Текст
Иркутск 1987
mr? чictfwх»* »xu*;^!“^j^4ie'’*i»-44'*’i;i:>Yr :' '.-у,*-1
Геннадий Иванов
...Я начинайте изобретать!
Восточно-
Сибирское
книжное
издательство
e.oi
И18
Научный рецензент
кандидат технических наук
М. М. Маховично
(g\ Восточно-Сибирское
книжное издательство, 1987
Содержание
Зачем человеку творчество
Уровни творчества
22
Как надо изобретать, или что такое ТРИЗ
По этажам технической системы
...И начинайте изобретать!
Путь к идеалу. Идеальный телевизор. Идеал, ИКР
и прыгающий чайник
38
Вначале было противоречие
Зародыш в новорожденном. Знаю что, ио не знаю как.
Знаю как, но от этого еще хуже. Знаю что и как,
но не знаю, каким образом
55
Поединок с противоречиями
Из плена слов. Залп из сорока стволов.
Геометрия изобретений. Вперед, стандарты!
74
*1
Решаем по АРИЗ, или два часа вместо двух
десятилетий
102
На психологическом фронте
Госпожа Инерция Мышления. Вам дана одна секунда.
Эти маленькие-маленькие человечки...
Все свое несу с собой
127
Моаи... пришли сами?
Загадке тысячи лет. ТРИЗ и каменные идолы.
Вперед, и только вперед! Моаи встают на трон.
Моаи надевают корону
134
Линия жизни технических систем
149
Законы технических систем
Знаменитая четверка. Пора возмужания.
В движении жизнь
153
Пульс техники
161
В погоне за светом
167
От зарубок к биокомпьютеру
178
Основные этапы развития технической системы
187
Приложения:
№ 1. Разрешение физических противоречий.
№ 2. Применение некоторых физических эффектов
и явлений при решении изобретательских задач.
№ 8. Основные приемы устранения технических
противоречий. № 4. Таблица выбора приемов
устранения технических противоречий. № 5. Основные
виды конфликтов и модели задач. № 6.
Г. С. Альтшуллер. Стандартные решения
изобретательских задач. № 7. Алгоритм
решения изобретательских задач АРИЗ-85-В
Номера изобретений, использованные в книге
234
Ответы на задачи
Литература
238
От автора
Знаете ли вы. сколь силен может
быть один человек...
Федор Достоевский
Эта книга для тех, кто хочет стать изобретателем,
кто увлечен миром технического творчества и жела-
ет глубже познать его. Цель книги — помочь юному
читателю развить свои изобретательские способности.
Труден путь к изобретению и не преодолеть его
без веры в свои силы, без знаний, которые накопило
человечество за всю свою многовековую историю. Ве-
роятно, поэтому на заре своего развития человек
приравнивал изобретателей к богам или к мифичес-
ким
героям.
Вспомните
Прометея,
Дедала,
Икара,
Талоса и других героев древнегреческой мифологии,
которые изобрели огонь и крылья, орудия лова, гон-
чарный круг, плотницкий инструмент и многие дру-
гие полезные предметы для человека.
Могущественный Геракл приумножил славу своих
многочисленных подвигов тем, что первым, выража-
ясь современным
техническим языком, применил гид-
роуборку навоза в закрытых животноводческих поме-
щениях. Он направил в Авгиевы конюшни, находя-
щиеся в страшном запущении, бурные воды
близлежащей реки и за несколько часов навел в них
идеальный порядок.
Но мал был этот первый отряд «божественных»
изобретателей, он явно не справлялся с возрастающи-
ми потребностями человечества. Пришлось людям са-
мим заняться делами богов. И вот, толкая перед со-
бой огнедышащее чудовище — паровоз, человечество
вступило в эпоху научно-технической революции. Мир
стал стремительно изменяться, наполняясь запахами
машинного масла, гулом станков и ревом реактивных
7
разума
человека.
самолетов. Мы забыли богов и сами стали вершить
некогда только им подвластные дела.
Впрочем, и раньше никаких богов не было. Были
люди, обыкновенные люди, которые сумели эффектив-
но использовать одно из величайших свойств
способность к творчеству.
Изобретательство превратилось в одно из почет-
ных, главных и необходимейших занятий
В мире насчитывается уже более десяти миллионов
изобретений. Все это сделал человек.
Как удивились бы жители средневековья, попав
сегодня на улицы современного города. Возгласом
испуганного восхищения встретили бы они обычное
включение электрической лампочки или обычный раз-
говор по телефону с человеком, который находится за
сотни или даже за тысячи километров. Телевизор, ра-
С трудом
искреннее
мы дейст-
можем и
дио, кино, автомобиль, самолет — все это
укладывалось бы в их сознании, вызывая
уважение и преклонение перед нами. Да,
вительно стали всемогущими. Мы многое
многое умеем.
Однако, чтобы быть объективными в оценке собст-
венных возможностей, прислушаемся и к голосам
наших потомков. Что будут думать о нас люди XXX
века?
Трудно представить в деталях то далекое будущее
и тем более человека в нем. Ясно только одно — это
будущее прекрасно! Объединившись в огромный еди-
ный сверхразум, люди овладеют всем околосолнечным
пространством и превратят планету Земля в цвету-
щий сад. Они познают тайны времени и пространства.
Единым движением мысли человек научится управ-
лять разбросанными по всей Вселенной искусственны-
ми планетами. Для него исчезнут болезни и старость.
Передав всю черновую работу большому семейству
биологических роботов, люди будущего оставят для
себя истинно человеческое занятие — творчество.
Но, знакомясь с нами, они, вероятно, не смогут
найти объяснение многим нашим действиям. Напри-
мер, зачем мы расходуем миллиарды рублей и дол-
ларов на увеличение арсеналов и совершенствование
ядерного оружия. Люди будущего удивятся, узнав, что
мы, добывая ценнейшее полезное ископаемое, напри-
мер уголь или нефть, уничтожаем его, сжигая в топ-
ках своих жилищ и в различных двигателях, в то
8
время как над нами целый океан энергии — солнеч-
ной, космической, а под нами разогретая до тысяч
градусов магма Земли. Но наибольшее удивление у
них мы вызовем своей бесхозяйственностью в расхо-
довании главной энергии Земли — умственной. Стран-
ными и непонятными покажутся им наши методы твор-
ческой работы, особенно в технике. В своих научных и
технических деяниях мы напомним им малых детей,
бестолково и суетливо вертящих в разные стороны ка-
лейдоскоп в надежде найти новый красивый узор.
Да, мы изменили многое, но не тронули техноло-
гию творчества. Как и сто, тысячу и десять тысяч лет
назад, продолжаем искать новое все тем же методом
проб и ошибок. Вероятно, так еще работал наш дале-
кий пращур, когда подыскивал для своей палицы
соответствующий булыжник. Он брал его, примеривал,
отбрасывал и начинал искать новый. В поисках но-
вого решения мы поступаем так же: берем,
примериваем, отбрасываем. Снова берем, примери-
ваем...
«Из 150 тысяч новых разработок только одна ты-
сяча доводится до внедрения»*. Даже не воспользо-
вавшись компьютером, можно подсчитать, что КПД
нашего интеллектуального труда сегодня составляет
всего 0,7%, т. е. на 99,3% мы работаем впустую!..
Я не раз ловил себя на мысли, что даже наш зна-
менитый лозунг «Твори, выдумывай, пробуй» уже со-
держит в себе разрешение на бестолковую суету в
творчестве. Если мы так разрешим работать строите-
лю или, скажем, токарю, то вряд ли будем довольны
его трудом. А в чем, собственно, разница между тру-
дом токаря и изобретателя? Первый, взяв заготовку и
следуя определенным правилам и примерам, должен
снять лишний металл. Второй, имея свою заготовку и
устаревшую техническую конструкцию или способ,
также должен, следуя определенным правилам, из-
менить ее и улучшить.
Вот здесь-то и возникает парадоксальная ситуация.
Следовать каким правилам? Мы знаем, что каждый
специалист имеет свою технологию работы. По своим
правилам работает шофер, печник, лаборант и все
остальные специалисты.
Даже хирург ведет операцию на сердце, четко сле-
дуя своей отработанной технологии. А вот в изобрета-
тельстве это не наблюдается и для некоторых кажется
вовсе невозможным. «О каких правилах может быть
речь, если мы ищем новое и неизвестное?!»—возму-
щаются они. Но ведь изобретательство — это тоже
труд, причем один из самых сложных и ответствен-
ных! Следовательно, и для него должна существовать
своя технология. Ее отсутствие и приводит к тому,
что 99% наших усилий пропадает впустую.
Если попробовать графически изобразить путь изо-
бретателя, работающего старым методом проб и оши-
бок, мы увидим удивительную паутину, напоминаю-
щую метание слепого в незнакомой
удача сопутствует ему.
Нельзя сказать, что человечество
комнате. Редкая
не пыталось оо-
• Социалистическая индустрия, 1986, 27 июня.
10
общие законы диалектического'
часть окружающего нас мира,
по своим диалектическим зако-
их, можно говорить о создании
твор-
гчить труд изобретателя. Для него напридумано было
множество методик, начиная от мозгового штурма и кон-
чая методом семикратного поиска. Но у всех этих ме-
тодик не было единого взгляда на природу развития
техники. Каждый автор методики, как средневековый
алхимик, «варил» свой философский камень, не обра-
щая внимания на
материализма.
А техника — это
которая развивается
нам. Только познав
научно обоснованной технологии технического
чества. И вот такая работа сделана.
Изучены тысячи и тысячи описаний авторских сви-
детельств и патентов. Выявлены основные закономер-
ности в развитии технических систем, предложены
четкие и ясные рекомендации изобретателю. Появи-
лась новая область знаний — ТРИЗ — теория решения
изобретательских задач. Автор ТРИЗ советский ин-
женер-исследователь Генрих Саулович Альтшуллер
(писатель-фантаст Г. Альтов).
ТРИЗ заинтересовала миллионы людей, она легла
в основу нового предмета по технологии творчества,
изучаемого в высших учебных заведениях страны и
производственно-технических училищах. Сильная ра-
ботоспособная теория не могла оставаться принадлеж-
ностью одного государства. Она усиленно изучается во
всех промышленно развитых странах.
Чем же привлекает ТРИЗ?
Главное достоинство этой теории в том, что она
на основе диалектической логики позволяет резко по-
высить творческие способности каждого. Призыв «Ал-
ло, мы ищем таланты!» канул в вечность. Нужно не
искать талантливых одиночек, их всегда будет не
хватать, а учиться искусству изобретать. ТРИЗ дает
такую возможность.
С ее помощью решаются задачи, которые раньше
десятилетиями оставались неприступными. Такие при-
меры мы с вами разберем в книге.
В период интенсификации народного хозяйства
необходимо ускорение не только материального произ-
водства, но и, пожалуй, в первую очередь ускорение
производства новых творческих идей. Но у производ-
ства вещей и производства идей один и тот же адрес •
J
человек. Следовательно, нужно учиться искусству изо-
бретать, учиться так же серьезно и планомерно, как
это делаем мы, изучая математику, литературу, хи-
мию, физику и другие предметы.
Изобретательство не удел избранных, а удел обра-
зованных, это работа миллионов. Изобретателем мо-
жет стать каждый. Подтверждение этому настоящая
книга, в которой в качестве примеров приведены
задачи, многие из которых решены самим автором, в
прошлом и не помышлявшем об изобретательстве, его
друзьями и коллегами, которые также, как они ут-
верждают, не родились Эдисонами. Наконец, в книге
представлены решения школьников, учащихся 6—7-х
классов, многие из которых стали настоящими изо-
бретателями. Это обычные ребята, даже не отличники
в учебе, но они, познав методику творческого мыш-
ления, открыли для себя новый и удивительный мир.
Они почувствовали себя способными улучшать мир и
наравне со всеми участвовать в ускорении научно-тех-
нического прогресса.
Ребята из кружка юного изобретателя «Импульс»,
которым я руковожу в г. Ангарске, на протяжении
ряда лет были призерами изобретательских конкурсов
газеты «Пионерская правда». Они имеют настоящие
«взрослые» изобретения, официально зарегистрирован-
ные во Всесоюзном научно-исследовательском инсти-
туте государственной патентной экспертизы. Как им
это удалось?
Только лишь потому, что они познакомились с на-
учно обоснованной теорией решения изобретательских
задач — ТРИЗ.
К сожалению, в данном объеме книги автору не
удалось вместить многие интересные разделы ТРИЗ.
Но пусть для юного читателя некоторым утешением
станут слова философа древности Сократа, сказанные
им по случаю знакомства с новой для него наукой:
«То, что я успел познать,— превосходно. Думаю, та-
ково и то, что мне еще предстоит познать».
Автор будет считать свою задачу выполненной,
если он сумел вызвать у читателя интерес к изобрета-
тельству и желание собственного участия в техничес-
ком прогрессе.
В заключение хочется выразить искреннюю бла-
годарность удивительному человеку, посвятившему
свою жизнь познанию законов творческого стиля мыш-
12
ления, ракрывшему для человечества новые горизонты
его возможностей, автору ТРИЗ — Г. С. Альтшуллеру.
А также я глубоко признателен своим друзьям и
коллегам М. К. Бдуленко, И. М. Верткину, В. И. Воло-
сяному, И. Б. Бухману, М. И. Денискину, С. И. Ива-
новскому, Б. Л. Злотину, А. Н. Лимаренко,
С. С. Литвину, И. М. Кондракову, А. Б. Се-
люцкому, Ю. П. Саламатову, А. И. Тю-
трину, М. И. Шарапову и мно-
гим другим, чья помощь в
значительной степени
определила появле-
ние этой книги.
ЗАЧЕМ ЧЕЛОВЕКУ ТВОРЧЕСТВО
Человек, по-видимому, создан, что-
бы мыслить: в этом все его достоин-
ство, вся его заслуга; вся его обя-
занность в том, чтобы мыслить как
должно..*
Блез Паскаль
летит наше Солнце,
Более двухсот миллионов лет
чтобы совершить с нами один оборот вокруг центра
Галактики. Это, так сказать, галактический год. «Год»
назад была мезозойская эра, эпоха ящеров. Все чело-
вечество не просуществовало и двух «суток». Обычная
человеческая жизнь —всего несколько «секунд». Что
можно сделать за эти секунды, пусть даже галакти-
ческие ?
Но при всей непродолжительности своего сущест-
вования человек сумел не только подняться над ми-
ром животных, приручить огонь, построить жилище,
но и создал новый, искусственный, постоянно изменяю-
щийся мир техники. Достаточно оглянуться всего на
несколько десятилетий назад, и мы с удивлением об-
наружим, что не было у наших прадедов, живших в
конце прошлого века, ни самолетов, ни вертолетов, ни
спутников, ни гидростанций. Не было радио, телеви-
зора, телефона, магнитофона, нейлона, капрона и мно-
гих тысяч других вещей, которые окружают нас се-
годня. Мир техники буквально проник в мир челове-
ка. И мы уже не мыслим без него нашу современную
жизнь. Более того, согласно теории биогеологического
единства живого и неживого в природе, выдвинутой
советским ученым академиком В. И. Вернадским,
окружающая нас биосфера под влиянием социальной
и научной деятельности человека переходит в качест-
венно новое состояние — ноосферу. В. И. Вернадский
подчеркивает: «Человек впервые реально понял, что
он житель планеты и может — должен мыслить и дей-
ствовать в новом аспекте, не только в аспекте отдель-
14
нои личности, семьи, рода, государства, или их сою-
зов, но и в планетном аспекте».
Познавая законы природы и разумно их исполь-
зуя, человек сам становится крупнейшей природо-
формирующей силой, сопоставимой по масштабам с
геологическими процессами. Он вносит новые формы
обмена вещества и энергии в природе, втягиваясь в
космические процессы, оказывается причастным и к
явлениям, происходящим в открытом космосе.
Удивительно то, что природа, кажется, все время
подтверждает наше право на такую вселенскую дер-
зость.
В капельке росы и на бесконечно далеких звез-
дах, среди которых наша солнечная система выглядит
слабой мерцающей точкой, властвуют все те же зако-
ны Архимеда, Ломоносова, Ньютона, Эйнштейна...
«Может быть, что вся-то цель на земле, к которой
человечество стремится, только и заключается в одной
беспрерывности процесса достижения, иначе сказать,
в самой жизни...» — так писал еще 100 лет назад До-
стоевский. Да, наша жизнь—это беспрерывный поиск.
Человек, кажется, только тем и занят, что посто-
янно что-то изменяет, переделывает, совершенствует.
Зачем это ему надо? Какая сила заставляет его отка-
зываться от старого, привычного и проверенного? Раз-
ве не можем мы, отладив что-то один раз, успокоить-
ся на этом и жить без суеты, размеренно отсчитывая
положенное нам время? Увы, не можем. Природа не
допускает подобного образа жизни. Мы должны, ра-
зумно изменяя мир, обеспечить для себя и своих по-
томков нормальные условия для дальнейшей жизни и
процветания. Льюис Кэрролл в своей книге «Алиса в
стране чудес» как-то заметил: «Для того, чтобы оста-
ваться на месте, нужно все время бежать вперед».
Этот все нарастающий «бег», именуемый сегодня
научно-технической революцией, представляется нам
единственным способом дальнейшего развития об-
щества и повышения его жизнестойкости.
Даже в обычных бытовых и повседневных делах
мы стараемся внести в свои действия какие-то элемен-
ты новизны. Нам надоедает ходить в школу или на
работу обычным путем, и мы часто, даже неосознанно,
меняем свой маршрут. Нам надоедает привычная пи-
ща, и мы начинаем «колдовать» над плитой, приду-
мывая новое блюдо. Мы ищем новых знакомств, новых
15
людей, ярких впечатлений. Это срабатывает в нас ге-
нетически заложенная поисковая потребность, которая
в той или иной мере присутствует в любом живом
организме.
Психологи поставили любопытный опыт. Лабора-
торных крыс поместили в большой вольер. Всего у
них было вдоволь — пища, вода, развлечения,— как
говорится, живи и радуйся. Так были искусственно
созданы условия, когда потребность в поиске исклю-
чалась полностью. Однако через некоторое время оби-
татели вольера проявили беспокойство. Наиболее ак-
тивные из них с интересом стали изучать узкий тем-
ный коридорчик, примыкающий к вольеру. Этот ко-
ридорчик вел в пустую комнату с металлическим по-
лом, находящимся под электрическим напряжением и
бьющим током. Крысы протискивались в коридорчик,
шерсть у них дыбилась, в панике убегали они от шума,
но снова шли. Что их гнало в пустую, бьющую элект-
рическим током комнату? Исследовательская актив-
Интересно, что «долгожителями» в этой райской
колонии оказались самые любопытные, которые на
свой страх и риск неоднократно лезли в тот страшный
16
темный коридор. Те особи, которые довольствовались
имеющимся в избытке и не выходили из вольера*
вскоре теряли всякую активность, жирели и сдыхали.
