? Очень прос- то, рассуждает космонавт, возьму жид- кость, намагничу ее, а затем намагничу и джезву (металлическую чашку с длинной ручкой), вот и всё! «Сейчас мы будем пить кофе по-туреики из маг— нитныа чашек»,— говорит космонавт. Как вы думаете, удастся ли вот так сварить кофе? Как бы вы сварили кофе в невесомости? Учтите, сделать это вы должны просто и безопасно. Надо, ко- нечно, помнить и о том, чтобы кофе со- хранил свой вкус... Задача 72. ДОСТРОИТЬ ВЕПОЛЬ На заводе раскопали участок трубо- провода. Потребовалось уточнить: в ка- кую сторону течет жидкость в трубе? Простукивали трубу на все лады, при- слушивались —- ничего не удавалось определить. — Будем резать трубу,—- сказал ин- женер.— Что поделаешь... ; ° С , \ 1 ‘М Мини—и” „и -‚__..-—-—-—-———^————`-—,___.,_-_’ч-—`_—`о-`.—— .—-———_—_——_ м'— ' $ Г/т //////////////////////////////////////ж,//б 7///, И 5 .| \ ‘ЁЭЩ | ! И тут появился изобретатель. — Зачем резать?—удивился он.— Нужно достроить веполь. Есть два ве- щества—труба и жидкость. Остается добавить поле. Задача простая, хотя на ее реше- ние тоже выдано авторское свидетель— ство.

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

Задача 73. ЗОВИТЕ ПОЖАРНЬ1Х!.. По радио передали: ожидаются осенние заморозки. — Беда‚—— сказал директор совхо- за,— как быть с опытным участком? Там ведь растения, которые любят тепло... — Участок большой, — вздохнул главный астроном,— пленкой не за- кроешь, не обогреешь... И тут появился изобретатель. — Сохранить тепло на большом участке? — переспросил он. — Зовите пожарных, у меня есть идея... Как вы думаете, зачем понадоби- лись пожарные? Ответ можно проверить по «Пио- нерской правде» за 15 апреля 1980 г. Задача 74. ОТКЛЮЧАЕТСЯ САМ... На выставке электрический паяльник, щийся при перегреве. — Как он устроен? — спросил один из посетителей. демонстрировался отключаю- — Вероятно, есть датчик, измеряю— щий температуру,— предположил дру- гой посетитель.—При перегреве дат— чик дает сигнал, специальное реле от- ключает паяльник. И тут появился изобретатель. — Нет ни датчика, ни реле,— ска- зал он.—Паяльник отключается сам. Вся хитрость в том, что... Проверить свой ответ вы сможете, заглянув в журнал «Радио», 1978 г., М 1, стр. 58. Задача 75. БУДЕТ СТОИТЬ ДЕШЕВО В учебнике физики для девятого класса нарисованы различные типы электрических конденсаторов. Самый простой конденсатор представляет со- бой две металлические пластинки, разделенные изолятором, например воздухом. Чем меньше воздушный про- межуток, тем больше емкость конден- сатора. На заводе, изготавливающем наглядные пособия для школ, сделали конденсатор, пластинки которого пере— мещались с помощью микрометриче- ского винта. — Плохо,— сказал директор завода, осмотрев прибор—Пластинки деше- вые, но из—за микрометрического винта прибор стоит дорого. — А что делать?— возразил глав- ный инженер—Для опытов нужно очень точно перемещать пластинки. И тут появился изобретатель. — Прибор будет дешевым!—ска- зал он.—Для этого нужно... Что пред- ложил изобретатель? Задача 76. «Я ВИДЕЛ СМЕШНУЮ КАРТИНКУ...» В лаборатории пытались усовер— шенствовать обработку меховых шку- рок. При изготовлении шкурок их не- сколько раз промывают специальными растворами и чистой водой. Очень мно— 123

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

го времени уходит на сушку мокрого меха. Сотрудники лаборатории решили применить фен — вентилятор, дающий поток нагретого воздуха. Собрали уста- новку, попробовали... Ничего не полу- чилось! Поток воздуха высушивал верхнюю часть меха, на его поверхно- сти образовывалась плотная корочка слипшихся волос, а под корочкой оста- валась вода. Меняли скорость пото- ка и температуру воздуха— все равно волосы слипались, сушка шла мед- ленно. И тут появился изобретатель. — В одном журнале я видел смеш- ную картинку,— сказал он.—Парик— махер дал своему клиенту какой-то страшный роман, волосы у клиента поднялись дыбом, парикмахеру удобно их стричь... — Что же вы предлагаете?— уди- вился заведующий лабораторией.— Чи- тать нашим шкуркам романы или по- казывать фильмы ужасов? — Всё значительно проще,— отве- тил изобретатель.—Волосы поднимут- 124 ся дыбом, если использовать физиче— ский закон... Какой закон имел в виду изобре- татель? Задача 77. ВТОРАЯ ПОЛОВИНА СЕКРЕТА Инженеры изучали разные образцы парашютов. В стеклянной трубе устанавливали маленькую модель парашюта, прокачи- вали воду и, меняя режимы потока, наблюдали за поведением модели и образованием вихрей. Работа не лади- лась: трудно было разглядеть или сфо— тографировать бесцветные вихри в бес- цветном потоке. Подкрасить воду? Но черные вихри в черном потоке совсем не будут видны... Кто-то предложил покрыть модель тонким слоем растворимой краски. По- лучилось удачно: в бесцветном потоке хорошо были видны цветные вихри. Однако через десять минут краска полностью растворилась, испытание пришлось прервать. Попробовали на- нести на модель толстый слой краски — ъ \ Фе)“ \\` ‘ \ \\\\ А\\\\\ „\\ А\\\\\\\\‘1:\\\\\ю “ЖЮА\\\\\\\\\\`

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

форма парашюта исказилась, испыта- ния потеряли смысл. — Краску надо подавать изнутри модели,—— сказал один инженер.— Правда, проволочки, из которых сде- ланы стропы модели, совсем тонкие. Ума не приложу, как сделать внутри них каналы для подачи краски. Но ведь есть умельцы, которые на зерныш- ке риса могут изобразить целую кар- тину. Надо найти такого умельца... — Представляешь, сколько време- ни потребуется твоему умельцу?— усмехнулся другой инженер. И тут появился изобретатель. — Давайте пофантазируем,— ска- зал он.—Вот отрезок проволоки. На нем совсем нет краски, форма модели не искажена. Опускаем проволоку в по- ток воды—и на поверхности прово- локи, как по волшебству, появляется тончайший слой краски. Вода смывает этот слой. Но сразу же возникает но- вый. Идеальное решение: один тонкий слой краски смывается потоком и тут же образуется другой. — Но это невозможно! —— возразили инженеры.— Откуда возьмется краска? — Из воды‚— ответил изобрета— тель.—Больше ей неоткуда взяться. Вода, соприкасаясь с проволокой, дол- жна сама превращаться в краску, то есть в какое-то вещество, отличающее— ся от воды. Вот и половина секрета. А вторая половина—как именно это сделать. Попробуйте разгадать вторую поло- вину секрета. Ответ можно проверить, посмотрев журнал «Техника и наука», 1982, М 5, стр. 19. Задача 78. ЛЕПЕСТКИ ВЫПОЛНЯЮТ ПРИКАЗ Когда-то над полями с утра до вече- ра носились пчелы и другие насеко- мые-опылители. Но поля теперь обра- батывают химикатами, это отпугивает насекомых. Возникла мысль использо— вать вместо пчел сильный ветер: пусть ветер переносит пыльцу. В одном ин— ституте разработали для этого воздухо- дувку—мощную, удобную. Привезли на поле, включили. Ветер есть, а пыль- ца не переносится! Лепестки цветков плотно закрылись, спрятав пыльцу от ветра... — Все понятно,—- сказал ученый своему коллеге.-— В процессе долгого развития растения выработали способ- ность закрывать лепестки при сильном ветре. Для них поток воздуха от нашей воздуходувки — просто опасная непого- да. Растения не понимают, что мы по- могаем переносу пыльцы. — Что же нам делатЬР—спросил коллега.— Не выводить же новые виды растений, на это уйдут годы. И тут появился изобретатель. — Используем знакомый вам физи- ческий закон,— сказал он.—Лепестки будут открыты и в самый сильный ве- тер, если... Как вы думаете, что предложил изо- бретатель?

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

_` ‚ .‚ —-` -_.‚/”//—`- ’ / УЧИТЕСЬ ИЗОБРЕТА'ГЬ! История человечества началась с изобретений. Были придуманы первые, каменные орудия труда—и появился на Земле гомо сапиенс, человек разум- ный... Трудно подсчитать, сколько изо- бретений сделано с тех пор. Изобретать пришлось всё, буквально всё, что нас окружает. Мы, например, не знаем, кто и когда изобрел парус, это великолеп- ное изобретение живет тысячи лет. И будет жить: есть проекты космиче- ских кораблей с солнечными паруса- ми, улавливающими давление света. А представляете, что пережил изобре- татель, впервые поцнимая парус?.. На— верное, был солнечный и ветреный день. Порыв ветра наполнил грубо сплетенную циновку—парус, и плот, вздрогнув, оторвался от берега. Заскри- пела, сгибаясь, первая в истории мач- та. Солнечные блики плясали на вол— нах, но человек их не замечал. Бешено стучало сердце: неизвестно, удастся ли снова пристать к берегу, страшно даже оглянуться назад, но всё равно—вот он, потрясающий, сумасшедший, вели- кий миг победы! Ветер впервые пови— нуется человеку, плот мчится вперед, шумно рассекая волны... С изобретениями—их созданием, испытанием, внедрением — всегда свя- заны захватывающие приключения. Для победы над новой технической за- дачей нужны гибкость ума и отвага не меньшие, чем понадобились д’Артанья— ну, чтобы преоцолеть козни кардинала Ришелье... Впрочем, изобретательские задачи порой бывают хитрее и сильнее всех кардиналов. Хотите приключений, современных, умных, приносящих пользу людям,—— изобретайте! В техническом творчестве вас ждут увлекательные приключения — их хва- тит на всю жизнь. Но готовиться к этим приключениям надо с детства, чем раньше, тем лучше, тут—как в спорте. Так что не теряйте времени... Желаю вам успехов!

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

Заметки, не поместившиеся на ПОЛЯХ... ИЗОБРЕТЕНИЕ. ОТКРЫТИЕ Изобретение должно обладать че- тырьмя качествами: быть техническим решением задачи, быть новым, сущест- венно отличаться от уже известного, давать полезный эффект. Например, новый метод дрессиров— ки животных не изобретение: тут нет технического решения задачи. Если вы предложите «коллективный» велосипед с четырьмя или пятью седлами, это тоже не изобретение. Такие велосипе- ды не новость, они были еще в про- шлом веке. Соединим малярную кисть с лопа- той. Вроде бы что-то новое. Но кисть и лопата используются по-прежнему, никаких иных качеств сочетание этих инструментов не приобрело. А если нет новых качеств, новых (и притом су- щественных, значительных) отличий — нет и изобретения. Допустим теперь, что кто-то предло- жил новый «жучок» для электрических счетчиков. Это «новшество» не будет призвано изобретением—оно не дает полезного эффекта. Как видите, прежде чем предложе- ние будет признано изобретением, оно должно пройти четыре суровых экза- мена. Проверяет предложения Всесо- юзный научно-исследовательский ин- ститут государственной патентной эк- спертизы. Ежегодно в Советском Союзе регистрируют свыше ста тысяч изобре- тений. Часто изобретения путают с откры- тием. Изобрести можно только то, чего раньше не было. Например, первый самолет —— это изобретение. Открыть—значит обнаружить то, что уже существовало в природе, но не было известно. Всемирное тяготение нельзя изобрести, его можно было только открыть, оно существовало всег- да. Законы Ньютона, закон Ома, разло- жение воды на водор0д и кислород, клеточное строение растений — всё это открытия. С 1959 года в нашей стране регист- рируют и новые открытия. За это вре— мя их было сделано около трехсот. А теперь попробуйте сами опреде- лить, что из перечисленного ниже было открытием, а что изобретением: 1. Токарный станок. 2. Выплавка стали из чугуна. 3. Инерция тел. 4. Зависимость колебаний маятника от его длины. 5. Маятник часов. ПАТЕНТ. АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО Герой романа Марка Твена «Янки при дворе короля Артура», попав из ХПХ века в средневековье, первым де- лом основывает бюро патентов. Без этого, говорит он, не будет изобре- тений. Для создания изобретения требует- ся определенный труд. Чтобы получить вознаграждение за этот труд, изобрета- тель должен быть уверен, что без раз— решения никто не воспользуется его изобретением. Право как угодно распо- ряжаться изобретением — в этом и за- ключается сущность патента. В капита- листических странах патенты становят- ся средством получения прибыли. В СССР и других социалистических странах изобретатели получают не на- тенты, а авторские свидетельства. По— добно патенту, авторское свидетельство удостоверяет, что предложение призна- но изобретением, и указывает, кто и когда сделал это изобретение. Но ав- торское свидетельство—в отличие от патента — передает право на использо- вание изобретения государству. А го- сударство гарантирует изобретателю вознаграждение. 127