Исследовательская активность человека гораздо
многогранней и значительней, чем у представителей
животного мира, а потому имеет для него еще более
решающее значение. При этом неважно, с биологичес-
кой точки зрения, в какой области будет проявлять
человек свою исследовательскую активность — в му-
зыке, в науке, в литературе, в технике, в обществен-
ной деятельности, в ведении домашнего хозяйства
и т. д. Важно, чтобы эта активность вообще присутст-
вовала и была развита до творческого уровня.
Вспомним героя Гончарова Обломова, который от-
казался от какого-либо поиска и, достигнув своего
«идеала» — полнейшего бездействия, привел себя к
преждевременной смерти. Угасание Обломова, столь
довольного своей жизнью, не случайно. Природа в лю-
бом случае остается верной своим законам. Она ста-
рается раньше устранить те особи, которые не соот-
ветствуют своему биологическому назначению. И на-
оборот.
Великий итальянский просветитель Томазо Кам-
панелла должен был умереть в мрачном каземате, ку-
да он был посажен, уже будучи больным туберкулезом
легких, за свои передовые убеждения, но вышел здо-
ровым, ибо создавал в заточении свой знаменитый «Го-
род Солнца».
Творчество — это не роскошь для избранных, а об-
щая биологическая необходимость, подчас неосозна-
ваемая нами.
Нетрудно подтвердить правильность этой мысли,
проанализировав жизнь литературных героев, извест-
ных личностей и, наконец, просто вспомнить своих
знакомых.
Равнодушные ко всему люди, не видящие в своей
учебе и работе интереса, ничем не увлеченные, отка-
зывающиеся решать задачи, требующие элементы твор-
чества, чаще болеют, быстрее стареют и уходят из
жизни. И, напротив, люди, чья жизнь до предела за-
полнена творчеством, и неважно каким его видом —
литературным, музыкальным, техническим, спортив-
ным,— все они, как правило, за исключением несчаст-
ных случаев, доживают до глубокой старости. Однаж-
ды я попросил своих знакомых назвать первые при-
17
шедшие на память имена людей, исторических лич-
ностей, которые, по их мнению, оставили яркий твор-
ческий след в истории. Были названы: М. В. Ломо-
носов, И. Д. Менделеев, Ч. Дарвин, А. Эйнштейн,
К. Э. Циолковский, П. Л. Капица, Н. Е. Жуковский,
В. И. Вернадский и другие. Сколько прожили они?
Раскрыв энциклопедический справочник, узнаем,
что в большинстве своем эти люди прожили долгую и
интересную жизнь, продолжительность которой, как
правило, была выше среднего уровня. Что это — слу-
чайность? Или особые привилегированные условия
жизни? Нет, на долю этих людей выпадало немало
жестоких испытаний и трудностей. При невероятно
напряженном труде их быт мало чем отличался от
быта современников.
Жизнь — это творчество! Мы созданы для него и
если не реализуем свое назначение, становимся лиш-
ними. Даже в экстремальных условиях от человека
требуется все то же — искать цель, ставить задачу и
решать ее.
В рассказе Джека Лондона «Любовь к жизни»
описывается потрясающий по своей силе сюжет. Го-
лодный, измотанный физически и почти замерзший
человек постоянно ставит перед собой какую-либо
конкретную задачу — дотащиться до очередного хол-
ма, поймать перепелку, преодолеть еще несколько
метров. Он решает массу невероятно трудных в его
положении задач, требующих немалой доли изобрета-
тельности. И он выигрывает жизнь.
Основоположник советской атомной энергетики
И. В. Курчатов не обладал завидным здоровьем, одна-
ко поражал современников своей воистину чудовищ-
ной работоспособностью. Его можно было видеть в
лаборатории с самого раннего утра и до поздней ночи.
При всей своей огромной загруженности он успевал
еще писать монографии и учебники. Эта работа дела-
лась обычно ночью. В период пуска первого промыш-
ленного реактора И. В. Курчатов отдыхал всего по два
часа в сутки. Какой организм мог длительно выдер-
жать такую нагрузку? Откуда брались силы? Ответ
может быть один: жизненно важная для страны цель
потребовала максимальной мобилизации творческих
сил, которые, в свою очередь, включили мощные за-
щитные силы организма и помогли преодолеть те
трудности, которые казались непреодолимыми.
- 1W оудег, если мы, достигнув какой-либо цели,
остановимся и дадим себе бессрочный «отпуск»? Воз-
никнет болезнь, так называемая депрессия достиже-
ния. Организм не выдерживает резкие отрицательные
ускорения машины творчества и протестует.
В художественной литературе типичный случай де-
прессии достижения изображен Джеком
Лондоном в
романе «Мартин Иден». Герой этого романа, поставив
себе цель — достигнуть успеха в литературе, работает
стиснув зубы, отнимая время от сна, отдыха. Он пре-
одолевает материальные трудности, одиночество, отказ
любимой девушки. Рассказы, которые он пишет, не
признаются и отвергаются редакциями. Но все же ли-
тературное творчество так поглотило Мартина, что он
не чувствует лишений, он полон сил и энергии.
И вот из-под его пера выходят великолепные про-
изведения. Приходит известность. Удачи посыпались
как из рога изобилия, он обеспечен всем, независим,
1?
вернулась любимая, ему уже ничего не надо, жизнь су-
лит одни удовольствия. Однако он решает прекратить
литературную работу. Что же происходит с героем? На
фоне полного изобилия для него потерялось главное —
борьба и творчество. В таких условиях жизнь показа-
лась уже бессмысленной — и человек пошел на само-
убийство. Это была расплата за уход от борьбы.
Творческий стиль работы должен сопровождать нас
всю жизнь непрерывно. Нельзя останавливаться на
достигнутом. Очередная цель должна появиться рань-
ше, чем будет достигнута предыдущая.
Известно, что для нормальной жизнедеятельности
человеку необходимо, чтобы положительные эмоции
преобладали над отрицательными. Творчество, в лю-
бой области деятельности, но особенно в изобретатель-
стве, представляет собой, пожалуй, единственный и
неиссякаемый источник положительных эмоций.
Наблюдая и осознавая лечебную силу творчества,
современная медицина даже включила ее в свой ар-
сенал. Терапия творчеством — так называется этот
метод. Проводя эту терапию, врач побуждает пациен-
та к мобилизации собственной творческой инициативы
в каком-либо выбранном деле. И вот уже возрожда-
ется интерес к жизни, возвращается здоровье.
А что будет, если человек не умеет, не может
или, что крайне редко, не желает находить элементы
творчества в своем труде? В этом случае делается
попытка ликвидировать дефицит положительных эмо-
ций другими видами деятельности, порой даже анти-
общественными. Человек бросается либо «делать карь-
еру», сметая с пути правдами и неправдами возмож-
ных претендентов, либо начинает копить вещи,
собирая крохи удовольствия от созерцания медной
фирменной нашлепки в соответствующем месте, или,
отказывая себе в самом необходимом, просто копит
деньги, не зная, зачем ему столько, но веря в них и
наслаждаясь их количеством...
Однако, рано или поздно, обнаруживается несостоя-
тельность этих источников, их неспособность заменить
собой живительную силу общественно полезного твор-
чества, и возникает разочарование. Чувствуя неудов-
летворенность, такие люди приходят к мысли о заси-
лии зла в жизни и тщетности суеты человеческой. Так
природа наказывает тех, кто не по назначению ис-
пользует свой разум.
20
Поговорите с человеком, который по возрасту го-
дится вам в дедушки, попросите его вспомнить наибо-
лее приятные минуты из своей жизни. Я уверен, что
от этого человека, у которого уже четко определились
истинные ценности жизни, вы услышите рассказ не
о том, что где-то когда-то ему удалось приобрести
модную вещь, а нечто иное. Скорее всего это будет
рассказ о каком-либо деле, в котором требовались эле-
менты творчества, о встречах с интересными людьми, о
ситуациях, которые он разрешил, применяя максимум
своей изобретательности. Такова природа человека, на
первый план он все же ставит духовные ценности.
Рассмотрим еще один аспект, показывающий важ-
ность и необходимость творческого стиля жизни. Все
мы ценим свое свободное время. Это богатство, кото-
рое по мере сокращения рабочей смены и механизации
нашего быта, будет все более возрастать. Но это и
проблема, причем социальная проблема, которая ни-
когда не возникала раньше в таких масштабах. Чем
занять человека в свободное время? Этот вопрос осо-
бенно остро стоит перед молодежью. Набор магнито-
фонов, модных шлягеров, джинсы, мотоцикл, автома-
шина хотя и заполняют свободное время, но не тре-
буют напряжения интеллекта, а потому не развивают
его. Но
4
[ля растущего организма необходима борьба.
Нужны задачи, которые помогли бы развить волю, ум,
творческие способности. Нельзя ждать от спортсмена
каких-либо успехов, если он будет только смотреть
спортивные соревнования, а не участвовать в них.
Нельзя ждать и собственных успехов в творчестве,
если только потреблять интеллектуальную продукцию,
а не выдавать ее.
Некоторые зарубежные социологи считают, что не-
умение людей использовать свой достаток и досуг мо-
жет привести к гибели современной цивилизации.
Выход из этого положения они видят в развитии
примитивных потребностей, в воспитании безразличия
к духовным и социальным проблемам.
Другой путь, прямо противоположный, утверждают
советские социологи — это путь воспитания с малых
лет ду
зой
ховных запросов, чтобы человек с поль-
,ля общества и для
себя мог использо-
вать свой досуг. Несомненно, прогрес-
сивное человечество выбирает имен-
но этот путь.
21
УРОВНИ ТВОРЧЕСТВА
Настоящий испытатель должен сво-
бодно летать на всем, что только
может летать, что, вообще говоря,
летать не может.
Как вы думаете, что нужно сделать, чтобы канат,
пропущенный через люк, не перетирался о его острую
кромку?
— Что тут думать? — скажете вы.— Нужно просто
скруглить эту кромку!
Поздравляю. Вы стали изобретателем! Да-да, не
удашляйтееь — это настоящее изобретение, которое,
правда несколько раньше вас, сделали сотрудники
Северного научно-исследовательского института про-
мышленности и зарегистрировали его за № 414 171.
— А что нужно сделать, чтобы на верхнюю часть
дш^ателя переносной моторной пилы типа «Дружба»
дождь? — обратился я к пятилетнему ка-
рапузу с вопросом.
—- Сверху нужно поставить откидную крышечку!
Ответ ребенка совпал с описанием изобретения
№ 946 927, которое сделали семь взрослых дядей из
производственного объединения «Машиностроительный
завод им. Дзержинского».
Еще задача. Как уменьшить расход ленточного ма-
идущего на изготовление двухрукавной упа-
ковки? Делалась она так: оба продольных края ленты
заворачивались к ее центру и приклеивались. Попро-
модель такой упаковки.
В процессе изготовления вы сразу же увидите, что не-
гем оба продольных края приклеивать к центру лен-
авернуть к центру один ее край, а
второй наложить уже на него. В этом случае при том
J J
г
~Г
♦ Известный летчик-испытатель (1904—1948).
же внутреннем объеме упаковки расход материала на
ее изготовление сокращается на 10—15%. Решение
кажется очевидным, но это тоже изобретение
№ 891 505. Остается добавить, что оно было создано
усилиями 33 специалистов, работающих в Опытно-кон-
структорском технологическом бюро расфасовочного и
упаковочного оборудования!
Итак, трудно ли делать изобретения?
Судя по приведенным примерам, не очень.
Хорошо, тогда решим еще одну задачу.
Нужно автоматизировать процесс проветривания
замкнутой полости какого-либо устройства. Предполо-
жим, парника. Устройство имеет поворотную, наклон-
но установленную крышку, выполненную из пусто-
телых труб. Для поворота этой крышки недопустимо
применение электроэнергии, каких-либо тяг, тросов
В системе все должно оставаться без изменений, но
проветривание осуществляться? Как быть? Для реше-
ния задачи достаточно школьных знаний. Если вы ис-
пытываете затруднение, не расстраивайтесь. Задача
была предложена многим, но для выхода на контроль-
ное решение им понадобилось от нескольких дней до
нескольких месяцев. А контрольный ответ следую-
щий: полость труб частично заполняют легкораство-
ряющейся жидкостью, например эфиром или ке-
росином. При изменении температуры жидкость рас-
ширяется и изменяет центр тяжести труб, поэтому
крышка сама поднимается и опускается.
Эта задача в отличие от предыдущих требовала
иного уровня творчества, а работая методом проб и
ошибок, пришлось бы перебрать десятки и сотни ва-
риантов.
Итак, мы выяснили, что решение изобретательской
задачи может быть выполнено на различном уровне.
Первый уровень — мельчайшие изобре-
тения. Объект не изменяется. Применены знания в
пределах одной узкой специальности. Решение не свя-
зано с устранением технических противоречий. Это
обычная конструкторская проработка. Но если в из-
вестных аналогах найденное решение не обнаружива-
ется, оно признается изобретением.
Второй уровень — мелкие изобретения.
Объект изменяется незначительно. Применены знания
23
в пределах данной отрасли. Техническое противоречие
устранено способами, применяемыми в этой же отрас-
ли, Машиностроительная задача решается известными
и применяемыми в машиностроении способами.
Решение первого и второго уровня содержится поч-
ти в 77% всех зарегистрированных изобретений. Реше-
ние задач на этом уровне не требует перебора многих
вариантов, специальных знаний и доступно практичес-
ки любому образованному человеку.
Например, нужно срезать головки железобетонных
свай.
Предложено выполнить мощные кусачки, снабжен-
ные гидроцилиндром. В этом изобретении полная ана-
логия с обычными кусачками, только вместо прово-
локи — свая. Изобретения первого и второго уровня
совершенствуют технику, но принципиально ее не из-
меняют.
Полностью изменяется один из элементов системы.
Для преодоления противоречия требуются знания
смежных областей техники. Решение приходится ис-
кать в других отраслях, но в пределах одной науки.
Например, предложено для защиты внутренней по-
верхности водопроводных труб от коррозии заклады-
вать в их полость стальную стружку в виде шнуров.
Металл шнура захватывает пузырьки воздуха из
воды и химически связывает кислород. Тем самым
трубы защищают от ржавления. На третьем уровне
выполнено 10% изобретений.
тения. Создается новая техническая система. Про-
тиворечия устраняются средствами, далеко выходя-
щими за пределы науки, к которой относится задача.
Например, механическая задача решается химически-
ми средствами— химическое травление металлов, элек-
троискровая обработка и т. п. Решение задач четвер-
того уровня находится, как правило, не в технике, а
в науке — среди различных малоизвестных и мало-
применяемых физических или химических эффектов
и явлений. Например, суда на подводных крыльях,
магнитодинамический двигатель и другие. На четвер-
том уровне выполнено 3,7% изобретений.
тения. Их решение лежит за пределами современ-
ной науки. Это так называемые пионерные пзобрете-
24
ния, которые нередко сами порождают новую науку.
Например, паровой двигатель, самолет, радио, лазер и
другие. Эти изобретения дали толчок для появления
новых наук: теплотехники, аэродинамики, радиотех-
ники, квантовой оптики. Процент пионерных изобре-
тений составляет 0,3. Но для своего внедрения эти
изобретения еще должны обрасти конструктивными
проработками, т. е. изобпетениями более низкого
и с каждым го-
проработками, т. е. изобретениями
уровня.
Мы познакомились с основными уровнями твор-
чества, однако границы их условны
дом повышаются. Когда-то считалось величайшей до-
гадкой поставить на судно паровой двигатель. История
сохранила имя этого человека — Фултон. А кто
знает сегодня имя человека, предложившего
поставить на ледокол атомный реактор?
Метод прямого переноса стал обыч-
ным и его уже не относят к
элементам творчества в
технике.
КАК НАДО ИЗОБРЕТАТЬ,
ИЛИ
ЧТО ТАКОЕ ТРИЗ
Уж лучше совсем не помышлять об
отыскании каких бы то ни было ис-
тин, чем делать это без всякого
метода,..
Рене Декарт
к
и»:
7
•Х
Si .
7
Вероятно, вы заметили, что какие бы действия на-
ми ни совершались, в большинстве своем они ранее
были уже определены какими-то своими правилами.
Нарушение этих правил приносило нам или неудачу,
или дополнительные заботы. В принципе, любую ра-
боту, любое дело мы вначале разделяем на этапы, за-
тем на элементы и, выполняя их в определенной по-
следовательности, добиваемся успеха.
Так работают все. Так должен работать и изобре-
татель. Однажды мной было устроено своеобразное со-
ревнование между профессиональными проектиров*
щиками и школьниками из кружка юного изобретате-
ля «Импульс», в котором они изучали устройство для
автоматического проветривания теплиц. Команда
взрослых разработала свой классический вариант:
форточки теплицы соединялись с помощью сложной
системы рычагов и валов с приводной станцией, кото-
рая включалась по сигналам ЭВМ и многочисленных
температурных датчиков, расположенных в разных
точках теплицы. Это был сложный, дорогой, но, по
мнению проектировщиков, единственно возможный
вариант теплицы с автоматическим выпуском прогре-
того. воздуха.
Они с жаром доказывали, что выполнить более про-
стую схему теплицы, которая работала бы в автома-
тическом режиме, невозможно. И брались доказать это
математическим методом. Но вот развернули свои
листы с рисунками теплицы
вглядывались в них опытные
ложенной теплице не было
школьники. С интересом
проектировщики. В пред-
видно никаких механиз-
26
м в, не было и ЭВМ с ее многочисленными датчиками.
Напротив, теплица стала проще, чем была, в ней ис-
чезли даже форточки, которые надо было открывать
и закрывать для проветривания.
А как же теплица проветривается? — недоумен-
но спросил старший из проектировщиков.— А она са-
ма, когда надо, выпускает через себя перегретый воз-
дух и не пропускает снаружи холодный,— ответил
школьник, один из авторов проекта.
Действительно, крыша теплицы была покрыта спе-
циальной прозрачной пористой пленкой, которая «чув-
ствовала» температуру. При
перегреве теплицы поры
выпускали через себя то-
етой пленки расширялись ’
рячий воздух, при охлаждении эти же поры закрыва-
лись и удерживали тепло. Это напоминало работу
кожи человека, поры которой при жаре раскрывают-
ся, при холоде — сжимаются. Получить такой искус-
ственный термочувствительный материал современная
химия вполне позволяет.