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

ЗАЯВКА. ОПИСАНИЕ И ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Чтобы новое техническое решение задачи было признано изобретением, подают заявку во Всесоюзный научно- исследовательский институт государст- венной патентной экспертизы. Заявка состоит из описания изобретения, чер- тежей и заявления. Иногда в нее вклю- чают также документы об испытании изобретения и отзывы специалистов. В описании изобретения указывают название изобретения и область техни- ки, к которой оно относится. Затем пе- речисляют известные ранее решения и их недостатки. А уж после этого изла- гают цель изобретения и подробно рас- крывают его сущность и преимущест- ва. Заканчивается описание формулой изобретения. Чаще всего это одна фра- за, разделенная на две части словом «отличающийся». То, что стоит до это- го слова, указывает на ранее известное техническое решение, а после этого слова— на цель и сущность изобрете- ния. Например: «Способ уплотнения бетона действием механических колеба- ний, отличающийся тем, что с целью снижения шума используют неслы- шимые инфразвуковые колебания». Уплотнение бетона с помощью колеба- ний было известно давно, об этом ска- зано до слова «отличающийся». Новиз- на изобретения — в применении инфра- звуковых колебаний. Инфразвук —— меньше двадцати колебаний в секунду. Человеческое ухо просто не восприни- мает такие колебания; бетон уплотня- ется, а шума нет. В этом смысл изобре- тения. ПРАВА ИЗОБРЕТАТЕЛЯ В древнегреческом городе Сибарисе существовал закон, охранявший права тех, кто придумал новое (и вкусное!) блюдо: никто, кроме изобретателя, не имел права в течение года готовить и продавать это блюдо... Шли века, и права изобретателей постепенно расширились. Особенно ве— лики они в нашей стране. Советский закон гарантирует изобретателю право на вознаграждение. Изобретатель мо- жет дать изобретению свое имя. Изо— бретатель имеет право принять участие во внедрении изобретения. Наиболее отличившиеся изобретатели получают звание «Заслуженный изобретатель». Почти в каждом павильоне ВДНХ вы увидите портреты изобретателей. Новые машины и новые лекарства, но- вые ткани и новые сорта растений— во все это вложен труд изобретателей.

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

‚5 {к .! В КАРТОТЕКУ ИЗОБРЕТАТЕЛЯ Составляйте картотеку! Жюль Верн не патентовал изобре- тения, он их просто описывал в своих романах. Но чтобы придумывать техни- ческие и научные новшества, Жюль Верн всю жизнь — с юности — следил за новинками науки и техники, делал выписки из книг, журналов, газет. Био- графы утверждают, что в картотеке великого писателя накопилось 20 ты- сяч карточек с выписками по технике, географии, физике, астрономии... Многие современные изобретатели регулярно пополняют свои личные кар- тотеки. Основу таких картотек обычно составляют сведения по изобретатель- скому применению физических, хими- ческих и геометрических эффектов. Описания сильных приемов и всяких изобретательских хитростей. Информа- ция о новых веществах и новых мате- риалах. Словом, все то, что может при- годиться при решении задач. Картотека постепенно пополняется и с какого-то времени начинает помо- гать при поиске новых идей. Иногда старая и, казалось бы, забытая карточ- ка позволяет сразу решить трудную за- дачу. 129 Есть в моей картотеке листок с выпиской из книги, которой исполни- лось ровно сто лет. Называется книга так: Ч У Д Е С А С В Е Т А Наука на пользу и богатство человека. Три тома со множеством рисунков. Составлено Даниловичем и Нустаревским под редакцией А. Славского. Москва Склад издания у книготорговца С. И. Леухина. 1886 год. Вот выписка из этой книги: «5 89. Мгновенное распускание цвет— на поц влиянием электричества. Фокусник берет недавно срезанный бутон какого-нибудь цветка, по пре- имуществу розы или камелии, веточка которого на том месте, где он срезан, залеплена воском, и показывает его предварительно зрителям для того, что- бы доказать им, что в бутоне нет ни- каких приспособлений и вообще ничего искусственного. Затем он снимает воск, втыкает ве-

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

точку на длинную проволоку и встав- ляет ее в свою очередь в стол, говоря, что он делает это для того, чтобы все могли вицеть, что нет подмены. После этого он делает знак своему помощнику, который соединяет бата- рею с проводом, и таким образом ток электричества достигает и проникает в бутон, а пед влиянием этой великой силы, на глазах у зрителей бутон начи- нает полнеть и быстро распускается, превращаясь в роскошный цветок...» Сто лет назад это было почти неве- роятным фокусом, а теперь на уроках физики в седьмом классе проходят: одноименные зарЯДы отталкиваются, разноименные — притягиваются. Фо- кусник заряцил лепестки цветка Одно- именными зарядами—вот и вся хит- рость. Фокус прост, но ведь он решает за— дачи 76 и 78. Волосы меховой шкурки «станут дыбом», если зарядить их одно— именными заряцами (авторское свиде- тельство М 563 437). Лепестки цветка, заряженные одноименно, остаются рас— крытыми даже при сильном ветре (авторское свидетельство М 755 247). Вполне современные изобретения, сде— ланные по старинной подсказке. А сколько таких изобретений можно сделать! Посмотрите статью «Притя- гиваются —— отталкиваются» в журнале «Техника и наука», 1981, М 7. Изобретатель слушает «пульс» Как на ходу определить, есть ли трещина в подшипнике? У «здорового» подшипника одна частота колебаний (ее можно измерить заранее), а у «больного» — другая, ведь трещина де- лит подшипник на две части, меняется гшина и, следовательно, частота коле- баний. За последние годы выдано много авторских свидетельств на подобные изобретения. Раньше, например, при ПОЛИРОВКО МОТЭЛЛИЧЭСКИХ ЛЭН'Г прихо- ДИЛОСЬ ЧИСТО ОС'ГЭНЭВЛИВЭ'ГЬ ПРОЦЕСС, ЧТОбЫ И3М(‘рИ'ГЬ ТОЛПЦИНУ ЛОП'ГЫ. А те— перь ее измеряют, не прерывая работу: ленту, находящуюся в растворе кисло- ты, заставляют колебаться и но часто- те колебаний судят об ее толщине. Врачи измеряют пульс человека— это самый простой способ узнать 0 со- стоянии организма. Частота колеба- ний — нечто вроде пульса: она говорит о состоянии деталей, из которых со- браны машины и механизмы. Измени- лась длина, другой стала масса, иначе давит на деталь внешняя среда —— сразу меняется чш'тота колебаний. Плох тот доктор, который не знает о пульсе. Изобретателю тоже необхо- димо твердо помнить, что у каждой «железки» есть «пульс», очень точно сигнализирующий о ее состоянии. А теперь простая задача. В грунт вбиты сваи. Как проверить, достаточно ли крепко их держит грунт? Шарики, вода и фантазия Во многих странах думали над тем, как уменьшить потери нефти из резер- вуаров. Летом резервуары сильно на- греваются, и много нефти улетучивает- ся. Казалось бы, нетрудно прикрыть маслянистую жидкость плавучей «крышкой». Такой «поплавок» опус— кался бы по мере понижения уровня нефти. Но вот беда: стенки у резервуа— ра неровные, между «крышкой» и стенками остается щель, нефть испа- ряется. Стали прИДумывать «крышки» с гибкими, «притирающимися» края- ми. Получилось сложно и дорого. Тех— ническое противоречие: уменьшая по- тери нефти, усложняешь оборудование. И вот появилось очень простое предло— жение: засыпать в резервуар мелкие шарики—наподобие тех, которыми играют в настольный теннис, только чуть поменьше. Шарики надежно за- кроют поверхность при любой форме стенок резервуара. Не правда ли, остроумное изобретение? Мастерство изобретателя проявляется в том, что сложная задача решается очень прос- тыми средствами. 130