Да, решение было красивым и неожиданным. Ин-
женеры с жаром принялись обсуждать детали ее вне-
дрения. Они искренне согласились, что победу в этом
соревновании следует признать за юными изобретате-
лями.
Почему же инженеры, владеющие несравненно
27
большим объемом знаний, чем школьники, оказались
побежденными? Ответ один. Они совершали свой поиск
старым методом проб и ошибок. Они не знали о том,
что существует технология изобретательской работы,
они не знали ТРИЗ.
Несомненно, при известном упорстве и переборе
вариантов они бы тоже вышли на решение ребят, но
на это им потребовалось бы и месяц, и год или да-
же больше. В этой книге вы встретите еще не одно
решение ребят и вместе с ними пройдете увлекатель-
ный путь от постановки изобретательской задачи до
ее решения.
А сейчас попробуем решить одну «сладкую» изо-
бретательскую задачу. Все мы любим конфеты. Их из-
готовление на линии несложно и напоминает изготов-
ление наших сибирских пельменей. Снизу и сверху
лист карамели или шоколада, а между ними твердая
начинка. Из этого пирога и штампуют конфеты. Но вот
мы попробовали конфету в виде кубика, внутри кото-
рого оказался малиновый сироп. Как он попал туда?
Почему не растекся? Ведь сироп жидкий, и его не
удержишь между листами и не заставишь принять
форм)' кубика. Объясните, что нужно сделать, чтобы
приготовить на фабрике конфету с жидким сиропом
внутри?
Вначале мы должны уточнить задачу. В данном
случае мы должны направить наши усилия только на
сироп. Именно он причина всех наших забот. Задача
определилась: как предотвратить самопроизвольное
растекание сиропа? Теперь попробуем представить се-
бе «идеальный» сироп. По нашему желанию он может
принимать любую форму и сохранять ее столько,
сколько нам надо. Но сироп-то жидкий и не может
удерживать нужную форму! Мы пришли к парадоксу,
именуемому в практике изобретательства физическим
противоречием — сироп должен быть жидким и дол-
жен быть твердым. Как быть?
Разрешим это противоречие с помощью школьных
знаний. Могут ли изменяться свойства жидкости? Мо-
жет ли она быть твердой? Конечно! Ее нужно просто
заморозить. Вот и ответ на нашу задачу. Сироп нуж-
но заморозить в кубики, которые уже затем облить
жидким шоколадом. Внутри шоколадной коробочки
сироп растает, и мы получим нужную конфету. Все.
Трудная задача? Не очень. Однако она довольно долго
не поддавалась решению. Пытались изменять саму
производственную линию, делали специальные фор-
мочки, покрывали их шоколадом, вручную заливали
в него сироп и закрывали отверстие. Долго, хлопотно,
дорого. Это происходило лишь потому, что задачу ре-
шали методом проб и ошибок. Не делалось главное —
уточнение задачи, выявление противоречий и их раз-
решение. Рассмотрим еще одну, достаточно трудную
задачу, которая на производстве не решалась в тече-
ние ряда лет. Решая ее, школьники из изобретатель-
ского кружка «Импульс» четко следовали рекомен-
дациям ТРИЗ и получили несколько неожиданных ре-
шений. Итак, задача.
По ленточному конвейеру на линию сборки посту- ‘
пают плоские, тонкие, как бумажка, блестящие шай-
бы. Их поверхность влажная — они идут после мытья,
а своей формой они напоминают дамские зеркальца. ।
Одна сторона этих шайб темная, другая блестящая. ;
На линию сборки шайбы должны подаваться только
блестящей стороной вверх, но среди них попадались ।
«перевертыши», т. е. те, которые были обращены своей ’
темной стороной вверх. Это бракованные шайбы, и их
нужно удалить с ленты конвейера. Следует учиты-
вать, что шайбы не магнитные, применение фотоэле-
мента не даст результата — он путает темную шайбу с
темной лентой. Коэффициенты трения обеих сторон
шайб совершенно одинаковые. Вдобавок, шайбы боят-
ся даже прикосновения пылинок — поэтому не может
быть речи о каких-либо механических сбрасывателях
пли захватах.
Как быть? Вы можете отложить на некоторое вре- ;
мя книгу и подумать. Автор не сомневается, что вам I
удастся найти решение. Но если размышления все же '
затянулись, не огорчайтесь — вы не одиноки.
Даже профессиональные конструкторы порой отка-
зывались решать эту задачу, ссылаясь на необычно
жесткие ограничения.
Попробуем задавать себе нужные вопросы, которые
рекомендует ТРИЗ, и отвечать на них. Сколько в
описанной ситуации задач? Минимум две. Первая —
нужно обнаружить «перевертыш» и вторая — нужно
убрать «перевертыш».
Займемся пока первой задачей.
Известно, что выдача любого сигнала всегда сопро-
вождается потреблением энергии. Есть ли рядом кв-
29
этой причине зеркало всегда
'll
кой-либо вид энергии? Есть. Это тепло окружающего
пространства и воздуха. Следовательно, его и нужно
использовать. Одинаково ли реагируют на тепло тем-
ные и светлые предметы? Нет. В данном случае тем-
ные шайбы принимают тепло и нагреваются, а блес-
тящие отражают тепловые лучи и остаются холод-
ными. Именно по
холодное.
Вот мы и вышли на путь решения первой задачи-
Нужно использовать способность шайб по-разному вос-
принимать тепло. Мы подошли к идеалу: шайбы сами
сигнализирут о своем положении.
Остановимся пока на этом. Обратите внимание, мы
задаем себе только общие вопросы, а ответы получаем
вполне конкретные.
Займемся второй задачей: как сбросить «горячую»
шайбу?
Какое бы вы пожелали идеальное решение этой
задачи?
Желательно, чтобы не было каких-либо механиз-
мов и лента транспортера сама сбрасывала с себя тем-
ные нагретые шайбы.
Что мешает достижению выбранного идеала?
У ленты нет «рук», которыми бы она сбрасывала с
себя темные шайбы, даже если «узнает» их по разной
степени нагрева.
Итак, физическое противоречие — лента должна
удерживать на себе шайбы, чтобы донести их до ли-
нии сборки, и не должна, чтобы на эту же линию
сборки попали бракованные шайбы.
Какая часть ленты испытывает это противоречие?
Та, которая непосредственно находится под шай-
бой.
Из ТРИЗ известно,— если в конфликтующей паре,
не выполняющей нужного действия, в данном случае
айба — лента, нет сквозного прохода энергии, то ее
нужно ввести, а при необходимости добавить еще ка-
кое-либо вещество, реагирующее на эту энергию.
Попробуем использовать тот же вид энергии, что
определили и для первой задачи — тепловую.
Что получится, если мы направим на шайбы до-
вольно мощный пучок тепла, например лампу про-
жектора?
Темные шайбы будут нагреваться до температуры
выше 100°, Имеющаяся под ними жидкость вскипит.
зо
Шайба как автомобиль на паровоздушной подушке
будет метаться среди холодных светлых шайб. Малей-
ший наклон ленты транспортера — и она слетит с
него! Не правда ли, оригинальное решение!
Первыми его получили школьники 7 класса Ко-
ренев Коля, Вальтер Саша, Домашевский Дима, Келин
Женя, Скрыник Стас, Стародубцев Слава. Они пред-
ложили еще несколько вариантов. Нужно предвари-
тельно охладить шайбы, чтобы они примерзли к ленте
транспортера. Как и раньше, окружающее тепло бу-
дет воздействовать на них. Темные шайбы, активно
впитывая в себя тепло, оттаят быстрее, чем блестящие,
и сами упадут с наклонного конвейера. Пожалуй, это
решение еще проще и надежней предыдущего.
Можно также покрыть ленту слоем взрывающего-
ся при температуре 80—100° материала. Тогда брако-
ванные шайбы, нагреваясь, будут в полном смысле
отстреливаться с ленты. Используя разность в нагреве
шайб, можно получить еще ряд решений. Подумайте
об этом сами. Приведен очень краткий анализ хода
решения, но он позволяет отметить главное — для ре-
шения любой изобретательской задачи нужно вначале
изучить техническую ситуацию, выбрать в ней одну
конкретную задачу, перевести ее в мини-задачу, уточ-
нить оперативную зону своих действий и с помощью
имеющихся знаний разрешить физическое противоре-
чие.
Помните, как побеждал бесстрашного Кащея ска-
вочный Иван-царевич? Вначале он попал в непрохо-
димые лесные дебри, среди которых обнаружил огром-
ный дуб. Затем на этом дубе был найден сундук,
когда он разбился, из него выскочил заяц. Повержен-
ный заяц превратился в утку, которая, будучи сбитой,
выронила яйцо. Так Иван-царевич, все более упрощая
ситуацию, выходил к своей мини-задаче. И вот в его
руках добытая из яйца игла, несущая смерть Кащея.
Переломить иглу надвое не составило труда.
Как видим, и в сказке не сразу дело делается.
Трудная задача по борьбе с Кащеем постепенно упро-
щалась, становилась более доступной и легко выполни-
мой.
Подобное происходит и с изобретательской зада-
чей. Ее нужно так же постепенно «раздевать», снимая
слой за слоем, пока она не превратится в мини-зада-
чу с четким физическим противоречием — иглой, ко-
31
торая уже не потребует больших усилий для своего
переламывания. Это и есть технология изобретателя,
с которой мы уже начали знакомиться.
Сейчас давайте взглянем на общую картину ТРИЗ
и на тех «китов», на которых она стоит.
Смысл теории сводится к нахождению модели иде-
ального решения рассматриваемой задачи и, на осно-
ве законов развития технических систем, подтягива-
ния к нему реального решения. При этом, по мере
приближения к идеалу, поэтапно преодолеваются воз-
никающие противоречия. ТРИЗ — единая система, со-
стоящая из следующих взаимосвязанных между собой
разделов:
1. Вепольный анализ, который рассматривает в
системе нарушения взаимосвязей между веществом и
энергией (полем).
2. Стандарты — конкретные пути
работоспособности системы с позиции
лиза.
3. Информационный фонд-набор
восстановления
вепольного ана-
эвристических
приемов устранения технических противоречий, зада-
чи-аналоги, физико-химические, геометрические и дру-
гие эффекты.
4. Психологические операторы — предназначены
для ослабления энерции мышления и вывода изобре-
тателя из колеи стереотипных действий, порождаемых
предыдущим опытом.
5. Курс развития технического воображения —
предназначен для выработки легкости, гибкости и ас-
социативности мышления.
6. Алгоритм решения изобретательских задач
(АРИЗ) — рабочий иструмент, предназначенный для
последовательного использования всех перечисленных
разделов. Он организует четкую программу дей-
ствий, помогая найти наиболее уязвимое ме-
сто в задаче, направляя в него все имею-
щиеся у нас знания.
Со всеми этими понятиями и
разделами мы познако-
мимся в последую-
щих главах.
in;
по ЭТАЖАМ
ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
Бросая в воду камушки, смотри на
круги, ими образуемые; иначе такое
бросание будет пустой забасой.
Козьма Прутков
В 1962 г. в американских журналах появилось со-
общение, что фирма «Грумманэйркрафт» собирается
изготовить часть внутренних элементов лунной каби-
ны корабля «Аполлон-С» из прессованной пищевой
смеси, которую в аварийных ситуациях можно ис-
пользовать как продукт питания. Обозреватель англий-
ского журнала «Нью сайентист» опубликовал статью
с градом издевательств: «Наверно, скоро у нас будет
создана цельнорисово-хлебная ракета... Какой велико-
лепный дождь технологических новшеств прольется
теперь на нас! Взять хотя бы такой самый тривиаль-
ный шаг вперед, как создание съедобного автомобиль-
ного двигателя. Нет ничего лучше для автомоби-
листа, отправляющегося в дальний путь. Ведь в слу-
чае аварии он наверняка будет избавлен от голода...»
Далее автор статьи ехидно предлагает наладить вы-
пуск различных соусов, придающих особый вкус ста-
рой швейной машине или паре съедобных футбольных
бутц.
Прошло несколько лет, и журналы запестрели)
заголовками: «Мебель из пищи», «В космосе отходов
нет!» и т. п. Идея, над которой издевались, оказалась
вполне разумной.
Как по-разному мы думаем, когда видим одну и
ту же задачу! Вероятно, прав был грузинский мысли-
тель II века Исани Петрица, когда заметил: «Каждый
познающий действует соответственно своей сущности».
Допустим, предстоит построить деревенский дом.
Печник будет видеть трубу, плотник — крышу, сте-
кольщик — окна, каждый обращает внимание на то,
в чем он специалист. Вероятно, так и должно быть,
2 ...И начинайте изобретать!
33
когда мы имеем дело с знакомой неоднократно вы-
полняемой работой.
Изобретателю же так думать не положено. Его
мышление должно быть более широким, многогряз-
ным и одновременно глубоким.
Что же такое сильное талантливое мышление?
Автор теории ТРИЗ Г. С. Альтшуллер так отвечает
на этот вопрос: «Обычное мышление, когда человек
видит только то, что дано в задаче. Если задача, до-
пустим, связанная с деревом, и человек видит только
это дерево. Сильное мышление — когда одновременно
работают минимум девять мысленных экранов: чело-
век видит систему, данную в задаче, надсистему, под-
систему — три разных этажа. И на каждом этаже —
прошлое, настоящее, будущее. То есть надо видеть
не только дерево, но и лес, и клеточку дерева. И все
это в развитии: прошлое, настоящее и будущее».
Решая задачу, изобретатель должен одновременно
держать в поле зрения все,
быть связано с ней. .
Допустим, вы участвуете в проектировании одной
ив систем жизнеобеспечения космонавта. В эту систе-
му входит и кварцевый резонатор, представляющий
собой миниатюрную пластинку, которая выдает и
поддерживает на определенном уровне необходимые
что связано или может
Ваша задача — сконструировать для этого резона-
тора специальную емкость, в которой бы всегда, при
любых обстоятельствах, поддерживалась одна и та же
температура. Резонатор очень чутко реагирует на ко-
лебания температуры, поэтому и нуждается в специ-
альной защите.
Вы начинаете изучать систему стабилизации тем-
пературы. По этому вопросу масса литературы и мно-
го апробированных хороших устройств. Помещаете
кварцевую пластинку в сосуд Дьюара с двойными теп-
лоизолирующими стенками, снабжаете его внутренней
системой обогрева, блоком контроля, блоком регули-
рования, блоком... Стоп! Что-то невероятно усложнил-
ся и потяжелел наш кварцевый резонатор. Из одной
пластинки он превратился в тяжелый чемодан, кото-
рый должен носить космонавт. Что-то здесь неладно.
Случилось это потому, что мы рассматривали пору-
ченную нам систему й отрыве от надсистемы, в кото-
рую он входит. А что там? Нет ли в иадсистеме уча-
н
стков, имеющих стабильную температуру? Конечно
ясе, это сам космонавт! Температура его тела всегда
36,6 градуса. Это то, что нужно!
Пластинку кварцевого резонатора нужно положить
во внутренний карман костюма космонавта — и проб-
лема решена.
Карл Маркс подчеркивал, что самый плохой ар-
хитектор отличается от самой лучшей пчелы тем
он прежде возводит постройку в своем сознании,
изобретателя такая постройка сопровождается еще и
мысленной экскурсией в надсистему, подсистему, в
ее прошлое и будущее.
Схематично такой тип мышления можно изобра-
зить так:
[ТО
ля
Разумеется, это минимальная схема. В действи-
тельности присутствует много этажей вверх и вниз
от рассматриваемой системы, много экранов влево
(далекое прошлое) и вправо (далекое будущее).
При решении изобретательских задач методом
проб и ошибок человек может лишь случайно, не-
осознанно использовать такой тип мышления.
Первоначальный анализ проблемы не должен ог-
раничиваться рамками одной изменяемой системы.
Бернард ПТоу говорил: «Узкая специализация в
широком смысле слова ведет к широкой идиотизации
в узком смысле слова».
2*
35
Многоэкранный стиль мышления должен быть нор-
мой изобретателя, рабочей схемой, построенной d
учетом развития технических систем.
Проиллюстрируем это положение небольшими при-
мерами.
В 1929 году советский теплоход «Красин» должен
был выйти на выручку экспедиции итальянца Но-
биле, жизнь людей зависела от срока готовности ко-
рабля. Несколько листов обшивки корпуса, помятые
ранее льдами, нужно было срочно заменить. Как
обычно, зубилами сбивали заклепки. Но при такой
низкой производительности работа затянулась бы, а
срок был поставлен трехдневный. Советские инжене-
ры обратили внимание на материал заклепки. Они
вспомнили, что чугун становится хрупким, если в
его состав ввести кремний. К заклепкам приложили
раскаленный кварцевый песок. После таких «припа-
рок» они легко отлетали под ударами молотка. «Кра-
син» вышел в море раньше срока. Как видим, задача
была решена на уровне подсистемы.
Многоэкранный стиль мышления позволяет не'
только находить новые решения, но и делать их наи-
более экономичными.
А теперь задача.
Стационарные морские буровые установки пред-
ставляют собой платформу, которая стоит на трех или
четырех опорах-сваях, закрепленных на
Платформа достаточно высоко поднята над уровнем
моря и несет на себе буровые станки
компрессорные установки, каюты для
щего персонала и все другие необходимые устройства.
Такие буровые установки начинают все шире приме-
няться в северных морях. Но если летом морские бу-
ровые установки работают нормально, то зимой у них
возникает масса проблем. Главная из них — это
обрастание платформы и ее опор льдом. Переохлаж-
денные морские волны образуют на опорах многотон-
ные ледяные глыбы, которые приходится ежедневно
очищать. Это очень трудная и опасная работа. Кроме
того, ледяной покров моря постоянно перемещается,
и если он захватит опоры платформы, возникает ава-
рийная ситуация. Как быть?
Эта задача разбиралась на одном из заседаний
кружка юного изобретателя. Вначале были рассмот-
рены и разобраны имеющиеся решения. В одном из
дне моря.
дизельные и
обслуживаю-
Г
36
новых американских патентов предлагалось вокруг
платформы и каждой ее опоры разместить специаль-
ные скалывающие механизмы в виде самоходных
фрез. Устройство снабжалось мощными электродвига-
телями, которые круглосуточно вращали гигантские
фрезы, строгающие льды. Это было некрасивое, энер-
гоемкое, сложное решение проблемы в лоб. Известно,
что лед по прочности почти одинаков с бетоном и,
чтобы строгать его, потребуются колоссальные мощ-
ности. Юные изобретатели дружно забраковали аме-
риканский патент. Теперь предстояло выдать свой ва-
риант. Произвели анализ надсистемы и подсистемы
устройства и самой буровой вышки. Выяснилось, что
гораздо легче, с энергетической точки зрения, не дать
образовываться льду на
снимать его.
Но для этого нужна
взять? Оказывается, она в избытке имеется в над-
системе. Дизельные двигатели, стоящие на платфор-
ме и вращающие буровой инструмент, выбрасывают
бесполезно в воздух десятки кубометров раскаленных
выхлопных газов. Остается только опустить выхлоп-
ную трубу в воду рядом с опорой — и проблема ре-
шена. Выхлопные газы, поднимаясь вверх, не только
обогревают опоры, но и, лопаясь на поверхности во-
ды, будут постоянно перемешивать ее, не давая воз-
можности образоваться монолитному льду. Если даже
и образуется лед, он весь будет пропитан вы-
хлопными газами и будет представлять со-
опорах, чем механически
тепловая энергия. Где ее
бой совершенно неопасную рыхлую мас-
су. Это решение, с общего сог-
ласия, было оформлено за-
явкой на изобретение.
... И НАЧИНАЙТЕ ИЗОБРЕТАТЬ!
Кто не знает, в какую гавань он
плывет, для того нет попутного
ветра.
Сенека
Путь к идеалу
Кто был в Москве и посетил Политехнический му-
вей, наверняка с интересом и уважением рассматри-
вал электродуговую свечу Яблочкова. «Русским све-
том» называли ее во всем мире. Она мощно и ровно
освещала улицы Парижа и Лондона, Петербурга и
Нью-Йорка. Но не Яблочков первым предложил ис-
пользовать для освещения электрическую дугу. Горе-
ли дуговые свечи и до него, но как неустойчив и кап-
ризен был их свет! Возле каждой свечи стоял слуга
и время от времени сближал концы угольных стерж-
ней, расположенных горизонтально навстречу друг
Другу. Нужен был механизм сближения электродов
по мере их обгорания, иначе дуга прерывалась.
И такой регулятор появился. Это был шедевр
конструкторской мысли, который не уступал по слож-
ности знаменитым кулибинским часам, но, увы, он
не был таким же надежным. Апартаменты ценителя
электричества освещались в то время так же, как
сегодня строительная площадка ночью освещается
всполохами электросварки. Что же сделал Яблочков?
Он просто-напросто так установил электроды, что...
Впрочем, я не буду лишать вас удовольствия самим
найти решения Яблочкова, прочитав следующую фор-
мулировку задачи: «Электроды сами, абсолютно не
усложняя систему, не допускают увеличения зазора
между своими корпусами и в течение всего времени
горения дуги сохраняют его неизменным на протя-
жении всей своей длины».
Вполне вероятно, что, внимательно прочитав зада-
чу, многие из читателей уже решили ее. Для нагляд-
ности рекомендую взять в руки карандаши-электро-
38
ды и попытаться расположить их так, чтобы зазор
между ними был одинаков по всей длине. Конечно
же, их нужно поставить параллельно! Так и сделал
Яблочков. Теперь по мере обгорания электродов зазор
между ними не увеличивается, а остается всегда по-
стоянным. Никакого регулятора сближения электро-
дов не нужно, потребность в нем исчезла. Он стал
идеальным. Для того, чтобы дуга все же не соскаль-
зывала по корпусам электродов вниз, что она себе
иногда позволяла, Яблочков заполнил пространство
между ними керамическим плавящимся веществом.
При эксплуатации новых светильников, которые
работали на постоянном токе, было замечено, что
бдин из электродов обгорает быстрее другого. Опять
нужен регулятор? Яблочков и здесь оказался верным
своему принципу. Он изготовил электроды разной
толщины. Обгорание стало равномерным.
Были и другие предложения, по которым электро-
ды выполнялись одинаковыми по толщине, но обгораю-
щий быстрее изготавливался в виде спирали.
И здесь мы видим стремление системы освободиться
от вспомогательных механизмов и все делать самой.
Вернемся в наш «автомобильный» век, к его за-
ботам.
Известно, с каким пристрастием работники ГАИ
обращают свое внимание на состояние протекторов
на колесах автомобилей. Это и понятно. Колеса с из-
ношенным протектором часто являются причиной ава-
рий, т. к. плохо «держат» дорогу и увеличивают тор-
мозной путь. Представьте, что вам нужно предложить
такое колесо, которое бы само сигнализировало о том,
что его протектор изношен полностью. Отложите на
минутку книгу и подумайте.
Действительно, лучше всего под протектором рас-
положить слой яркой краски. Выступающая по шине
яркая полоса будет сигнализировать об износе про-
тектора. Краску можно применить фосфоресцирую-
щую, тогда колеса даже в темноте будут сами сигна-
лить* о недопустимости их эксплуатации.
А вот другая ситуация. Нас попросили предло-
жить метод борьбы с хищением книг из библиотеки.
Подумав, мы пришли к выводу: книги сами должны
сигнализировать о том, что их без разрешения выно-
сят из библиотеки. Для многих это желание покажется
более чем странным, и они посчитают его несерьез-
39
ным. Однако в одном из английских патентов пред-
ложено вставлять в корешок книги тонкую магнит-
ную пластинку или нанести на него краску с магнит-
ными зернами. В этом случае книга, уносимая зло-
умышленниками, изменит в дверях напряженность
магнитного поля, а датчики, зафиксировав это изме-
нение, подадут сигнал тревоги. Книга сама себя со-
хранила! Для ее выноса
карю, который положит
нужно вернуться к библиоте-
книгу на стол-индуктор, где
и « позволит» себя вынести из по-
ена размагнитится
мещения.
Еще пример. В США изобретена крысоловка, ко-
торая не убивает свою жертву, а лишь надевает на
нее ошейник с колокольчиком. С этим «подарком»,
вернувшись в свое семейство, крыса наводит панику
на своих сородичей, которые или изгоняют «музы-
кантшу» или сами уходят прочь из этого дома. Кры-
сы сами себя изгнали!
Примеров достаточно, чтобы заметить в них что-то
общее и сделать определенный вывод. Он напраши-
40
I
вается сам: техническая система, развиваясь, стре-
мится стать надежней, проще, эффективней, т. е. ста-
новится более идеальной.
Оказывается, не только мы, люди, желаем устра-
нить свои недостатки и приблизиться к выбранному
нами идеалу. Создаваемая нами техника также
испытывает потребность в своем совершенствовании,
уж мощнее!» — думаем мы, разглядывая
стопятидесятитонный
на
ВДНХ
самосвал. «Куда уж
быстрее!»—говорим мы, провожая взглядом ТУ-154,
уносящий наших знакомых на южный курорт. «Куда
уж сложнее...» •“ и боязливо поглядываем на недавно
вызволенный из ремонта цветной телевизор. Да, мир
техники усложняется. И не вдруг можно понять, в
какую сторону идти, чтобы еще более усовершенство-
вать его. Но все в мире подчиняется своим законам.
Есть они и у технических систем. О них мы погово-
оим несколько позже, отметим лишь, что один из
главных ее законов —это закон увеличения степени
идеальности. Без следования этому закону принци-
41
пиально невозможно улучшить техническую сис-
тему.
Может возникнуть вполне резонный вопрос: если
вакон увеличения степени идеальности так важен для
развития технической системы, то как же мы до сих
пор обходились без него? Как мы сумели придумать
тысячи высокоэффективных устройств, не подозре-
вая о нем? А как древние люди, ничего не зная о
строительной механике, могли построить великолеп-
ные сооружения? Как, не зная гидродинамики и
аэродинамики, они построили быстроходные парус-
ники, которые и сегодня восхищают нас? Это был
сложный и долгий путь поисков и решений, проб и
ошибок. Делались сотни кораблей, пока случайно не
обнаруживались нужные формы, строились тысячи
зданий, пока был выбран нужный по прочности мате-
риал и метод его укладки. Раныпе изобретатель дей-
ствительно не знал о законе увеличения степени иде-
альности, но это вовсе не означало, что он ему не под-
чинялся. Давайте вспомним путь изобретателя,
работающего методом проб и ошибок. Он выглядит
так, как показано на рисунке. Стр. 40—41.
Точка А означает исходное состояние технической
системы, которую нужно улучшать. Но как это де-
лать? Неизвестно. Делается попытка 1, 2, 3. Однако
параметры технической системы не улучшаются. Воз-
вращаемся к исходной позиции и предпринимаем но-
вую попытку в направлении точек 4, 5, 6 — результат
тот же. Наконец в попытке 7 увидели, что техничес-
кая система значительно улучшила свои характерис-
тики и резко продвинулась вперед. Мы оказались в
точке А|. Некоторое время идет успешная эксплуата-
ция этой новой машины, но по мере возрастания на-
ших потребностей возникает необходимость в ее даль-
нейшем улучшении. Следует серия новых попыток
Из каждой точки выпускаются допол-
прощупывающие поисковое поле,
точку 11 и вновь почувствова-
стала легче,
8. 9, 10.
нительные залпы,
Наконец мы попали
ли, что машина резко улучшилась
проще, надежней. Мы оказались в точке Аз.
Снова возникает новая потребность в совершенст-
вовании, я мы с такими же муками повторяем очеред-
ную серию проб и ошибок, пока не продвинемся к
На схеме показано незначительное число проб
42
ошибок. В реальной практике их число может дости-
гать сотни, тысячи и десятки тысяч. Но и на этой
схеме видно, что некоторые ее участки как бы распо-
ложились на одной линии. Это участки 7—Ai, Ц—Аг,
15 — Аз, которые удивительно похожи друг на друга
и смотрят в одну сторону. Создается впечатление, что
мы периодически попадали на какую-то хорошую до-
рогу, позволяющую совершать рывки, и что какая-то
сила тянет нас только в одну сторону. Она действи-
тельно существует, эта сторона, которая называется
идеалом данной технической системы. Именно к нему
и стремится наша машина, делаясь легче, проще, на-
дежнее. Зная о существовании такого идеала, нельзя
ли работу изобретателя в корне изменить, т. е. начи-
нать не с начала исходной позиции, а с конца, с ее
идеального результата?! Работая по-новому, мы долж-
ны будем вначале определить идеал самой техничес-
кой системы, а лишь затем заниматься ее изменением.
При этом допускаем только те изменения, которые
приближают технику к выбранному идеалу. Тогда от-
падают пустые бесплодные попытки, а график работы
изобретателя будет выглядеть так:
43
Мы настойчиво и планомерно приближаемся к
намеченному идеалу, не отклоняясь никуда в сторо-
ну. Идеал для нас, как Полярная звезда для корабля,
плывущего в просторах океана, и пусть мы не дойдем
до звезды, но мы правильно выберем направление на
земле. В известном смысле качество работы изобре-
тателя можно оценить тем, насколько близко он су-
мел подойти к идеалу. Чем больше расстояние оста-
лось до него, тем более сложной сходит с кульмана
конструктора машина. И наоборот, когда сокраща-
ется расстояние до идеала, то все проще, надежней
и дешевле делается машина. А что будет, если мы
достигнем идеала? Машина исчезнет. Ее просто не
будет, но работа выполняться будет. Вспомните регу-
лятор Яблочкова. Именно к такой «невидимой» ма-
шине и должен приближаться изобретатель. Но как
говорится: «Гладко было на бумаге, да забыли про
овраги».
Путь к идеалу не представляет собой асфальти-
рованную дорогу, где изобретатель может прогули-
ваться, насвистывая модную песенку. Этот путь, хотя
и представляет собой прямую в плане линию, он все
же заставлен многочисленными барьерами, главны-
ми из которых являются: административные противо-
речия (АП), технические противоречия (ТП), физичес-
кие противоречия (ФП). Искусство изобретателя и
состоит в искусстве преодоления этих противоречий,
т. е. тех барьеров, которые стоят на пути к идеалу.
Конечно, это сложный и трудный путь, но он
единственно возможный, если мы хотим качественно
улучшить техническую систему. Нам предстоит еще
подробное знакомство со всеми видами противо-
речий и методами их преодоления.
А сейчас, используя понятие об идеале, попытай-
тесь самостоятельно решить несколько изобретатель-
ских задач. Пусть вас не смущает, что они взяты из
различных областей деятельности человека. Для их
«ния достаточно будет представить себе идеал рас-
сматриваемой технической системы. Если все же за-
дачи окажутся трудными для вас, прочитайте следую-
щую главу. Ответы сможете найти в конце книги.
II
Задача № 1. Основание пирамиды Хеопса имеет
абсолютно точную нивелировку, хотя занимает пло-
щадь 4,5 га. Как древние египтяне, не имея современ*
44
ных высокоточных приборов для нивелировки, могли
выполнить эту работу? г
Задача № 2. Вы у врача в зубном кабинете.
Поставив на больной зуб пломбу, врач предупрежда-
ет вас: «Если пломба выпадет, нужно немедленно об-
ратиться снова, чтобы поставить новую, иначе зуб
может разрушиться окончательно, и его придетЬя
удалить». Однако пломба выпадает иногда совершен-
но незаметно, и человек может неделями не подозре-
вать о случившемся.
Как узнать, что пломба потеряна, и следует наби-
раться мужества для очередного визита к врачу?
Задача № 3. А теперь вы портной. Вам принес-
ли модную яркую ткань с различными цветовыми
полосами и попросили сшить летний костюм, но так,
чтобы не был виден шов. Вы приняли заказ и заду-
мались. Любая по цвету нитка будет выделяться на
этом костюме. Спрятать шов во внутрь не позволяет
фасон. Как быть?
Идеальный телевизор
Стремление сделать машину идеальнее — это не
прихоть изобретателя и конструктора, это закон ее
развития. Он просматривается даже в некоторых на-
званиях наших технических систем — самовар, само-
свал, самолет и т. п. Из сказочной старины дошли до
нас слова: скатерть-самобранка, копье-самотык, сапо-
ги-скороходы и другие, в которых мы можем увидеть,
что и наши далекие предки интуитивно чувствовали
перспективное направление развития окружающих их
предметов. Сегодня это направление приобрело силу
непреложного закона.
Мы уже знаем, что, достигнув идеала, техничес-
кая система исчезает. Это кажется несколько стран-
ным — машины нет, а работа выполняется. Однако
здесь нет никакой мистики. Просто функции исчез-
нувшей технической системы «по совместительству*
стала выполнять надсистема, в которую она входит,
или окружающая среда, что иногда составляет одно
и то же.
Немало есть таких изобретений, и они являются
жемчужинами технического творчества. Вспомните
хотя бы самозатачивающийся плуг. Он выполнен трех-
слойным, в своей средней части имеет твердый мате-
45
в габаритах, остается в том же весе и ло-
то же количество энергии. Это наглядно
современных электронных калькуляторах.
риал, по краям мягкий. Под действием внешней сре-
ды — почвы — мягкие слои сдираются быстрее, чем
твердый, и в результате плуг всегда оказывается зато-
ченным. А где же инструмент для его заточки? Он
исчез. Его функцию стала выполнять внешняя среда,
т. е. почва.
Выявлены два пути повышения степени идеальнос-
ти технической системы. Первый путь: сохраняя
функцию неизменной, техническая система упроща-
ется, уменьшается в габаритах, облегчается, сокра-
щает потребление энергии, наконец, исчезает. Вспом-
ните регулятор сближения электродов в дуговой лампе
Яблочкова. Второй путь: техническая система уве-
личивает количество функций, но при этом не увели-
чивается
требляет
видно в
Первые их выпуски совершали только арифметичес-
кие действия. Сегодня они могут вычислять процен-
ты, степени, радикалы, совершать многие другие
функции, хотя остались в прежних размерах и массе.
То же происходит и с наручными часами. Некоторые
их модели не только измеряют время, но и могут
будить вас, напомнить о чем-то неотложном, измерить
пульс, температуру и т. п., как показали исследова-
ния И. Верт кин а, Ю. Саламатова, И. Кондракова, про-
цесс идеализации идет своеобразными волнами. Вна-
чале техническая система, увеличивая свои функции,
усложняется, обрастая вспомогательными устройст-
вами. Затем она вновь упрощается, хотя количество
функций не уменьшается. Следует новый цикл —
новое «разбухание* и последующее «сворачивание».
Наконец происходит полное сворачивание ранее раз-
ветвленной технической системы в какое-то одно «иде-
альное* вещество, которое с успехом выполняет все
многочисленные функции. Вы, вероятно, знаете, что
первые телевизоры были механические. Сотни электро-
магнитов строили примитивное изображение на экра-
не, поднимая и опуская флажки. Затем эти сотни
деталей свернулись в один электронный пучок,
выбивающий отметки на люминесцентном экране. Ко-
личество деталей уменьшилось, хотя количество пе-
редаваемой информации увеличилось.
Затем потребовались новые функции — многока-
нальность, цветность и другие. Современный цветной
46
телевизор оброс массой вспомогательных устройств*
делающих его работу не очень надежной/ Должно
последовать сворачивание всех его многочисленных
приспособлении, обеспечивающих цветность, в какое-
то одно «идеальное» вещество. И такие телевизоры
уже появляются. Они используют в качестве экрана
жидкие кристаллы, управляемые электромагнитным
полем. Теперь телевизор превратился из огромного
дорогого и сложного ящика в плоский тонкий лист,
который можно как картину повесить на стену.
Вероятно, следующими функциями у телевизора
появится запах, объемность изображения, чувстви-
тельность к настроению хозяина и т. п. Он вновь бу-
дет обрастать, «пухнуть», чтобы затем свернуться в
одно какое-то идеальное вещество. Возможно, теле-
визор будущего будет представлять собой обычное
оконное стекло. Он будет и его не будет... Взяв на
себя еще дополнительную функцию — ограждение жи-
лого пространства от внешней среды — он исчезнет.
Наше новое окно может пропускать в комнату сол-
нечный свет, преобразовывать его в электроэнергию,
а при необходимости становиться экраном телевизора.
А может быть, функцию телевизора будет выполнять
не окно, а обои стен или абажур? В принципе это не-
важно. Главное в том, что по мере приближения к
идеалу техническая система обязательно переходит в
надсистему, вначале частично, а затем полностью.
Проиллюстрируем это еще одним небольшим при-
мером. Вспомним родословную нашей обычной шари-
ковой ручки. Еще в прошлом веке основным пишу-
щим инструментом было гусиное перо. Его необходимо
было периодически затачивать и макать в чер-
нильницу, поэтому на столе пишущего всегда нахо-
дился под рукой запас гусиных перьев, нож для их
заточки и бутылка с чернилами. Но вот появилась
ручка со стальным пером. Операция затачивания пера
стала не нужной, исчез и сам нож. Со стола он пере-
шел в надсистему, превратившись на фабрике в заточ-
ный станок для стальных перьев. На столе пишущего
остались чернильница и перо.