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

А теперь представьте себе 11ех, в ко- тором на металлические изделия нано- сят слой никеля или хрома. Вместо станков — ванны, в них опускают изде- дня. А в ваннах—растворы вредных для человека солей. Как быть? Сделать крышки? Но все время приходится опускать в ванны изделия и извлекать готовую продукцию, крышки помеша- ют работе. Снова противоречие, очень похожее на то, что было в предыдущей задаче. А одинаковые противоречия одинаково устраняются. Наверное, вы уже догадались: нужно покрыть по- верхность ванны слоем шариков. Та- кая «крышка» задержит брызги кисло- ты, но не будет мешать работе. Недавно на Одном заводе понадоби- лось раскроить толстый стальной лист. При кройке лист прИХОДилось двигать, поворачивать. А как это сделать, если лист весит более полутора тонн и име- ет в длину около шести метров? И сно- ва выручили плавающие шарики. Ведь каждый шарик может нести какой-то груз. Шариков можно взять много, да и сами шарики могут быть крупными. Значит, груз они выдержат СОЛИДНЫЙ. Так возникла идея поплавкового кон- вейера. Поражает простота этого кон- вейера. По лотку течет вода, а сверху плывут полые металлические шары, не- сущие груз, вот и всё. Мешок + воздух Как перевезти по железной дороге хрупкие стеклянные приборы? Лет два- дцать назад изобретатели предложили использовать для этого гибкие пласт- массовые мешки: в мешки накачивают воздух, и они плотно и мягко зажима- ют груз. «Мешок+воздух» — механизм очень простой и удобный. Не удиви- тельно, что изобретатели стали приме- нять его при решении различных за- дач, в которых требовалось один пред- мет плотно прижать к другому. Нужно, например, зажать хрупкий предмет при распиловке— используется «воз- душный мешок» (авторское свидетель- ство М 409 875). Потребовалось плотно прижать одну пластину мощного элект- ропереключателя к другой — снова «воздушный мешок» (патент США М 3305652). Надо прижать магнитную ленту к ролику магнитофона—опять «воздушный мешок» (авторское свиде- тельство М 268691). Даже тяжелые гипсовые повязки, накладываемые при переломах, изобретатели предложили заменить «воздушными мешками»... А можно ли усовершенствовать сам «воздушный мешок»? Вы знаете очень сильный прием: в вещество добавляют железный поро- шок и действуют на вещество магни—

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

том или электромагнитом. И вот не— давно появилось новое изобретение (авторское свидетельство М 534 551): внутрь «воздушного мешка» насыпали железный порошок, а снаружи на по- рошок стали действовать электромагни- том. «Воздушный мешок» приобрел но- вое свойство— появилась возможность легко менять силу прижатия мешка к детали. Пока «омагниченный мешок» предложен для прижатия деталей при шлифовании. Но нетрудно предсказать, что постепенно изобретатели «омагни— тят» и многие другие «воздушные мешки». Изобретено природой Какой должна быть машина, пере- двигающаяся под землей? Этот вопрос был задан читателям «Пионерской правды». Вот типичный ответ: «Берем трактор, впереди устанавливаем лопа- ты, разрезающие грунт». Чтобы про- двинуться вперед хотя бы на метр, та- кой машине придется «перелопатить» очень много земли: трактор слишком широк и высок, он не приспособлен для движения в узком пространстве. Машины, предназначенные для работы в одних условиях, нельзя переносить в другие условия. Были проекты под- земоходов с крыльями. А зачем под- земоходу крылья?.. Во всех проектах подземоход отбра— сывал грунт назад. А крот—живая подземная машина—работает иначе, он оставляет за собой пустой туннель, А ' в Н 1 ` ‘ . Ш! “' ' алёт‘ёшШэй \\ мы“ 1! \ п_ . х 132 по которому легко вернуться. Лет два- дцать назад инженер Александр Требе- лев задумал построить подземоход и провел интересные опыты с кротами. В ящик с утрамбованной землей Тре- белев запускал крота и просвечивал ящик рентгеновскими лучами. Оказа- лось, что крот все время вертит голо- вой, вдавливая грунт в стенки туннеля. Несколько лет назад группа советских изобретателей получила авторское сви- детельство на «искусственного крота». В передней части машины расположен режущий конус. Он не только режет грунт, но и, подобно голове крота, рас- качивается, вдавливая частицы земли в стенки туннеля. Как виците, изобретателю надо знать не только технику. Хороший изобретатель должен разбираться и в биологии, знать то, что уже создано природой. Обойти Архимеда Когда Саша Ждан-Пушкин пришел в Бакинский общественный институт изобретательского творчества, прием- ная комиссия, признаться, растерялась. Сможет ли семиклассник заниматься вместе с кандидатами наук, инженера- ми, студентами-старшекурсниками? Два года занимался Саша, осваивал приемы изобретательского творчества, решал задачи, учился ориентироваться в патентной информации. И сам отпра- вил в Институт государственной па- тентной экспертизы заявку на новое решение технической задачи. Вскоре пришел ответ: предложение Саши при— знано изобретением. Представьте себе поплавок в резер- вуаре с водой. Поплавок поддерживает Одну из частей станка. По закону Ар- химеда, поддерживающая сила равна весу воды, вытесненной поплавком. А если надо увеличить поддерживаю- щую силу в 10—12 раз? Сделать попла- вок крупнее нельзя, нет места. Заме- нить воду более тяжелой жицкостью? Это дорого, и поддерживающая сила

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

увеличится всего в три-четыре раза. Нужно как—то обойти закон Архимеда. А вот как?.. Идея изобретения Саши заключает- ся вот в чем: в воду насыпают мельчай- ший порошок железа и действуют на образовавшуюся взвесь магнитным по- лем. Удельный вес воды можно при этом повысить в 10—12 раз. На основе своего изобретения Саша защитил дипломную работу в институ- те изобретательского творчества. Еди- нодушная оценка комиссии: задача ре- шена отлично! А солнце ласкает крылья... Есть изобретения, судьба которых удивительно напоминает рассказанную Андерсеном историю гадкого утенка. Их тоже клюют, толкают, осыпают на— смешками... Первый пароход, переплывший Ат- лантический океан, большую часть пути прошел... под парусами. На паро- ходе не было ни пассажиров, ни гру- за. Все трюмы были забиты углем— и все-таки топлива не хватило. Газеты писали: «Пароходные рейсы через океан—бессмыслица. Корабль возит топливо для самого себя!» Первый пылесос (он был построен в 1901 году) едва умещался в повозке, которую с трудом тянули две дюжие лошади. Это сооружение подъезжало к дому, рабочие разматывали шланг, про- тягивали его в комнату, запускали дви- гатели—и чистка начиналась. Сразу же собиралась толпа: над грохочущей машиной смеялись, в нее кидали кам- нями„. Первые карманные часы были на- столько тяжелыми, что их нельзя было носить в кармане. Владельцы часто на- нимали слуг, которые несли за ними часы. То-то было насмешек... Энергии первого солнечного двига- теля еле—еле хватало, чтобы приводить в действие маленький типографский станок, печатавший газету «Солнце». В пасмурные дни газета не выходила, это служило поводом для бесчисленных карикатур и насмешек... Но разве идея использования солнечной энергии была ошибочной? В наши дни солнечные элементы работают на спутниках и кое- мических кораблях, дают свет маякам. качают насосы в пустынях. Новые машины надо оценивать не по их неказистому внешнему виду, а по силе заложенных в них идей. Прихо- дит день, когда гадкий утенок стано- вится белоснежным лебедем. И, как го- ворил Андерсен, старые лебеди скло- няют перед ним голову, а солнце лас— кает его крылья. Корабль в тигровой шкуре Изобретатель Г. Н. Сутягин пред- ложил обтягивать корабли искусствен- ным мехом—это должно уменьшить 133

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

трение корабля о воду и воздух. Пред- ставьте себе порт с такими кораблями. Подтянутые лайнеры в искусственных гепардовых мехах, скоростные катера в синтетических тигровых и барсовых шкурах, тяжелые танкеры, обтянутые медвежьим мехом, стройные яхты в горностаевых шубках... А пока есть смысл подумать о применении этой идеи в моделизме и спортивной тех- нике. Океан должен быть чистым Во время плавания на «Ра-1» и «Ра-2» Тур Хейердал был поражен тем, как сильно загрязнен Атлантиче- ский океан. Порой нефтяные пятна простирались от горизонта до горизон- та. В океаны и моря попадает около одного процента перевозимой нефти — это миллионы тонн... Изобретатели усиленно ищут способы борьбы с этим видом загрязнения. Нефтяные пятна пытаются сжигать, собирают огромны- ми пластмассовыми «губками». Один из наиболее интересных способов за- ключается в том, что нефтяные пятна посыпают магнитным порошком. Полу- чается смесь, обладающая магнитными свойствами. С помощью электромагни— та такую смесь можно собрать с по- верхности и поднять в баки судна- нефтеловушки. Но размеры танкеров увеличивают- ся. Недавно потерпел аварию танкер вместимостью в полмиллиона тонн. К счастью, это был порожний рейс. А если бы разлилось полмиллиона тонн нефти? Как собрать гигантское нефтя- ное озеро? Пока нет хорошего решения этой задачи. Изобретатели продолжают поиски. Сказка — ложь, да в ней намек... На первый взгляд истории, расска- занные капитаном Врунгелем, совер- шенно невероятны. Но если вдуматься в них, то окажется, что почти все они с0держат зерна интересных изобрета- тельских идей. Как и выдумки барона Мюнхгаузена. Немало изобретатель— ских идей и в книгах о Гулливере, Алисе, Маленьком Принце. Писатели придумывают необычные, порой безвы- ходные положения, а потом заставля— ют своих героев как-то «выкручивать- ся». И получается, что смешные книги не только смешат, но и учат мыслить, подсказывают, как справиться с неожи- данными задачами. Помните, что произошло с Врунге— лем в Канаде? Нужно было на нартах перебраться на Аляску, и экипаж «Бе— ды» приобрел оленя и собаку. И вдруг выяснилось, что олень— вовсе не олень, а... корова. Собака тоже оказа- лась не собакой, а волчонком. Врун- гель, однако, нашел остроумный выход из положения: волчонка запрягли по— зади коровы, и она, испугавшись, по- мчалась с огромной скоростью... При— мерно то же произошло и с бароном Мюнхгаузеном, когда его преследовал лев, а впереди поджицал крокодил. Мюнхгаузен ухитрился совместить,

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

сложить два уничтоЗкились... «минуса», и они взаимно В теории изобрета— тельства этот прием звучит так: вред- ный фактор надо сложить с другим вредным фактором, чтобы сумма была равна нулю. такой Врачи долго искали способ выведения родимых пятен. Пытались всевозмож- Можно привести пример. ными средствами убрать красный цвет, ничего не получалось. А потом нашли решение «по Врунгелю и Мюнх- гаузену»: под кожу стали вводить зе- леную краску. Сама по себе краска дала бы яркое зеленое пятно. Но при сложении с красным пигментом р0ди- мого пятна «зеленое» и «красное» взаимно нейтрализуются, становятся незаметными... Один за двоих Хорошего изобретателя можно узнать «по почерку» — по характер— ным особенностям того, что и как он придумывает. Есть такой «почерк» и у капитана Врунгеля. Большинство вы- думок Врунгеля основано на том, что какой-то предмет начинает играть не- обычную для него роль. Спасательный круг с «Беды» становится хомутом, медные буквы «Б-е-д-а» превращаются в подковы, огнетушитель используется для борьбы с удавом, и даже белки за- меняют двигатель... Заставить один предмет выполнять двойную работу—сильный изобрета- тельский прием, применяется он очень широко. Когда проектировали косми- ческую станцию «Венера-12», в самый последний момент понадобилось раз- местить в спускаемом аппарате еще один прибор, весом в шесть килограм— мов. Конструкторы и слышать об этом не хотели: о каких шести килограм- мах может идти речь, если учтен и рас- пределен кажцый грамм и повышать вес аппарата нельзя?! И все-таки вы- ход нашли— прямо по «рецепту» ка- питана Врунгеля... Если судно идет без груза, приходится для устойчивости загружать балласт — песок, воду. Врун- гель вместо песка взял землю. Она служила балластом и одновременно 135