Совершенствуясь, новое перо превратилось в на-
ливную авторучку, так называемое вечное перо. Чер-
нильница исчезла, перебравшись этажом выше, т. е.
в корпус пера. Оставалась лишь операция ее заправ-
ки. Но и эта конструкция ручки, казалось бы, доста-
47
*
точно удобная, недолго удерживала лидирующие
позиции. Ее заменила шариковая авторучка, которую
не только чинить и макать, но и заправлять черни-
лами стало не нужно. Устройство для заправки авто-
ручки исчезло, полностью, перейдя в надсистему,__
авод. Следующая очередь, вероятно, за пастой, ко-
торая находится в нашей ручке. Паста должна исчез-
нуть из ручки, и тенденция к этому уже просматри-
вается. Вспомните электронные карандаши, с помо-
щью которых сегодня оператор наносит на экране
надписи и линии. В нем нет пера, нет чернил и пас-
ты, в руках остался один корпус — электрод, возбуж-
дающий люминесцентный слой на экране. Но и эта
последняя деталь не вечна. Машина уже начинает
понимать устные команды человека. Освоив это, бу-
дем учиться посылать ей свои биотоки, сопровождаю-
щие наши мысли, которые она расшифрует и превра-
тит в видимое изображение или слова.
Итак, перо, совершенствуясь, достигло своего идеа-
ла и исчезло. Мы его «потеряли», но не потеряли
возможности вести записи. Однако заменившая его
надсистема, совершенствуясь и приближаясь к своему
идеалу, также будет постепенно лишаться своих эле-
ментов, и, внешне упрощаясь, вначале будет исполь-
зовать работу молекул, атомов, ионов, а затем перей-
дет в свою надсистему, которая будет выполнять роль
общественного секретаря. Находясь вдалеке от нас,
например во Всемирном центре оригинальной мысли,
он всегда будет слушать нас и ждать команды на
восприятие и запись новой мысли. Думается, что ува-
жение и авторитет человека в таком обществе будет
определяться объемом принадлежавших ему ориги-
нальных мыслей. В этом случае уже становится
реальностью любимая мечта фантастов — создание
сверхразума, который будет являться ничем иным,
как объединением творческих мыслей миллиардов
людей, живущих на земле.
Кажется, мы немного увлеклись, пытаясь просле-
дить работу закона увеличения степени идеальности
на нашей шариковой авторучке. Будет ли это действи-
тельно так или несколько иначе, покажет время. Как
говорится — поживем увидим. Ясно только одно:
техника не может развиваться, не приближаясь к сво-
ему идеалу.
Следует отметить еще одну особенность в поведе-
48
►'
нии технической системы по мере возрастания сте-
пени ее идеальности. Вначале техника берется с таяа-
ми природы, затем приспосабливается к ним и, нако-
нец, использует их для своей работы и развитая.
До сих пор, рассматривая развитие технической
системы, мы предполагали, что ее изменяет сам чело-
век. Самоорганизующиеся и саморазвивающиеся тех-
нические системы — это пока дело будущего. Тогда
человек действительно будет занят лишь созданием
новых классов самоорганизующихся машин и вносить
коррективы в программу их работы, а увеличивать
степень своей идеальности машины будут сами. Се-
годня мы еще «вручную» направляем техническую
систему в нужное русло и сами должны составлять
ее идеал...
Как это делается, разберемся в следующей главе.
Идеал, ИКР и прыгающий чайник
чайника
этом, из-
Евгений
Когда-то Джемсу Уатту вид кипящего
подсказал идею паровой машины. Узнав об
вестный персонаж «Литературной газеты»
Сазонов воскликнул:
Я сорок лет гляжу на чайник.
Поэт, прозаик, эрудит.
Но никаких необычайных
Во мне он мыслей не родит!
А как у нас? Появились ли какие-нибудь мысли?
Нет? Так и должно быть. Мы, собственно, не знаем,
что нам нужно изобрести. Лично мне задачу с чайни-
ком подсказал один трагикомический случай. Как
всегда, в утренней суете взглянув на часы, понял, что
могу опоздать, и поспешил из дома. Обошлось, во-
время успел. Через полчаса, отдышавшись, вдруг
вспомнил, что оставил на включенной электрической
плите чайник. Перед глазами стали появляться каро-
тины одна страшнее другой, вспомнился телефонный
номер пожарного подразделения! Под комментарии кол-
лег-острословов я вновь бросился домой. Вечером, идя
с работы, купил новый чайник. Любовно поглаживая
его и желая ему долгой жизни, задумался над тем,
как бы сделать так, чтобы он не повторил историю
своего предшественника. Какая для этого должна
быть поставлена задача?
49
Давайте вместе превратим описанную ситуацию с
чайником в задачу: чайник, оставленный на вклю-
ченной плите, не должен перегреваться даже после
полного выкипания имеющейся в нем воды. Находим
в системе чайник •— плита конфликтующие. элементы:
днище чайника и поверхность нагревательного эле-
мента электроплиты. Теперь уточним задачу: днище
чайника после выкипания воды не должно нагревать-
ся от плиты. Интересно?! Плита же не выключена, а
почему днище не должно нагреваться? Темнота сгус-
тилась — мы подошли к техническому противоречию.
Теперь попробуем представить себе «идеальный»
чайник. Итак, днище чайника само не допускает пе-
регрева и проявляет способность ограждать себя от
поверхности плиты. Попробуем приблизиться и к иде-
алу: вот вся вода выкипела, температура чайника под-
нялась выше 100° С, в этот момент днище где-то
достает теплоизолятор и подсовывает его между со-
бой и плитой. Мы должны верить, что это — возмож-
но, остается лишь найти теплоизолятор, причем са-
мый лучший. Из справочника узнаем, что таковым
является воздух; Следовательно, при перегреве между
днищем и плитой должен появиться воздушный зазор.
Но ведь для этого нужно поднять чайник, а днище
это делать не умеет. Как быть? Еще раз уточняем
вадачу, которая стала звучать так: днище, перегре-
ваясь, должно само поднять чайник. Вероятно, вы
уже увидели свет в конце тоннеля? Но продолжим.
Нужно поднять чайник, а для этого нужна энергия.
Где ее взять? Короткая ревизия имеющихся ресур-
сов — и энергия найдена — это тепло самой плиты.
Теперь необходимо только найти элемент, способный
преобразовать тепловую энергию в механическую.
Дальше уже почти не интересно. Снова открываем
справочник — таких термочувствительных элементов
много, например биметалл — он, перегреваясь, изги-
бается. Все. Задача решена. Мы просто-напросто при-
крепляем к днищу чайника биметаллические пласти-
ны, которые при нагреве выше 100°С (выкипела вода)
изгибаются и поднимают его над плитой. Образуется
теплоизолятор — воздушная прослойка 30—40 мм.
Чайник спасен. Можно расположить у днища коль-
цевую пружину, которая в сжатом состоянии будет
удерживаться биметаллическим фиксатором^ Нагрев-
шись выше 100°, он отпустит пружину, и чайник или
ТЯТР™ЛЛЛ ®У?вальном смысле прыгнет с плиты на
пол, спасая себя от перегрева, а дом от пожара.
Остается добавить, что первыми чайник «спасли»
школьники 8-го класса, которые получили настоящие
взрослые авторские свидетельства по заявке «Уст-
ройство для тепловой обработки пищевых продуктов
(варианты)»*. Это Андрей Усынин, Игорь Иванов, Анд-
рей Мотыченко, Геннадий Огородников, Виктор Си-
няк. Не исключено, что вы можете найти и другое ре-
I
шение, но оно обязательно должно приближать ваш
чайник к идеалу, ибо, я думаю, согласитесь и вы,
что «совершенство не там, где нечего добавить, а там,
где нечего отнять».
♦Требуй невозможного — получишь максимум!» —
думал Наполеон, наставляя своих генералов. Мы так-
же должны ставить перед собой сверхзадачу, чтобы
решить обычную задачу. Наша сверхзадача — это
• Авторское свидетельство № 1243690, 1986 г.
51
идеальная машина, которая является самой легкой в
мире она ничего не весит, самая экономичная в
мире, т. е. совсем не потребляет энергии, наконец, она
самая маленькая — ее совсем не видно.
Люди, далекие от техники, от ее проблем, подчас
считают, что самое трудное — решить задачу. Что же,
не будем их разубеждать в этом, только несколько
уточним и внесем поправку: самое трудное в реше-
нии задачи — это очистить ее от наслоений, выбрать и
преодолеть противоречия, стоящие перед идеалом.
Но идеал нужно научиться сформулировать. Для этого
в ТРИЗ существуют специальные правила составле-
ния идеального конечного результата — ИКР. Если за-
дача освобождена от лишних элементов, и в ней до-
статочно ясно выявлено противоречие, то ИКР можно
составить сразу же, непосредственно к изменяемому
элементу. Если задача не ясна, вначале необходимо
выявить содержащееся в ней противоречие, а затем
«страдающий» элемент и уже к нему составить ИКР.
Составляя идеал, мы, как правило, еще не знаем, что
поможет нам достичь его. Поэтому берем в помощни-
ки некий икс-элемент, который наделяем всемогущи-
ми свойствами. Пусть это нас не смущает, решая
задачу, постепенно определим, что скрывается за;
этим незнакомцем и какой он должен иметь вид.
Общая канва составления формулировки ИКР вы-
глядит следующим образом: икс-элемент, абсолютно
не усложняя систему и не вызывая вредных явлений,
устраняет (указать вредное действие) в течение
(указать время действия) и в пределах (указать место
и зону действия), сохраняет способность (указать рас-
сматриваемый элемент) совершать (указать необходи-
мое полезное действие). Конечно, не исключается воз-
можность самостоятельного уточнения и некоторого
изменения формулы ИКР, если это поможет лучше
отобразить желаемое действие.
При решении изобретательских задач достичь пол-
ного идеала удается редко. Чаще приходится отсту-
пать от намеченной цели и вводить какие-то новые
элементы. Но идея все же срабатывает — мы получа-
ем максимум.
Не приходилось ли вам в школе, еще даже не ре-
шив задачу, заглядывать в конец учебника в поисках
ответа, а затем старательно подгонять к нему свое
решение? Конечно, это нечестный способ получать
52
пятерки, но удивительно то, что в изобретательстве
именно этот способ является единственно верным и
единственно возможным. Мы вначале должны узнать
ответ ИКР, а затем сделать решение.
А сейчас, используя подсказку-идеал, попробуем
самостоятельно решить задачу.
На пульте управления химического аппарата рас-
положены десятки кнопок. Среди них есть одна —
аварийная, нажав на которую можно мгновенно оста-
новить весь процесс. Внимание оператора сосредото-
чено на приборах, а не на пульте управления. Как
исключить ошибочное, непреднамеренное нажатие на
аварийную кнопку? Все кнопки должны оставаться
открытыми и располагаться на одной панели.
Составляем ИКР: икс-элемент, абсолютно не ус-
ложняя систему и не вызывая вредных явлений, не
допускает возможности случайного нажатия на ава-
рийную кнопку в течение всего времени работы опе-
ратора и, находясь в пределах пульта управления, со-
храняет способность срабатывания аварийной кнопки.
Как это может быть? Есть несколько
ответа.
Аварийную кнопку устанавливают на
на одном уровне с остальными, а гораздо
бы дотянуться до нее, нужно опустить весь палеи.
Такое движение у оператора не может быть случай-
ным.
Другой вариант. Кнопку располагают в «перевер-
нутом» виде и нажимают ее не сверху, как остальные
кнопки, а снизу или сбоку.
Еще вариант. Вместо одной аварийной кнопки
стоят две, но в разных концах пульта. Чтобы остано-
вить химический процесс, обе кнопки нужно нажать
одновременно. Наконец, возможен и такой вариант:
на поверхности кнопки расположены небольшие ост-
рые шипы. При случайном касании палец, уколов-
шись, тотчас отдергивается. При необходимости вы-
дать аварийный сигнал придется немного потерпеть,
нажимая на эти шипы. Но аварийная ситуация это
исключительно редкое явление, и этот момент —ма-
ленький геройский поступок — не будет в тягость.
Итак, мы познакомились с составлением ИКР при
решении изобретательской задачи. А теперь хочется
напомнить одну древнюю притчу, которая, как мне
кажется, заслуживает внимания изобретателя.
вариантов
панели не
ниже, что-
53
деления бракованных банок от
Обожженные солнцем Франции, блестят от пота
спины грузчиков XI века. Гулко катятся по дощатому
настилу тяжело груженные мрамором тачки. Идет за-
кладка фундамента под знаменитый в будущем
Шартрский собор.
— Чем ты занят, уважаемый? — спросил прохо-
жий первого грузчика?
— Не видишь, что ли? — ответствовал тот.— Ка-
мень тащу!
— А ты, почтенный? — обратился прохожий к*
другому.
— Я кормлю свою семью»— последовал ответ.
Тот же вопрос был задан и третьему.
— А я строю дворец! — и человек гордо показал
усталой рукой в сторону фундамента.
Пожалуй, самое важное в изобретательстве — это
увидеть свой еще не выстроенный дворец.
А теперь задача, которую вы попытайтесь решить
сами.
Задача № 4, Вы попали на консервный завод.
Позванивая, нескончаемым потоком движутся по кон-
вейеру обмытые горячей водой пустые стеклянные
банки. Но некоторые из них имеют трещины в корпусе
и сколы на горловинках. Предложите устройство для от-
их общего потока.
Только, прошу вас, не окунайте
применяйте фотоэлементы и прочую
те проще, идеальнее! Удачи вам на
банку в воду, не
экзотику. Делай-
пути к ИКР!
Если ваш ответ совпадет с ответом, помещенным
в конце книги, значит, мы с вами единомышлен-
ники. Но в любом случае, продвигаясь к
идеальному конечному результату, вы
встретитесь с трудностями. Их
нужно знать и уметь преодо-
левать. Именно об этом
пойдет разговор со
следующей гла-
вы.
ВНАЧАЛЕ БЫЛО ПРОТИВОРЕЧИЕ
Наличие противоречия есть Крите*
рий истины, отсутствие противоре-
чия — критерий заблуждения...
Георг Гегель
Зародыш в новорожденном
«...И подъехал богатырь на своем коне к перекрест-
ку двух дорог и видит: лежит большой камень, а на
камне том надпись: «Направо пойдешь — коня поте-
ряешь, налево пойдешь — голову сложишь». Задумал-
ся Иван-царевич...»
Кому незнакома эта прелестная русская сказка?
Давно ли мы с затаенным дыханием слушали ее не-
торопливое повествование, искренне переживая и
горячо желая удачи Ивану-царевичу. Но вот мы вы-
росли. У нас появились свои проблемы, и теперь мы
уже сами частенько стоим на перекрестке дорог, изу-
чая безрадостную надпись на камне. А камень этот
в изобретательской практике называется техническим
противоречием. Он появляется внезапно, как злой
джинн во весь рост, когда мы хотим основательно улуч-
шить что-либо в машине или в технологии производ-
ства. Даже, когда мы, желая быстрее сварить обед на
костре, все больше и больше разводим огонь, то оно,
это противоречие, и здесь ехидно выглядывает из на-
половину сожженной каши. Мир техники полон про-
тиворечий явных и не явных. Именно они заставляют
изобретателя вершить свой бесконечный поиск.
Иммануил Кант, судивший обо всем основательно,
заявил: «Изобрести что-то — это совсем не то, что от-
крыть, ведь то, что открывают, предполагается уже
существующим до того открытия, только оно еще не
было известно, например Америка до Колумба; но
то, что изобретают, например порох, не было никому
известно до мастера, который это сделал».
Трудно не согласиться с этой мыслью. Действи-
тельно, изобретатель вынужден искать то, что в при-
55
роде еще не существует, а если и существует, то по
многим причинам неприменимо и требует изменения.
Трудность состоит в том, что, создавая это ♦несу-
ществующее», мы не имеем права нарушать уже
существующие законы природы. Да, нарушать зако-
ны нельзя, но и остановиться в своем развитии мы
тоже не можем.
В этой ситуации знаменитый гамлетовский воп-
рос «быть или не быть?» из своей риторической сути
перерастает в конкретную жесткую действительность.
Если мы попытаемся уклониться от ответа или не
заметить этот вопрос, он превращается в еще более
грозную проблему, которая затрагивает уже более
глубокие интересы общества и входит в конфликт
с окружающей средой.
Искусство изобретателя и состоит в том, чтобы
из цепи противоречий выявить главное его звено и,
используя известные законы природы, разомкнуть
его.
Изобретение пороха, о котором упоминает Кант,
также явилось результатом разрешения противоречия,
возникшего в свое время в стрелковом оружии. Лук,
как боевое оружие, вполне удовлетворял нападающего
до тех пор, пока не появились рыцарские доспехи...
Чтобы стрела могла пробить латы, от лука потребо-
валась уже несравненно большая мощность. По этой
причине он становился все более тугим. Оттянуть те-
тиву такого лука уже не каждому было под силу.
Возникло противоречие — лук должен быть тугим,
чтобы передать стреле большую мощность, и лук не
должен быть тугим, чтобы была возможность оття-
нуть тетиву. Вначале была попытка преодолеть это
противоречие «в лоб». Создавались огромные луки,
которые оттягивались целой командой стрелков. Но
это резко снижало подвижность боевых отрядов и
терялось одно из главных достоинств лучника — ско-
рострельность. Следующая попытка обойти противо-
речие была предпринята на «конструкторском» уров-
не. Это был тот же лук, но его тетива оттягивалась
уже с помощью ручной лебедки.
С этим арбалетом* мог управляться уже один стре-
лок, но на взвод и заряжение уходило слишком мно-
i
старинное ручное метательное оружие в фор-
ме лука.
56
кого развития. Противоречие
го времени. Терялась скорострельность, а убойная
сила повышалась ненамного. Недостатки арбалета
перечеркнули его достоинства, и он не получил широ-
кого развития. Противоречие в стрелковом оружии
было преодолено только с переходом к использованию
химической энергии вещества — пороха.
Теперь уже не требовалась огромная физическая
сила, а пуля, бывшая когда-то стрелой, получала до-
статочную энергию, чтобы пробить любые доспехи.
Но и это^новое стрелковое оружие не оставалось без
изменений. Оно совершенствовалось, испытывая но-
вые противоречия. Например, первые ружья заряжа-
лись со ствола и по этой причине должны были быть
короткими, но они же должны были быть и длинными,
т. к. при коротком стволе пуля не успевала набирать
достаточную скорость от расширяющихся пороховых
газов.