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

почвой, на которой росла мачта-паль- ма... На спускаемом аппарате станции «Венера-12» тоже предполагалось уста- новить «балласт»—так называемый центровочный груз, заставляющий ша- рообразный аппарат спускаться в строго определенном положении. Вместо центровочного груза поставили еще один прибор— он работал и как груз, и как прибор... «Кладем голову на забор...» Помните, как Алиса встретила в За- зеркалье чудаковатого Рыцаря? «— В этот миг я как раз изобрел новый способ перелезания через забор. Рассказать? — Пожалуйста, — сказала вежливо. -— Вот как я до этого додумался,— продолжал Рыцарь.— Понимаешь, я рассуждал так. основная трудность в ногах — как поцнять их наверх. Голова и так наверху' Значит, так: сначала кладем голову на забор— голова, зна- чит, уже наверху. Потом становимся на голову—тогда и ноги тоже наверху, Алиса 136 правца? И перемахиваем через забор! Ну, что ты скажешь?» Алиса не очень поверила Рыцарю — у него было много неудачных идей. Но странный способ перелезания через забор и в самом деле оказался интерес- ным изобретением. Советские изобре- татели Г. Катыс и И.. Мельниченко построили вездеход, который действует точно так, как рассказывал Рыцарь. Вездеход представляет собой две те— лежки, соединенные рамой. Одна те- лежка лежит на другой. Подойдя к препятствию, вездеход кладет на него верхнюю тележку: как справедливо за- метил Рыцарь, это сделать нетрудно — ведь тележка и так наверху! По раме, соединяющей тележки, груз переходит с нижней тележки на верхнюю. Теперь остается поднять нижнюю тележку, по- ложить ее на верхнюю—и вездеход может двигаться дальше... Нужна ли изобретателю фантастика? Однажды вместе с ответами на изо- бретательскую задачу в «Пионерской правде» пришло письмо, в котором го- ворилось: «У нас в классе прошел дис— пут: стоит ли читать фантастику? Мно— гие считают, что не имеет смысла, по- тому что «это нереально», как они го- ворят». Что ж, мнение довольно рас- пространенное... и ошибочное. Фантас- тика стремится увидеть будущее, а раз- ве оно нереально? Фантасты описывали самолеты, подводные лодки, телевизо- ры, когда ничего подобного еще не бы- ло. Но ведь сегодня это стало действи- тельностью! Фантасты пишут о полетах за пределы Солнечной системы, 0 робо- тах, о перестройке человеческого орга- низма. Лет через 20 это тоже станет реальным. Фантастика — прожектор, освещающий будущее. А тем, кто сего- дня учится в школе, предстоит жить в этом будущем. Есть, конечно, и совершенно нере- альные фантастические идеи. Но и они полезны, потому что развивают вообра- жение, учат мыслить. В пушечном сна- ряде нельзя полететь на Луну, однако

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

Константин Эдуардович Циолковский писал, что первый толчок его работам дал роман Жюля Верна «Из пушки на Луну». Чтобы делать реальные изобре- тения и реальные открытия, нужна фантазия. Качеством величайшей цен- ности называл фантазию Владимир Ильич Ленин. Сила разума Фантазия —это поцвижность мыс- ли, ее, так сказать, «прыгучесть». Со- временному изобретателю необходимо читать научную фантастику -— это уменьшает психологическую инерцию, увеличивает силу воображения. Фанта- зию надо развивать, используя такие приемы, как оператор РВС, ММЧ, ИКР. Мы живем в эпоху научно-техни- ческой революции. Главное в этой ре- волюции не то, что появляются новые машины. Они появлялись и раньше. Главное в том, что меняется способ «придумывания» новых машин. На смену неорганизованному мышлению приходит строгая организация мышле- ния при решении творческих задач. Каждое движение мысли должно быть точным и выверенным, как движения летчика, ведущего самолет. Когда-то, на заре истории, человек укротил огонь. Теперь он учится управлять силой еще более мощной — силой разума, проникающего в неиз- веданное.

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

попвовуитн СДЕЛАТЬ следующий ШАГ (Вместо послесловия) В книге, которую вы только что прочли, даны лишь отдельные элементы теории и методики решения изобретательских задач. Но это самые главные ее элементы. Правильное использование их поможет вам сделать хотя бы самые первые шаги в новой для вас области деятельности — в изобретательстве. Если вы увидите, что такая работа вас интересует, и у вас появится желание перейти к изучению всей методики, попробуйте сделать следующий шаг. На этом этапе вы можете воспользоваться такими книгами: 1. Г. Альтшуллер и А. Селюц- кий «Крылья для Икара» (Петрозаводск, «Карелия», 1980). 2. Г. Иванов «...И начинайте изобретать!» (Иркутск, Восточно-Сибирское книгоиздательство, 1987). 3. Б. Л. Злотин и А. В. Зусман «Месяц под звездами фантазии» (Ниши- нен, «Лумина», 1988). Материал этих книг вполне доступен школьникам. Пополнив запас своих знаний, вы сможете сделать следующий шаг, исполь- зовав на этот раз в качестве основного руководства книги Г. Альтшуллера «Творчество как точная наука» (Москва, «Советское радио», 1979) и «Найти идею» (Новосибирск, «Наука», 1986). Эти книги адресованы специалистам, работающим в области техники (инженерам и научным работникам). Однако, как показала практика, ими могут воспользоваться и старшеклассники, получив- шие начальную подготовку в этой области. Во всех этих книгах речь Идет о методе, условно названном АРИЗ (алгоритм решения изобретательских задач), и о лежащей в его основе теории решения изобретательских задач (ТРИЗ). Автор АРИЗ и ТРИЗ — Генрих Саулович Альтшуллер. Г. Альтов — его лите- ратурный псевдоним, которым он обычно ПОДписывает свои научно—фантасти- ческие произведения. Под этим же псевдонимом он уже много лет ведет в газете «Пионерская правда» рубрику «Изобретать? Это так сложно! Это так просто!», которая сначала называлась «И тут появился изобретатель». 138