Разрешение этого противоречия осуществилось пу-
тем введения в ружье затвора и магазинной коробки,
которые позволяли вкладывать пулю в ствол со сто-
роны приклада.
Дальнейший путь развития стрелкового огнестрель-
ного оружия также был связан с преодолениями оче-
редных противоречий. Собственно, проследив развитие
любой технической системы, мы везде увидим один
общий признак — качественное ее улучшение стано-
вилось возможным только через преодоление проти-
воречий. Иного пути не существует.
Видимо, великий Шиллер ошибся, сказав в свое
время: «Истина ничуть не страдает, если кто-либо не
признает ее». Оказывается, страдает. И мы погрешим
против истины, если, конструируя новую технику, не
будем учитывать возникающие в ней противоречия.
К сожалению, начинающий изобретатель, выйдя на
эту дорогу и столкнувшись с противоречиями в зада-
че, пугается и отступает перед их кажущейся непре-
одолимостью. Но так поступать равносильно тому,
как если бы вы, будучи хирургом, во время операции
испугались воспаленного аппендикса и, не удалив его,
спешно зашили рану.
Изобретатель — хирург техники, его обязанностью
является устранить, убрать или заменить «воспален-
ный» узел машины. Вы не будете настоящим изобре-
тателем, пока не научитесь находить и преодолевать
противоречия.
57
С тех пор, как^кузнец от делания подков перешел
к деланию автомобилей, у человечества накопился
достаточно большой опыт общения с противоречиями
в технике.
Как правило, это были нерадостные встречи, каж-
дая из них заставляла останавливаться и мучительно
выбирать дальнейший путь. Велико было желание
вообще не связываться с этими противоречиями, а по-
пытаться как-то обойти их стороной. Но подобные
действия напоминают поведение страуса, который в
случае опасности прячет голову в песок, наивно пола-
гая, что теперь он весь находится в безопасности.
В конце прошлого века лондонские эксперты под-
считали, что если гужевой транспорт будет и дальше
развиваться темпами, которые диктовала бурно раз-
вивающаяся промышленность города, то через 20 лет
Лондон окажется под двухметровым слоем навоза...
Эта безрадостная картина видилась в неразрешимости
противоречия — лошадей должно быть много, чтобы
обеспечивать сырьем фабрики и заводы, и лошадей
должно быть мало, чтобы сохранить город. Положе-
ние спас автомобиль. Лошадиных сил в городе стало
действительно во много раз больше — в каждом мото-
ре насчитывались уже десятки или даже сотни, в
то же время лошадей не .стало. Противоречие разре-
шилось переходом транспортной системы на качествен-
но новый уровень. С появлением автомобиля каза-
лось, что достигнуто полное благополучие и городу
уже ничего не грозит. Но как говорят французы: «Ес-
ли у вас все нормально, не беспокойтесь — это не-
надолго».
Радуясь автомобилю, в двадцатые годы никто из
нас не думал, что безудержный рост их числа приве-
дет к другой проблеме — загрязнению воздушной сре-
ды. Лондон снова первым почувствовал неладное. Над
городом повис печально знаменитый автомобильный
смог, образованный выхлопными газами сотен тысяч
моторов. Люди задыхались, регулировщики на пере-
крестках облачались в кислородные скафандры. Это
заявляло о себе непреодоленное техническое противо-
речие в двигателе внутреннего сгорания — топливо в
цилиндре должно сгорать быстро, чтобы дать
достаточную мощность, и оно же должно сгорать
медленно, чтобы среагировать полностью и не обра-
зовывать токсичные соединения.
58
пмчмпАл fiJ ло6“леи было мало, это положение не
вызывало беспокойства. Мощь, скорость, комфорт за-
вораживали конструкторов. Вылетающее полус'Ьорев-
шее топливо из выхлопных труб наводило лишь на
мысль установить более емкие баки для топлгип^,
С увеличением числа автомобилей положение резко
изменилось. Неразрешенное техническое противоречие
самим человеком и природой,
выхлопных газов значительно
и
вступило в конфликт с
Различные дожигатели
усложняют двигатель
забирают изрядную
до-
помогают и различные добавки,
действуют на сам
лю его мощности. Не
вводимые в топливо. Они вредно
двигатель. Этими и подобными средствами мы пыта-
емся обойти противоречие, но не разрешить его. Уже
знакомая нам тактика страуса...
Любимое дитя XX века, развившись, успело нако-
пить в себе столько неразрешенных противоречий, что
уже давно и успешно воюет с человеком, наказывая
его за скудность и робость изобретательской мысли.
Ныне на дорогах мира от автомобиля погибает более
четверти миллиона человек в год. Это больше, чем
всех погибших от стихийных бедствии планеты зем-
69
летрясений, ураганов, штормов и т. д. Автомобиль,
тесня природу, наносит ей несравненно больший
ущерб, чем все остальные вредители и болезнетворные
микробы. Если бы природа умела стрелять, она в
первую очередь «застрелила» автомобиль.
Противоречие, которое несет в себе автомобильный
двигатель внутреннего сгорания, перерастает в бедст-
вие глобальных масштабов. Такое положение не мо-
жет оставаться дальше. Оно должно быть изменено.
И оно изменится, когда мы научимся сжигать топли-
во в цилиндре без образования токсичных выхлопов.
Но для этого нужно резко увеличить время его горе-
ния, а это приведет к потери мощности... Снова про-
тиворечие.
Попробуем его разрешить, используя рекоменда-
ции ТРИЗ, и разнесем противоречивые требования во
времени и пространстве (см. приложение 1). Это значит,
что сжигать топливо, причем полностью и качествен-
но, мы должны в одном месте, а использовать полу-
ченную энергию в другом месте. Двигатель внутрен-
него сгорания должен покинуть автомобиль, освободив
место для аккумулирующей установки — электри-
ческого, инерционного, газового и иного типа. Дума-
ется, что первым эту роль займет не электрический
аккумулятор, а инерционный. Он проще, легче и на-
дежней. Созданные сегодня супермаховики уже могут
запасать в себе энергию, достаточную для движения
автомобиля на многие сотни километров. Конструк-
ции супермаховиков совершенствуются. Единожды рас-
крученные, они уже могут сохранять свое вращение
в течение многих лет.
Реальной станет картина, когда на автозаводах
вместо мотора в автомобиль будут устанавливать су-
пермаховик, уже раскрученный на полные обороты.
Его энергии хватит на несколько месяцев эксплуата-
ции автомобиля. Затем последует новая подкрутка, и
снова автомобиль ездит, не имея мотора. Для раскрут-
ки маховиков будут предусмотрены специальные ТЭС,
которые по сути своей представляют те же самые ав-
томобильные двигатели, но вынесенные
города и объединенные в один.
Итак, автомобиль стал экологически чистым. Что
же дальше? Все ли исчезли проблемы? Увы, разви-
вая и дальше свой новый автомобиль, мы обязатель-
но столкнемся с новыми противоречиями, которые так-
за пределы
же По тРебУЮТ своего разрешения. Этот процесс нес-
Thofin я МфйуиНДИКТУе'ГСЯ самой диалектикой развития.
Любая техническая система уже в зародыше несет
в себе начало будущих проблем, которые возрастают
по мере увеличения наших потребностей. Тесная взаи-
мосвязь желаемого и нежелаемого была отмечена
в древности. Китайская монада трактовала ату дву-
единую связь следующим образом*. «Нет добра, в
котором бы не содержалось зло, и нет зла, в котором
бы не содержалось добро». Графически это они выра-
жали следующим образом.
i
Конечно, можно соглашаться или не соглашаться
с такими обобщениями, но, что касается изобрета-
теля, он обязан видеть в своей новой, только что
рожденной им машине, и зародыши ее будущих не-
достатков. Это позволяет своевременно принять меры
для устранения противоречия еще до того, как он;
сами заявят о себе во весь голос.
Допустим, что нам удалось спроектировать авто-
мобиль, развивающий скорость 700—800 километров
в час. Какие появятся противоречия? Одно из них —
мы должны иметь надежные «мертвые» тормоза, что-
бы в случае опасности произвести резкое торможение,
и мы не должны их иметь, т. к. при резком торможе-
нии могут возникнуть перегрузки, которые не выдер-
жат пассажиры. Придется снабдить наш автомобиль
специальной радарной установкой, которая прощупы-
вает дорогу на несколько километров вперед, т. к. тор-
мозной путь составляет более 500 метров. Но это не-
61
вероятно усложняет автомобиль, и к тому же любая
дорога имеет повороты, уклоны, где радарная уста-
новка будет бесполезной. Выявленное противоречие
заставляет нас отказаться от задуманного автомобиля.
А люди все же хотят ездить на земле все быстрее.
Как быть? Противоречие, обнаруженное в заду-
манном автомобиле, может разрешиться только уже
на уровне надсистемы, в которую он входит, т. е. нам
нужно заняться изменением самой дороги. Ее полот-
но мы должны поднять над уровнем земли, чтобы
исключить появление на ней любого случайного пред-
мета, вызывающего необходимость экстренного тормо-
жения. Скорее всего эта дорога будет напоминать
собой обычный монорельс, который служит не только
опорой для колес, но и позволяет транспортировать
энергию для движения. Что же осталось от автомо-
биля? Одна кабина для пассажиров и двигатель элек-
трического или электромагнитного типа. Цель достиг-
нута — мы безопасно перемещаемся на земле со ско-
ростью 700—800 километров в час.
Кстати, в Японии проектируется и изготавливается
высокоскоростная монорельсовая дорога, по которой
вагоны с пассажирами будут перемещаться со ско-
ростью 400—500 километров в час.
Преодолевая противоречия, городской транспорт из
моносистемы, сегодня представляющей собой отдель-
ные автомобили, неизбежно перейдет в полисистему.
Это будут уже упомянутые монорельсовые дороги, и
подвижные высокоскоростные тротуары, и спрятан-
ные под землей пневмотрубопроводный транспорт и
другие не менее высокоорганизованные, экологически
чистые и безопасные технические системы. Конечно,
не исключена возможность присутствия в будущем
и нашего обычного автомобиля. Но это будет прогу-
лочный, специальный или спортивный автомобиль,
относительно тихоходный и такой же редкий, как
сегодня лошадь на улицах города.
Из сказанного следует, что противоречия опреде-
ляют не только настоящее, но и будущее развиваемой
технической системы. Выявление и анализ противо-
речий представляют собой эффективный инструмент
прогнозирования техники будущего.
Интересно отметить удивительную изобретатель-
ность природы, которую она проявляет при возник-
новении противоречий. Вот один из примеров. Зате-
62
рянныи в океанских просторах остров Маврикий по-
крывают заросли кальварии. Но семена этих растений
усиленно склевываются птицей дронт. Природа вы-
шла из неблагоприятного положения следующим об-
разом. Она снабдила семена кальварии необычно
толстой оболочкой. Зародыш растения может про-
клюнуться лишь в том случае, если скорлупа семени
поистерлась о пищеварительные камушки, которые
дронт, подобно многим другим птицам, глотает и по-
стоянно носит в желудке. Разрешив противоречие —
быть съеденным и не быть съеденным,— кальварии полу-
чили возможность размножаться и благоденствовать.
Теперь, после того как мы увидели общий порт-
рет противоречия в технике, вглядимся внимательнее
в его очертания.
Среди наслоения и хаоса четко выделяются три
вида противоречий — административное, техническое
и физическое.
Познакомимся с каждым из них в отдельности.
Знаю что, но не знаю как
(Административное противоречие)
Философия административного противоречия про-
ста и звучит обезоруживающе прямолинейно, напри-
мер: «Так делать нельзя, но делать все-таки нужно!».
Убедительно, не правда ли? Административные про-
тиворечия, как правило, порождает сам человек, точ-
нее те организованные обстоятельства, которые он
создал. Приведем в качестве примера следующий ис-
торический случай.
Около двенадцати столетий назад, в 800 году, про-
исходила коронация Карла Великого. По ритуалу воз-
ложить корону на Карла должен был папа римскии.
Перед Карлом возникла нелегкая задача. Коронация
была нужна для укрепления власти, поэтому полити-
ческие соображения диктовали необходимость ее про-
ведения «по всей форме». С другой стороны, из-за
политических же соображений было совершенно недо-
пустимо чтобы папа римский короновал Карла, по-
скольку ’ получалось, что папа выше императора: раз
папа дал корону, он может когда-нибудь и !
ее. Возникла сложная ситуация: Карл долженИ5ыть
коронован папой римским, чтобы соблюсти ритуал,
и не должен, чтобы не оказаться в зависимости от
духовенства. Карл Великий нашел оригинальный вы-
ход. В момент коронации он выхватил корону из рук
папы и сам водрузил ее на свою голову. Да здравству-
ет король! Ничто и никто не может быть выше ко-
р оля!
Тысячу лет спустя, в декабре 1804 года, в парижском
соборе Нотр-Дам происходила коронация Наполеона.
И снова возникла аналогичная ситуация. Наполеон
воспользовался приемом Карла Великого и также пе-
рехватил из рук папы римского свою корону...
А что прикажете делать? Противоречие ведь то же
самое, значит, и прием должен быть тот же.
Административное противоречие присутствует и в
технике. Правда, там оно имеет несколько иной вид,
но порождает те же проблемы и те же размышле-
ния — нужно что-то делать, но не знаю как.
Административное противоречие включает в себя
целый клубок задач, и многие трудности при его
разрешении обусловлены попытками сразу понять си-
туацию без выявления конкретной задачи. Непопу-
лярность многих заводских темников, этого своеоб-
разного перечня изобретательских задач, и определе-
на именно тем, что в них, как правило, представлены
только административные противоречия. В обязаннос-
ти изобретателя и входит преодоление этого противо-
речия путем превращения неясной расплывчатой си-
туации, состоящей из клубка задач, в одну конкрет-
ную техническую задачу.
Давайте заглянем в один из таких перечней и по-
пытаемся преодолеть имеющееся там административ-
ное противоречие. Нам предлагают: «Усовершенствуй-
те существующую высоковольтную линию электро-
передачи, мачтовые опоры которой расположены в
зоне вечной мерзлоты. Некоторые фундаменты мач-
товых опор отогревают прилегающий к ним грунт,
который разжижается, теряет свою несущую способ-
ность, и опоры падают. Предложите способ, исклю-
чающий это явление*. Прочитав такую формулировку
задачи, мы вряд ли сможем ясно представить себе,
чем же, собственно, предстоит заняться.
Разработать новую конструкцию мачты, чтобы она
не передавала тепло на фундамент? Но ведь мачта
уже изготовлена и стоит там, где ей положено. Изме-
нить мачту уже не представляется возможным. Пред-
64
дожить новый фундамент? И этого делать нельзя.
Потребовались бы значительные капитальные работы
и связанное с ними отключение линии. Сменить вок-
руг фундамента грунт? Мало вероятно, что нам удаст-
ся сделать это без отключения линии. Выходит, что
мы можем заняться только укреплением имеющегося
грунта путем его искусственного подмораживания.
Но опор сотни. Неужели придется возле каждой из
них в теплое время года пропитывать грунт низко-
температурной жидкостью? Это невозможно, да и не
нужно. Аварийная оттайка грунта происходит толь-
ко под некоторыми опорами. Но как узнать, под ко-
торой именно? Вот и появилась задача. Звучать она
уже стала так: предложите устройство или способ
обнаружения аварийной оттайки вечно мерзлого грун-
та под опорами линии электропередачи.
Сравните эту формулировку задачи с первоначальной.
Разница значительная. Мы уже точно знаем, ка-
кой проблемой надо заниматься.
В случае вновь проектируемой линии могло быть
выявлено совсем иное направление. Итак, уточнив
ситуацию, мы преодолели административное противо-
речие и из клубка задач получили одну вполне чет-
кую задачу.
Но выявление задачи — это только начало работы
изобретателя. После уточнения задачи нужно выйти
на содержащееся в ней техническое противоречие. Что
же это такое техническое противоречие и какова его
природа?
Знаю как, но от этого еще хуже
(Техническое противоречие)
Техническое противоречие возникает между пара
метрами системы, ее узлами или группами деталей*
Техническое противоречие диктует: «Если ты улуч-
шишь одно —то непременно ухудшишь другое!» Мно-
го колышков с табличкой «Финиш» оставили здесь
изобретатели.
Понять суть технического противоречия нам
может следующий пример. Допустим, вы решили уве-
личить скорость самолета и для этого поставилиi на
него новые мощные двигатели. Страшный рев этих
двигателей сотрясает аэродромные плиты, но крылья
по-
3 ,..ц firiiiHafiTe и :-i
65
яе могут оторвать от земли значительно потяжелев-
ший самолет. Тогда вы решаетесь увеличить крылья.
Теперь самолет взлетает, но возросшее лобовое сопро-
тивление крыльев съедает всю мощь ваших новых
моторов. Цель не достигнута — скорость не увеличи-
лась.
Это получилось потому, что вы не устранили глав-
ного противоречия,— крылья должны быть больши-
ми, чтобы обеспечить достаточную подъемную силу
при взлете, когда скорость еще мала, и они же долж-
ны быть маленькими, чтобы в скоростном полете,
когда подъемная сила резко возрастает, не оказывали
большого лобового сопротивления.
До недавнего времени казалось, что это неразре-
шимое противоречие. Конструкторы шли на компро-
мисс. Они выбирали площадь крыльев такой,чтобы она
была минимальной, но достаточной для взле-
та. Но это был обходной путь — из двух зол
выбиралось меньшее. Какое-то время положение было
терпимым. Но вот потребовались новые, более высо-
кие скорости. Идти по проторенному пути уже не
удавалось. Тогда решили увеличить взлетную и по-
садочную скорости самолетов, доведя ее до несколь-
ких сот километров в час. Поднимать в воздух такие
самолеты и садить их на аэродромы становилось все
труднее и опаснее. Взлет и посадка стали одним из
сложных и ответственных элементов полета. Длина
взлетных дорожек стала измеряться километрами.
Аэродром все дальше и дальше уносился за пределы
города. Возникла ситуация, когда путь до аэропорта
требовал больше времени, чем сам полет. Получился
тришкин кафтан — в одном месте улучшили, в дру-
гом недопустимо ухудшили. Противоречие с крыльями
требовало своего разрешения. И вот появились само-
леты с изменяемой геометрией крыла. Теперь при
взлете крылья «распушались», увеличивая свою пло-
щадь на 60—60%, а с набором высоты и скорости
они вновь уменьшались. Это позволило при тех же
двигателях значительно увеличить крейсерскую ско-
рость.
Вернемся к задаче о сигнализации оттайки грунта
под опорами ЛЭП. Итак, нам нужно узнать, под ка-
кой именно опорой произошла недопустимая оттайка
грунта, чтобы успеть вовремя принять соответствую-
щие меры по его искусственному подмораживанию.
66
ппн^риптллгг^М°РаЖИВаННЯ гРУНта известны и широко
полом и™ я’ Иапри“сР его пропитка жидким кисло-
родом или азотом. Учитывая, что опоры ЛЭП часто
проходят по труднодоступной гористой или болотис
той местности, нам желательно узнавать о состоянии
грунта с воздуха, т. е. с самолета или вертолета.
Первая мысль, которая, вероятно, приходит к каж-
дому из нас, это поместить в грунте рядом с фунда-
ментом несколько равномерно расположенных по глу-
бине термометров. Снимая с них показания и преобра-
зовывая их в сигнальные огни на мачте, мы могли бы
судить о состоянии грунта с воздуха. Казалось бы,
это единственно верный способ. Но обычные термомет-
ры не пригодны, закопанные в грунт, они не дадут
информации наверх. Следовательно, мы вынуждены
применить электроконтактные термометры или спе-
циальные термопары. Ио тогда понадобятся индиви-
дуальные источники энергии в виде аккумуляторов,
дополнительные приборы для приема и обработки по-
ступивших из грунта сигналов, специальные электро-
провода и контролирующая аппаратура. Кроме того,
учитывая морозное пучение грунта, мы должны при-
нять меры, чтобы заложенные в нем приборы и про-
вода не были повреждены. Возникает необходимость
в специальных защитных устройствах и приспособ-
лениях.
Итак, желая улучшить информативность системы,
мы столкнулись с недопустимой сложностью. В самом
деле: «Знаю, как делать, но от этого еще хуже».
Уж лучше, решаете вы, все оставить по-старому и
вручную, с помощью лома или лопаты, определять
состояние грунта возле каждой опоры. Правда, это
долго, дорого, но зато надежно. Но рассудив так, мы
тем самым признали свое поражение от выявленного
технического противоречия. Как быть? Имеющийся в
ТРИЗ специальный набор приемов технических про-
тиворечий поможет найти выход из этого положения.
Об этих приемах и правилах их использования будет
рассказано в специальной главе, а пока мысленно до-
пустим, что они нам не помогли. В этом случае мы
должны продолжить работу с выявленным техничес-
ким противоречием и по специальным правилам пре
образовать его в физическое противоречие.
Нужно запомнить главное: техническое противо-
речие—это есть конфликт внутри технической сис-
67
темы, между ее узлами. Улучшая что-то одно, недо-
пустимо ухудшается другое. Техническое противоре-
чие— главная сила, заставляющая развиваться тех-
нику, но это всего лишь середина на пути к решению.
Мы пойдем дальше.
Знаю что и как, но не знаю,
каким образом
(Физическое противоречие)
Когда мы начинаем «дробить» задачу на элемен-
ты и уточнять ее, техническое противоречие заменя-
ется физическим. Можно сказать, что, получив его,
мы угадали 5 цифр из 6 в нашей технической лоте-
рее.
Физическое противоречие возникает не между па-
раметрами технической системы, а внутри ее в каком-
либо одном элементе или даже в части его.
Сравнивая существующую ситуацию с идеальной,
находим то, что мешает в оперативной зоне достиже-
нию поставленной цели. Это и будет искомое физи-
ческое противоречие. На этом этапе окончательно
завершится постановка задачи. И можно заняться соб-
ственно ее решением. Проследим это на примере.
Однажды, рассказывая о теории технического твор-
чества, я попросил слушателей подобрать задачу и по-
пробовать самим же ее решить. Мое участие должно
было быть минимальным. Я должен был следить, чтобы
слушатели не возвращались к методу проб и ошибок
и точно выполняли предписания ТРИЗ. Такая задача
нашлась. Для основной массы слушателей и меня она
оказалась новой и неизвестной. Предложил ее один
уважаемый авиационный техник, который обслужи-
вал самолеты. Суть задачи сводилась к следующему.
При посадке самолета происходит повышенный
износ колес шасси. Неподвижные колеса, касаясь на-
бегающих аэродромных плит, не могут мгновенно рас-
крутиться и проскальзывают по их шершавой поверх-
ности. После посадки на колесах можно заметить
лысины, которые сняты, будто напильником. Это и
есть результат встречи неподвижных колес с аэро-
дромными плитами на большой скорости. Для тяже-
лых самолетов, особенно при неточной посадке, про-
тектор колес шасси изнашивается особенно быстро.
68
IнV У„С™ „ ЭТОТ неД°7«ок? Вы можете сковатьi
Ну, что это за задача? Нужно всего-навсего предва-
рительно раскручивать колеса, чтобы их угловая ско-
рость была равна линейной скорости посадки самоле-
та». Вот здесь-то вся и сложность. Скорости посадки
самолетов различные и зависят от направления и ско-
рости ветра. Кроме того, пробовали ставить на колеса
отдельные электродвигатели, но это недопустимо ус-
ложняло шасси, требовалось дополнительное место,
куда можно было бы убирать эти электроприводы
после взлета. А главное, электропривод значительно
утяжелял самолет. Колеса раскручиваются всего не-
сколько секунд перед посадкой, а возить электропри-
воды приходилось постоянно, расходуя на них доро-
гое в полете топливо.
Возникло серьезное техническое противоречие —
улучшили одно и недопустимо ухудшилось сразу',
другое, причем во многих местах. Вероятно, поэтому
на большинстве самолетов отсутствуют приводы рас-
крутки колес. Противоречие так и остается пока не
преодоленным.
Давайте уточним задачу и попробуем выйти на
физическое противоречие в ней. Для этого нужно оп-
ределить оперативную зону наших действий и идеаль-
ный конечный результат. Вкратце это будет выгля-
деть так.
Оперативная зона — поверхность протектора коле-
са. Идеальное решение — икс-элемент, совершенно не
усложняя и не утяжеляя самолет, сам раскручивает
до нужной скорости колеса самолета, когда они вы-
ходят из крыльев.
Что это за икс-элемент? У нас вокруг только струи
набегающего воздуха. Попробуем дать им роль этого
загадочного икс-элемента. Задача уточнилась. Как
сделать, чтобы набегающие потоки воздуха сами рас-
кручивали колеса шасси? Из физики известно, чтобы
что-то стало вращаться, нужно приложить пару сил.
Но воздух одинаково давит на верхнюю и нижнюю
части колеса. Пары не получается.
Вот и физическое противоречие*. воздух должен
давить равномерно на все колесо, потому что самолет
движется весь сразу, и не должен давить равномерно,
чтобы появилась пара сил и колесо стало вращаться
от их. воздействий. _
Как разрешить это физическое противоречием газ-
69
несем требования в пространстве (приложение 1). То
есть на одну часть колеса—нижнюю, воздух должен да-
вить, а на другую часть — верхнюю, не должен. Что
нужно для этого сделать? Это уже микрозадача, ре-
шение которой доступно школьнику первого класса.
Нужно просто перед верхней частью колеса поставить
преграду набегающему потоку воздуха в виде кожуха
или обтекателя. Воздух, воздействуя на протектор
только в нижней части колеса, раскрутит его до ско-
рости, близкой к скорости посадки. Проскальзывание
колес в момент их касания об аэродромные плиты
сведется к минимуму.
Теперь вернемся к задаче о контроле за оттайкой
грунта под опорами ЛЭП.
Идеальный конечный результат выглядит следую-
щим образом: грунт, совершенно не усложняя систе-
му, сам выдает на поверхность сигнал о недопустимой
величине своей оттайки. Как видите, задача стала
звучать несколько фантастично, но посмотрим, что
мешает тому, чтобы это действительно стало так.
Частица грунта, находящаяся на определенной
глубине, не в состоянии сама подняться на поверх-
ность и своим видом показать наблюдателю, что она
оттаяла и нужно принимать какие-то меры.
Вот оно физическое противоречие! Грунт должен быть
твердым, неподвижным, чтобы держать нагрузку, и он
же должен быть подвижным, чтобы вынести информа-
цию наверх. «Извините, это уже совсем дико,— скажет
иной серьезный читатель.— Где это видано, чтобы грунт
был одновременно и подвижным и неподвижным?!»
Заметьте, раньше у технического противоречия
были предупреждающие нотки, типа: «Не делай так,
хуже будет!» Теперь же, получив физическое проти-
воречие, мы услышали строгие ультимативные басы:
«Ты что, с ума сошел?! Это невозможно! Так нельзя!
Нельзя быть там и здесь, быть твердым и жидким,
подвижным и неподвижным!»
Пусть вас не смущает такой поворот событий — мы
добрались до главной болевой точки. Образно говоря,
мы уже достали Кащееву иглу и держим в руках. Ос-
тается немногое — переломить ее. В этом снова помогут
общие принципы разрешения физических противоре-
чий (приложение 1). Один из них рекомендует ис-
пользовать явления, сопутствующие фазовому пере-
ходу вещества из одного состояния в другое.
70
А как ведет себя грунт? При минусовых темпера-
турах он образует прочный монолит, который легко
выдерживает нагрузку опоры. При плюсовых темпе-
ратурах содержащийся в грунте лед превращается в
воду, которая под массой фундамента вытесняется на-
верх. Вот и разрешилось физическое противоречие —
грунт и подвижный и неподвижный! Именно вода бу-
дет служить тем информирующим органом, который,
как диктует ИКР: «сам выдает на поверхность сигнал
о недопустимой величине оттайки». Но как отличить
воду, поступившую из нижних слоев грунта, от воды,
уже находящейся на поверхности? Ранее сложная
задача превратилась в микрозадачу: как пометить
воду, которая выдавливается из глубинных слоев
грунта? Вероятно, ответ у вас уже готов. На крити-
ческой глубине оттаивания грунта нужно заранее рас-
положить кусочки какого-либо красящего вещества,
например, марганцовки. Как только грунт оттает и
содержащаяся в нем вода перейдет в жидкое состоя-
ние, она тут же растворит кристаллы красителя и
приобретет яркий цвет. Под действием давления, раз-
виваемого фундаментом опоры, а также в силу ка-
пиллярного эффекта грунта, вода выступит на поверх-
ность земли и окрасит всю окружающую местность.
Совершая очередной облет линии ЛЭП, пилот за-
мечает по окраске местности неблагополучную опору
и сообщает о ней специальной аварийной команде,
которая, выезжая на место, производит искусственное
подмораживание грунта. В краситель, который рас-
полагается в грунте, можно добавить и люминофоры,
тогда сигнал об аварийной оттайке грунта будет виден
даже ночью.
Полученное решение не является единственно воз-
можным для преодоления выявленного физического
противоречия. Могут быть применены и другие явле-
ния и эффекты, сопровождающие фазовый переход ве-
щества из одного состояния в другое. Например, лед,
превратившись в воду, в силу закона Архимеда, будет
выталкивать наверх любое погруженное в него тело.
Используем это явление. Рядом с фундаментом в
мерзлом грунте пробуривается шпур нужной глубины,
заполняется снегом, в который закладываются равно-
мерно по высоте какие-либо плавучие элементы, на-
пример деревянные шары. По мере оттаивания гр у н-
та снег в шпуре превращается в воду, и шары вспль
71
плаваю-
оттайки
вают на ее поверхность. По количеству
щих шаров можно судить о величине
грунта.
Из школьной физики известно, что вода в жидком
и твердом состоянии имеет различный объем. Это
физическое явление также можно использовать для
преодоления физического противоречия.
Конструктивно устройство включает в себя трубу
с жидкостью. Верхняя часть трубы закрыта гибкой
мембраной, на которую с внешней стороны опирается
штырь, связанный со стрелочным указателем. По мере
оттаивания воды ее объем уменьшается, штырь опус-
кается и поднимает указатель, показывающий глу-
бину оттаивания грунта.
Это устройство уже можно объединить с емкостью,
заполненной низкотемпературной жидкостью, тогда
при критической глубине оттаивания штырь, опуска-
ясь, открывает кран, поступает низкотемпературная
жидкость, вода превращается в лед, увеличивается в
объеме, и штырь поднимается, перекрывая кран. Это
уже будет автомат, обеспечивающий не только конт-
роль за температурой грунта, но и предотвращающий
его аварийное оттаивание.
Мы выяснили главное — изобретение есть последо-
вательное выявление и преодоление возникающих в
системе противоречий.
Если такой элемент в работе изобретателя отсут-
ствует, то, как правило, полученное им техническое
решение слабое, ненадежное и качественно не влия-
ет на повышение уровня техники.
Обобщая изложенное, выделим основные вехи, на
которые должен ориентироваться изобретатель, вы-
являя новое решение:
1. Административное противоречие.
2. Техническое противоречие.
3. Идеальный конечный результат.
4. Физическое противоречие.
5. Использование физических явлений и эффектов.
6. Конструктивная проработка найденной идеи.
Отметим, что задача может быть удовлетворитель-
но решена на любом этапе ее обработки. Но чаще всего
приходится углубляться в нее, добираясь до послед-
него препятствия.
В следующих главах мы разберем, как практи-
чески решать изобретательские задачи.
72
А пока попробуйте решить самостоятельно следую-
щую задачу.
Задача № 5. Известен способ подъема затонув-
ших кораблей с использованием понтонов. Понтоны
представляют собой стальные цилиндры объемом от
50 до 5000 л3, их заполняют водой, опускают на дно
и прикрепляют к корпусу затонувшего судна. Затем
со спасательного судна по шлангам подают сжатый
воздух, вытесняя из понтонов воду. Понтоны обрета-
ют подъемную силу и всплывают, поднимая корабль
на поверхность. Способ применим лишь на относи-
тельно небольших глубинах — несколько десятков мет-
ров. С увеличением глубины — несколько сот метров —
компрессоры спасательного судна не в состоянии раз-
вить давление воздуха, способного вытеснить воду из
понтонов. Увеличение мощности компрессоров натал-
кивается на их чрезмерную сложность и энергоем-
кость. Это техническое противоречие. Вам пред-
стоит сформулировать идеальный конечный
результат по отношению к воде, которая
находится в понтонах, выявить воз-
никающее физическое проти-
воречие и разрешить
его, используя зна-
ния школьной
физики.
ПОЕДИНОК С ПРОТИВОРЕЧИЯМИ
Из плена слов
(Решение изобретательской задачи
на уровне административного противоречия)
Вы спрашиваете, что я думаю?
Откуда я знаю! Вот скажу, тогда
узнаю.
Алиса в стране чудеа
Однажды на дружеской встрече П. Капица задал
Л. Инфельду вопрос: «Собаке привязали к хвосту
сковороду. Собака бежит, сковорода стукается о мос-
товую. С какой скоростью должна бежать собака, чтобы
не слышать стука сковороды?» Не спешите с ответом,
у вас есть время. Если хотите, можете сделать не-
сложные расчеты. Однако не надевайте на собаку
реактивный двигатель для того, чтобы ее уши смогли
обогнать звук сковороды. Лучше послушайте другую
формулировку этой же задачи: «Как должна вести
себя собака, чтобы сковорода, привязанная к ее хвос-
ту, не гремела, ударяясь о мостовую?» Теперь-то вы
не задумываясь скажете: «Собака должна тихо си-
деть на одном месте, т. е. ее скорость должна быть
равной нулю...» Как видите, достаточно немного из-
менить или уточнить формулировку задачи, и ответ
становится очевидным. В изобретательской практике
это «немного» является очень многим, порой опре-
деляющим в единоборстве с проблемой.
Начиная со школы, мы привыкаем к тому, что
условию задачи следует безоговорочно доверять. Если
в условии сказано, что есть А и Б, и надо найти X,
мы ищем этот X, считая, что А и Б достоверны и до-
статочны. В изобретательской практике это положение
не соблюдается. Более того, прилежное следование ус-
ловиям необработанной изобретательской задачи мо-
жет значительно усложнить получение ответа или
даже сделать его невозможным.
Представьте, перед вами обычная шахматная зада-
да в три хода, которую вы решаете без труда, но вот
74
nnrwv тт,л63К^е ЧеМ пРедложить ее вам, поставил на
ЛЬН° еЩе десяток Фигур. Бывшая прос-
те ькая задача теперь невероятно усложнилась, и
решить ее стало практически невозможно.
Годобное часто случается в изобретательской прак-
тике. Но нельзя, да и не у кого требовать: «Поставь-
те правильно задачу, тогда я ее решу». Переформу-
лирование задачи, освобождение ее от лишних фигур
и есть первый творческий этап изобретателя. Правиль-
но сформулированная задача уже сама дает ответ.
Но вы пока об этом не знаете, а потому однажды
вечером, почувствовав желание лично подвинуть тех-
нический прогресс, выключаете телевизор и открываете
перечень задач для рационализатора и изобрета-
теля. Просматривая его, успеваете мимоходом уди-
виться: «Господи, и как это люди ухитряются рабо-
тать и выполнять план при наличии стольких нере-
шенных проблем!»
Наконец вы выбрали задачу, а она, как сигнал
«SOS» с тонущего корабля производства, тревожным
языком взывает: «Предложите механический зажим
для временного фиксирования на момент сборки сталь-
ных цилиндрических роликов на наклонном участке
беговой дорожки внутреннего кольца шарошки»*.
Ничего себе формулировка! Но придется разобрать-
ся, в чем тут дело.
Вначале придумываете механический зажим, за-
тем пневматический, гидравлический. Но все тщет-
но. Любая конструкция загораживает доступ к рабо-
чему месту и усложняет сборку. Наконец, вы приду-
мываете сетку с приклеенными к ней злосчастными
роликами. Оригинально? Да. Но появилась другая
проблема — удаление сетки с клеем из подшипника...
В общем, как отмечается в книге Г. С. Альтшул-
лера «Алгоритм изобретения», все эти устройства ока-
зались сложными, громоздкими, малопроизводитель-
ными. Почему же так получилось? Вы же старались
полностью следовать условиям задачи, но ваш зажим
не помогает. Почему?
Дело в том, что вы нарушили, а точнее, не выпол-
нили одно из первых правил технического творчест-
ва —не пересоставили задачу и не освободили ее от
• Шарошка — вращающаяся часть бурового инструмента.
75
помех, вы сделали то, что просил заказчик, а не то,
что нужно для решения задачи. В вашей неудаче
нельзя винить составителя задачи в том, что он не-
точно определил проблему. Он добросовестно описал
колею, в которой застрял его грузовик, и предлагает
желающим двигаться дальше. Да, двигаться нужно,
но не этой дорогой. А какой?