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

Поскольку материал этой рубрики послужил основой при подготовке данной книги, было использовано и одно из ее названий. Пришлось сохранить и псевдо- ним Г. С. Альтшуллера, хотя в книге, как вы сами могли убедиться, речь Идет не о фантастических, а о вполне реальных вещах — о подготовке к решению совре— менных технических задач на изобретательском уровне. Изучение теории и методики решения технических задач уже введено в про— грамму института повышения квалификации руководящих работников и специа- листов многих отраслевых министерств. В новом курсе «Основы технического творчества», введенном в технических вузах Украины, им отведено одно из центральных мест. Аналогичные занятия ведутся и во многих общественных школах и институтах. Чем же все это вызвано? Почему появилась потребность в разработке спе- циальных метоцов решения технических задач на изобретательском уровне? По- чему нельзя было ограничиться использованием старых методов, с помощью которых сделано столько полезных изобретений? Основная причина — изменение характера самих задач. Ведь наука и техника непрерывно изменяются. В ходе их изменения появляются совершенно новые проблемы, в том числе «комплексные», в которых решаемые задачи оказываются в определенной зависимости друг от друга, образуют систему. Усиление степени взаимосвязи и взаимозависимости задач, вхоцящих в боль- шую систему, коренным образом изменяет требования, предъявляемые к про- цессу поиска их решений. Задержка решения отдельных, изолированных. задач хотя и нежелательна, но все же допустима. Иное дело, когда решаемая задача входит в качестве составной части в определенную систему. В этом случае за- держка с решением хотя бы одной задачи может нарушить работу всей системы. Причем с каждым годом эти нарушения приобретают все более острую форму. (Для того чтобы ясно было, о чем в данном случае идет речь, вспомните экологические проблемы, с которыми человечество столкнулось из-за слишком одностороннего подхода к развитию производства.) В таких условиях уже нельзя жцать, когда случай, интуиция, вдохновение помогут изобретателю решить поставленную перед ним задачу. Необходим систе— матический поиск, обеспечивающий своевременное получение оптимального ре— шения. Но и этого недостаточно. Найденное решение должно соответствовать не только той системе, в которой данная задача поставлена, но и основным зако- номерностям развития техники. Иначе оно очень быстро устареет. Для новых задач необходимы новые методы, соответствующие их специфике. В противном случае эффективность работы резко снижается: увеличивается ко- личество исполнителей, возрастают материальные затраты, срываются плановые сроки, снижается качество продукции. Иначе говоря, проблема перевода произ- водства на интенсивный путь развития и проблема разработки методов поиска решения технических задач оказались в тесной взаимосвязи. Этим же объясняется и потребность обучения специалистов новым методам. Вот только начинать такое обучение надо не тогда, когда человек уже стал спе- циалистом и от него уже требуется определенный уровеНь решения поставлен- ных перед ним задач, а заранее. Подготовка изобретателя, так же как и поцго- товка спортсмена, музыканта, художника,— длительный процесс. Поэтому и на- чинать ее необхоцимо как можно раньше. К сожалению, в средней школе изучение теории и методики технического творчества пока еще не введено, хотя оно могло бы существенно помочь и в овла— дении многими учебными дисциплинами, и в подготовке к будущей профессио- нальной деятельности. Однако кое-что в этом направлении можно сделать и само- стоятельно, использовав те книги, о которых уже шла речь. Было бы только же- 139

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

лание и умение работать. Потребуется при проведении таких занятий и соблю- дение определенных условий. Одно из основных условий — систематическое изучение материала, изложен- ного в книге. Книгу по методике нельзя просто читать. С ней надо работать, постоянно возвращаясь к прочитанному. Не сможет обеспечить решение постав- леннои задачи и заучивание отдельных положении. Кое—какие полезные знания вы, безусловно, приобретете даже при такой организации работы. Однако она не сможет обеспечить необх0димый уровень овладения методикой, если чтение книги не будет сопровождаться выполнением приведенных в ней заданий. При этом очень важно учитывать специфику этих заданий. Учебные задачи, с которыми вы познакомились, читая книгу Г. Альтова «И тут появился изобретатель», подготовлены на основе реальных технических решений, официально признанных изобретениями. При проведении занятий по методике технического творчества использованное изобретение выступает обычно в роли своеобразного «контрольного ответа», с которым сравниваются все полученные решения. Однако у технических задач есть одна очень важная особенность — многова- риантность решений. Это значит, что у каждой из них может быть несколько разных решений, причем не всегда можно определить, какое из них наиболее удачно. Многое зависит от того, в каких условиях данное решение будет исполь- зовано. Каждый из вас согласится, что лоцка — вещь полезная, но только в том слу- чае, если есть вода, по которой на ней можно плыть. То же самое можно сказать и про любой другой вид транспорта. Особенно наглядно необходимость учета условий эксплуатации изготавливаемого изделия проявилась, когда человек вы- шел в космос. Даже обычный молоток пришлось изменять. При выборе варианта решения приходится считаться не только с физическими условиями. Учет экономических факторов не менее важен. Поэтому очень часто предпочтение отдается предложению, внедрение которого допускает максималь- ное использование уже имеющегося оборудования. Из-за этой «специфики» технических задач вы, по существу, лишаетесь при- вычной возможности ориентироваться на готовый ответ, который, как правило, помещается в конце задачника. У одной и той же задачи может оказаться не- сколько «правильных» ответов, причем «контрольный» совсем не обязательно будет лучшим среди них. Поэтому, приступая к решению технических задач, не забывайте, что даже при использовании определенного алгоритма поиска решения результаты вашей работы могут оказаться достаточно разнообразными. Однако на первом этапе изучения методики лучше все-таки ориентироваться на контрольный ответ, поскольку в противном случае перед вами появится проблема оценки вариантов решения, справиться с которой вы едва ли сумеете. Правильная оценка полученного решения, как правило, по силам только до- статочно крупным специалистам, хорошо представляющим ту систему, в кото- рую оно должно войти в качестве составной части. Не случайно исследователи нередко проходили мимо крупных открытий, так и не поняв, что именно ими было получено, а изобретатели подавали заявку на какой-нибудь частный случай использования своего изобретения. Так получилось, в частности, у изобретателя железобетона, получившего патент на цементные бочки с железной арматурой, которые ему были необходимы для выращивания пальм. Еще сложнее оценить новую Идею с учетом возможных перспектив разра- батываемой системы. При этом особенно трудно своевременно увицеть возмож— ные последствия использования найденного решения. 140

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

Вот поэтому на первом этапе изучения методики технического творчества и приходится использовать в качестве контрольного ответа решение, официально признанное изобретением, прошедшее специальную экспертизу. Оно может служить своеобразным эталоном, с которым удобно сравнивать полученное ре- шение. Вполне возможно, что сначала такое сравнение будет не в вашу пользу. Но пусть вас это не смущает. В дальнейшем у вас будут появляться и более интересные идеи. На первом этапе обучения гораздо важнее разобраться в при- чинах, помешавших вам выйти на контрольный ответ или хотя бы максимально приблизиться к нему. Очень важно проанализировать и те ошибки, которые были вами допущены при использовании методики. В процессе решения учебных задач у вас может появиться желание по- быстрее найти ответ, опираясь на догадку и на использование какого-нибудь аналогичного решения. Постарайтесь найти в себе силы преодолеть это иску- шение. Догадка, нередко выступающая под названием «интуиция», безусловно, полезна. Однако она может подвести в самый неподходящий момент. Поэтому целесообразнее с самого начала ориентироваться на ведение систематического, целенаправленного поиска с опорой на те элементы мет0дики, с которыми вы успели познакомиться. Это условие необходимо соблюдать даже в том случае, если задача кажется вам достаточно простой. Простота бывает обманчива. Кроме того, когда вы встре- титесь с более сложной задачей, будет уже поздно начинать изучение методики. Поэтому не спешите получать готовый ответ. Ведь речь идет об овладении новым для вас методом работы, об управлении поиском решения, об умении переВОДить решение технических задач (да и не только технических) на изобретательский уровень, а не о простом проявлении сообразительности. Для ее демонстрации и тренировки есть много других книг. При подготовке учебных задач, предназначенных для учащихся, из обшир- ного фонда авторских сВИДетельств и патентов отбирались такие, для понимания которых не требуются какие-либо специальные знания. Поэтому их можно решать, оставаясь в рамках школьной программы по физике. Из текста задач устранялась всякого рода специальная терминология, нередко затрудняющая не только понимание содержания задания, но и сам процесс поиска решения. Использованы и некоторые другие приемы упрощения условия задач. В неко- торых случаях в них даже включались небольшие п0дсказки. Все это сделано для того, чтобы основное внимание решающего было сосре- доточено не на самой задаче, а на тех приемах, которые обеспечивают получение наиболее интересного решения, и на тех закономерностях, которые позволяют использовать один и тот же прием для решения задач, не имеющих на первый взгляд между собой ничего общего. Этим книга Г. Альтова и отличается от обычных сборников занимательных задач по математике, логике, физике, технике и т. п. Поэтому, несмотря на то что в книге отведено задачам так много места, едва ли целесообразно отводить им роль «главного героя» и ограничиваться их решением. Учебные задачи прежде всего средство, помогающее раскрыть саму суть методики, обеспечиваю- щей перевод решения технических задач на изобретательский уровень. Однако для того чтобы творческий процесс не потерял гибкости, являющейся одной из самых важных его характеристик, необходимо не только знать, как именно нужно подходить к решению той или иной задачи, но и понимать, по— чему следует действовать таким именно образом. А для этого необходимо позна- комиться с теми закономерностями, в соответствии с которыми происходит раз- 141

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

витие технических систем. Иначе говоря, изучение методики все время должно опираться на теорию, лежащую в ее основе. Таким образом, можно сказать, что в книге «И тут появился изобретатель» три «главных героя» —ТРИ3, АРИЗ и учебные задачи, находящиеся между собой в определенной взаимосвязи. Поэтому так важно с самого начала обеспе- чить условия, необх0димые для их взаимодействия: решение задач должно опи- раться на теорию, которая, в свою очередь, должна использоваться для более осознанного овладения мет0дикой поиска решения. Если вы это поймете, вам станет ясно, что для углубления и закрепления по- лученных знаний совсем не обязательно искать новые учебные задачи. Можно по-новому использовать и те задачи, которые вы уже решили, ответ которых вам уже известен. Не забывайте и о способности технических задач сохранять свою новизну. Велосипед изобретают уже много лет. Однако это не мешает появлению все новых и новых его модификаций. А ведь речь в данном случае идет в основном об изменении его конструкции. Если же вы перейдете к использованию новых физических явлений, поле вашей деятельности в области изобретательства ока- жется, по существу, безграничным. Кандидат псиазологичесюаа: наук Н. П. Линькова

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

НАУЧНО-ПОПУЛЯ|’||()Е ИЗДАНИЕ Для среднего и старшего возраста 44льтов Генрцж Саудович Оформление серии Ольги Кондаковой Художники Н.Дроновщ [0.Урманчеев И ТУТ ПОЯВИЛСЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬ Отвотстшчпшй редактор И. В. ШУС'ГОВА Худтшч'тнонный редактор (Ъ. К. КОНЛАКОНА Техническим роднктор М. В. |`А|`А|’И||А Корректор Л. В. (ЗАВЕЛ Ы'ША ИВ Мг 1120!)

оригинал страницы (картинка/Image scaned )

ЗНАЙ И УМЕЙ Сдано в набор 11.10.88. Подписано к печати 22.03.89. Формат 70Х100'/|6. Бум. офс. На 1. Шрифт обыкнов. Печать офсетная. Усл. печ. л. 11.7. Усл. кр.-отт. 24.7. Уч.-изд. л. 10.61. Тираж 200000 экз. Заказ Мг 2394. Цена 70 к. Орденов Трудового Красного Знамени и Дружбы народов издательство «,'[етская литература» Государственного комитета РСФСР по делаи издательств. полиграфии и книжной торговли. 103721). Москва. Центр. М. Черкасский пер.. 1. Калининский ордена Трудового Красного Знамени полиграфкомбипат лет- скоп литературы им. 50-летия СССР Госкомиздата РСФСР. 170040. Калинин. проспект 50-летия Октября. 46. 9 Альтов Г. С. А58 И тут появился изобретатель / Художн. Н. Дро— нова, Ю. Урманчеев.— 3-е изд., перераб., доп.— М.: Дет. лит.‚ 1989.—142 с.: ил.-— (Знай и умей). [ЭВМ 5—08—000598—Х Автор знакомит школьников с основами решения изобрета- тельских задач. В книге привоцится большое количество задач, взятых из реальной практики изобретательства. 4802000000— 295 М10|(03)-89 016 89 ИВЫ б— 08—000598—Х А

оригинал страницы (картинка/Image scaned )