Мы часто находимся в частоколе тех слов, кото-
рые употребил составитель задачи. Разрушить этот
частокол наша обязанность. Когда мы слышим сло-
во «фильтр», то в сознании возникает вполне ясная
конструкция сетчатого, пористого или волокнистого
элемента, через который медленно просачивается жид-
кость или газ. Как правило, других вариантов не воз-
никает. Ну, а если вы услышите слово, пусть немного
легкомысленное—«очищалка»? Под ним уже можно
подразумевать и упомянутый фильтр, и устройство,
использующее эффект электрофореза, для отделения
взвешенных в жидкости мелких частиц, и антибиотик,
очищающий наш организм от болезнетворных микро-
бов, и даже, если хотите, ложку, с помощью которой
вы вчера очистили банку с вареньем. Слова опреде-
ляют наши понятия, а с ними и все последующие
действия. Именно поэтому в изобретательской задаче
необходимо исключить специальные термины или за-
менить их словами более общими и простыми, но в
то же время несущими широкую смысловую нагруз-
ку, а потому не стесняющие наше воображение. Не зря
любил повторять Козьма Прутков: «Без надобности
носимый набрюшник вреден».
Теперь пора вернуться к роликам, тем более, что
мы уже знаем, что надо делать с задачей.
Итак, слова «механический зажим» исключаем из
употребления, так как они ориентируют нас на вполне
конкретную «механическую» конструкцию, которая
что-то «зажимает». Следуя им, мы уже неоднократно
попадали в тупик. Теперь будем более бдительными.
Меняем также слова «стальные ролики» на более
общее слово, например, «железки», «фиксацию»—на
«удержание», «наклонный участок беговой дорожки
внутреннего кольца» —это опять же просто «железка».
Что же у нас получилось?
«Предложите, как временно удержать одну желез-
ку на поверхности другой железки.... без смазки и
других мешающих сборке приспособлений».
76
«Фу ты, ерунда какая-то,— думаем мы.— Как это,
одна железка может сама удержаться на другой?
Приклеенные они, что ли, или магнитные?» Стоп!
онечно же, они должны быть магнитными! Хотя
оы на момент сборки. А ведь для этого нужно всего-то
подержать немного наши детали в магнитном индук-
а после сборки размагнитить.
Как видите, простая замена терминов уже при-
несла успех. Но не всегда рождение изобретения про-
ходит так быстро и благополучно. Даже старательно
обработав задачу, мы можем оставаться под влияни-
ем инерции мышления. Как? А вот послушайте.
Однажды Ходжа Насреддин в силу своего неуго-
монного характера был вынужден по приказанию эми-
ра Бухарского лечить одного богатого ростовщика.
Невыполнение приказа грозило казнью, а лечить
Ходжа умел только души, но не тело.
И вот, приступив к молитве и накрыв далеко не
уважаемого им ростовщика верблюжьим одеялом, он
приказал ему и окружающим родственникам ни в ко-
ем случае не думать об обезьяне. «Иначе чуда не со-
вершится»,— сказал он. При этом Насреддин так кра-
сочно описал ее особенности, что у слушателей уже
до молитвы появилась брезгливая гримаса. Конечно,
все думали только об обезьяне, и чудесного исцеления
не произошло. Но Насреддина миновала кара эмира.
Не бывает ли и с нами такое, когда, решая задачу,
думаем об «обезьяне»? Например?
Попробуйте решить следующую задачу.
При скармливании скоту различных трав, посе-
янных и выращенных на заливных лугах, необходи-
мо их смешивать в определенных пропорциях. Были
разработаны и испытаны несколько типов машин,
осуществляющих операцию по смешиванию трав.
Какую машину предложите вы? Или, по крайней ме-
ре, какой принцип положите в основу своей машины?
Не спешите. Вы можете отложить на минуту кни-
гу и подумать над вашей конструкцией.
В свое время эта задача была предложена чита-
телями областной иркутской газеты «Советская моло-
дежь». В десятках писем содержались самые фан-
тастические машины. Это был целый фонтан конст-
рукторских идей — захваты, транспортеры, дозаторы
и даже роботы с вилами наперевес, и, подгоняемые
77
ЭВМ, старательно перемешивали одну кучку травы с
Другой. А что у вас?
Да простит меня читатель, но слово «машина»,
повторяемое упорно автором в условиях задачи, и есть
та «обезьяна», о которой нельзя думать и которая
увела нас от простого и очевидного решения.
Мы знаем, что исключение или замена специаль-
ных терминов в задаче помогает избежать порождае-
мую ими инерцию мышления. Но на этом процесс
уточнения задачи не заканчивается. Мы должны так
преобразовать ее, чтобы увидеть идеальный конечный
результат.
Попытайтесь решить эту же задачу, но уже в
другой редакции.
Как сделать, чтобы для смешивания травы не тре-
бовалось никакой машины, чтобы уже с поля их при-
возили перемешанными в нужной пропорции.
Перед нами теперь совершенно новая задача, и
свое внимание перенесем в поле, где растут травы.
Мы видим, как там работает сенокосилка и как в ее
бункер по очереди попадает то люцерна, то клевер...
Необычная, невозможная ситуация, подумаете вы.
А все-таки, как достичь такого? Выход один — травы
нужно засеять полосами — десять метров люцерны,
десять метров клевера и т. д. Тогда при скашивании
поперек этих полос в бункер сенокосилки будут попа-
дать травы уже перемешанные, и не нужно никакой
машины. Это решение признано изобретением и уже
внедрено. Осуществляя этот способ, придется только
учитывать физиологическую совместимость выращи-
ваемых растений.
Мы рассмотрели примеры задач на уровне адми-
нистративных противоречий. Но если на этом этапе
нам не удалось достичь успеха, надо идти дальше —
найти в задаче техническое противоречие и разрешить
его с помощью специального фонда приемов.
Залп из сорока стволов
(Решение изобретательских задач
на уровне физического противоречия)
В книге М. Имянитова «Тропинка в атмосфере»
описан один любопытный случай, произошедший в
доне отдыха. В номере жил веселый симпатичный то-
78
положить голову на подушку, снова
рычащего льва. Снова вставали, буди-
.. Наконец устав от этой «просвети-
остатки сна, товарищи
ситуа-
а при-
Адми-
нельзя
подуш-
варищ, механик по профессии. Все было бы хорошо,
если бы не регулярно повторяющееся событие, со-
вершающееся в основном по ночам и выводящее из
себя соседей.
Механик храпел. Он храпел не только громко, но
и разнообразно. Рулады, выводимые им, не повторя-
лись. К ним невозможно было привыкнуть. Механика
будили, растолковывали — храпеть нехорошо, надо
уважать окружающих. Он соглашался, извинялся^
но, не успев
превращался в
ли, объясняли
тельской» работы и растеря!
механика приступили к анализу сложившейся
ции. Что же это получается? Мы хотим спать,
ходится вставать, чтобы «глушить» механика,
нистративное противоречие: нужно спать и
спать. Как быть? Можно спрятать голову под
ку, но там жарко и душно. К тому же мощные звуки
достают и тут. Можно было бы перейти в другую ком-
нату, но это потребует сложных ночных переговоров
с новыми соседями и администрацией. Итак, техни-
ческое противоречие определилось — улучшение ка-
чества приводит к потере производительности. Как
быть?
В памяти всплывают тексты недавно прочитанных
приемов устранения технических противоречий. В этой
ситуации особенно привлекает один из них: «обратить
вред в пользу». Так и поступили товарищи механика^
Они подставили к его изголовью микрофон, который
подключили к здесь же расположенному мощному
динамику.
Вот как описывает финал этого эксперимента
М. Имянитов в своей книге: «Механик всхрапнул, и
тут страшный крик репродуктора согнал его с крова-
ти. Ничего не понимая, он снова полез в кровать и
только заснул, как рев разгневанного репродуктора
снова выбросил его на пол.
«Ребята, да что это такое?» —испуганно спросил
механик.
Мы молчали. Так повторилось еще раз. Но через
час все уснули. Спал и механик, он дышал особенно
тихо». Вот так вред пошел на пользу. Мы почти до-
стигли идеала — храпящий будил сам себя. Кстати
79
i
сегодня уже во многих странах мира выпускаются
подобные акустические аппараты, излечивающие от
храпа.
Прием «обратить вред в пользу» очень распростра-
нен в технике. Например, если в новый поршневой
двигатель подавать запыленный воздух, то это уско-
ряет приработку трущихся деталей двигателя. Мы
всегда берегли двигатель от пыли, но теперь оказы-
вается, что его обкатку целесообразней вести при сня-
том воздухоочистителе.
Известно, сколь велика разрушительная сила мча-
щегося водного потока. Специалисты из «Гидросталькон-
струкции» предложили разделить поток на несколько
рукавов, закрутить их в противоположные направ-
ления, столкнуть между собой. Обессилев в борьбе с са-
мим собой, поток быстро теряет свою разрушительную
силу. Приведенные примеры взяты из различных об-
ластей техники, но вы уже, вероятно, заметили, что
все они разрешены с помощью одного приема: «обра-
тить вред в пользу». Что это, случайность или зако-
номерность? А как в других случаях? Анализ мно-
гих тысяч изобретений выявил, что при всем много-
образии технических противоречий они разрешаются
40 основными приемами (приложение 3 — вкладка).
Сразу же может возникнуть мысль, а нельзя ли зало-
жить эти приемы в ЭВМ и доверить ей решать изобре-
тательские задачи? Пробовали это делать, но резуль-
таты пока не обнадеживающие.
Работа по составлению списка таких приемов бы-
ла начата Г. С. Альтшуллером еще на ранних этапах
становления теории решения изобретательских задач.
Для их выявления понадобился анализ более 40 ты-
сяч авторских свидетельств и патентов.
Приемы указывают лишь общее направление и
только обширную область сильных решений. Конкрет-
ный вариант решения они не выдают. Эта работа
остается за человеком.
Но эти же приемы представляют для изобретате-
ля большую эвристическую ценность. Их знание не-
обходимо.
Как пользоваться приемами? Это можно делать
двумя способами. Просматривать их все, подбирая
наиболее удобный для решения данной задачи, или
воспользоваться таблицей (приложение 4 — вкладка),
80
?•
которая поможет определить нужную группу прие-
В вертикальной колонке этой таблицы вы находите
тот параметр, который нужно улучшить. В гори-
зонтальной колонке тот параметр, который недопус-
тимо ухудшается, если вы будете использовать извест-
ные способы. На пересечении выбранных вами коло-
нок считываете номера приемов, рекомендуемые в этом
случае. Вы, собственно, раскладываете техническое
противоречие на две части и находите принцип его
преодоления.
Однако таблица не поможет, если вы неверно оп-
ределили техническое противоречие, если еще нечет-
ко определили задачу.
Попробуем с помощью таблицы и приемов решить
несколько учебных задач. Тем более, что еще Д. Кар-
дано, ученый, изобретатель карданного вала, живший
в XV веке, заметил: «Рассуждения при решении проб-
лемы должно составлять главное, но господином дол-
жен быть все же эксперимент».
Ситуация следующая. Однажды Эдисону понра-
вился молодой человек, изъявивший желание работать
в его лаборатории. Слушая его планы на будущее, ве-
ликий корифей изобретательства согласно кивал голо-
вой. Когда же поток красноречия дебютанта немного
иссяк, Эдисон спросил его: «Какое бы вы хотели
сделать свое самое великое изобретение?». «Я хочу
изобрести такой растворитель, который бы растворял
все вещества на земле!». «Хорошая мысль,— сказал
Эдисон и, немного подумав, добавил: — Ав чем же
вы будете хранить ваше чудо?»
Не спешите иронизировать по поводу претензий
к молодому изобретателю. Проблема хранения агрес-
сивных жидкостей действительно существует, и ее сле-
дует решать. Кстати, это не очень трудная задача.
Нетрудная она потому, что в ней ярко выражено тех-
ническое противоречие, и, следовательно, легко наити
соответствующий прием.
В свое время задача о растворителе была решена
школьниками после ее опубликования в «Пионерской
правде». Давайте попробуем и мы решить ее. в вер
тикальной колонке таблицы находим то, что нам не-
обходимо изменить. В данном случае подходит гра-
фа «Потеря вещества», т. е. растворителя. В гор
81
II
тальиой колонке ищем то, что нас более всего не удов-
летворяет, если мы будем пользоваться обычными
способами. Наше внимание остановится на графе
♦Надежность». На пересечении выбранных вертикаль-
ных и горизонтальных колонок находим рекомендуе-
мые приемы. Ими будут 10, 29, 39 и 35-й (приложе-
ние 3). Прием советует; ♦Заранее расставьте части
объекта так, чтобы они могли вступить в действие г
наиболее удобного места». То есть нам предлагают
разделить растворитель на части, которые бы могли
вступить в действие и стать агрессивными только
после их объединения. Прочитав эту рекомендацию,
мы, скорее всего, придем к мысли, что наш будущий
растворитель должен состоять из нескольких компо-
нентов, каждый из которых сам по себе нейтрален,
но вместе образуют агрессивное вещество. Как види-
те, проблема хранения снята. Именно так хранят, на-
пример, ракетное топливо, которое состоит из двух
главных компонентов — жидкий водород и окислитель
(четырехокись азота). Но это еще не все.
Прием 29 говорит: <BMecTO твердых частей ис-
пользуйте газообразные нли жидкие вещества». Сле-
дуя этому совету, наш новый чудо-растворитель нуж-
но удерживать
сеть в воздухе,
на воздушной подушке. Он будет ви-
не касаясь стенок сосуда, в котором
советует изменить агрегатное состоя-
Л прием 35
ние растворителя. Переведем его из жидкого состоя-
ния в твердое, т. е. заморозим. В замороженном виде
любой растворитель неактивен, а следовательно, не
будет воздействовать на материал сосуда, в котором
хранится.
У нас еще остался прием 39. По нему хранение
растворителя нужно вести в вакууме, удерживая его,
допустим, магнитными силами. Если этот вакуум в
невесомости, то тем лучше — растворитель крупной
каплей будет неподвижно висеть внутри сосуда.
Итак, мы нашли четыре способа хранения «все-
растворяющего» растворителя. Жаль, что у нового
сотрудника Эдисона не было в кармане приемов уст-
ранения технических противоречий и таблицы их при-
менений.
Теперь вернемся в наш индустриальный век. Пред-
ставьте, вы попали в заготовительный цех металлур-
82
<<»>«> завода. Лязг и грохот обрабатываемого
м лла, всполохи электросварки, резкие пронзитель*
ные звонки крановых механизмов оглушили и осле-
пили вас.
Увы, сегодня еще есть такие цехи, и работающим
в них людям приходится применять наушники и тем-
ные очки. Однако такая экипировка лишает их воз-
можности услышать или увидеть сигналы пожарной,
например, тревоги. Как быть? Если снабдить каждого
работающего индивидуальным радиоприемником — это
не поможет, в цехе слишком много помех для радио-
сигналов, 1^они .неузнаваемо исказятся.
Итак, нам нужно улучшить информацию, но мы
наталкиваемся на ненадежность известных способов.
Для преодоления этого противоречия рекоменду-
ется прием 28: «Замена механической схемы опти-
ческой, акустической, запаховой».
Оптические и звуковые сигналы, как мы уже вы-
яснили, неэффективны. Остается запаховый способ
сигнализации. Решаем: по общеобменной вентиляции
в момент пожарной опасности подавать в цех резко
пахнущее безвредное химическое вещество, например
этилмеркантан. Почувствовав невыносимо резкий и
весьма неприятный запах, даже самые недисципли-
нированные быстро покинут помещение. Цель достиг-
нута, как говорится, и «дешево» и «сердито».
Остается заметить, что использование запахов в
технике становится все более популярным. Ампулы с
пахучим веществом помещают в ответственные тяже-
лонагруженые детали машин. По мере износа этих
деталей разрушается помещенная в них ампула, и
запах дает сигнал о необходимости ремонта. В этом
случае механик, обслуживающий механизм, не про-
слушивает его, а как бы «обнюхивает».
Представьте себе следующую картину. Вы при-
вели свои «Жигули» на очередное техническое обслу-
живание в автосервис. Мастер, усиленно раздувая
ноздри, осматривает машину: «Что это у вас радиатор
пахнет ромашкой? Никак крыльчатка насоса поиз-
носилась. Заменим. А рулевая тяга в вашей машине
уже чуть-чуть пахнет фиалкой — надо менять вкла-
Д Как мы уже отмечали, приемы не дают конкретно-
го решения и не освобождают нас от обязанности
83
думать. Причем, думать интенсивно, смело, допуская
невероятное. Допустим, что вы решили увеличить
надежность автомобильной шины, чтобы ей не был
страшен прокол гвоздем. Анализируя задачу, вышли
на прием «Дробление». Что это значит? Это значит,
что автомобильную камеру нужно... раздробить! Как?
Вы даже в мыслях не можете допустить такое. Камеру
нужно всегда беречь, чтобы она была целой, а тут со-
ветуют «раздробить». «Чепуха какая-то!»—скажете
вы.
А теперь ознакомьтесь с решением, которое призна-
но изобретением. В нем камера раздроблена, в полном
смысле этого слова, и выполнена в виде набора сотен
«ластичных мячей, помещенных в шину. Теперь даже
десяток воткнувшихся в шину гвоздей не вызовет чув-
ство досады у водителя автомобиля.
Познакомимся еще с одним решением. Выходящее
из печи листовое стекло охлаждается на специальном
рольганге. Так как стекло еще мягкое, оно прогиба-
ется между роликами рольганга, образуя волны. Ро-
лики установили почти вплотную друг к другу, но и
вто не устраняло брака. Попытались минимально
уменьшить диаметр роликов, но тогда они сами те-
ряли прочность и прогибались. Казалось бы, ситуа-
ция безвыходная. Но вот вместо рольганга установи-
ли ванну с расплавленным оловом, на поверхности
которого плавало, остывая, стекло. Качество стекла
резко повысилось. Это стало возможным потому, что
и здесь был применен все тот же прием — принцип
дробления. Ролик рольганга «раздробился» до моле-
кулы, по которым и покатился лист стекла, приобре-
тая идеально ровную поверхность.
Конечно,^ найдены только идеи. Они потребуют
еще большой конструктивной проработки. Но это ра-
бочие, вполне осуществимые идеи. А теперь, после
того как мы приобрели опыт, попробуем вместе про-
верить по приемам и задачу об оттайке грунта под
опорами ЛЭП, которую мы разбирали с вами раньше.
Нам нужно было знать о величине оттайки нижних
слоев грунта. Пытаясь достичь этого с помощью из-
вестных способов, мы столкнулись с техническим про-
тиворечием: повышение степени информативности
натолкнулось на недопустимую сложность устройства.
Таблица указывает на уже знакомые нам приемы
35 и 33.
Прием 35 советует использовать изменения агре-
гатного состояния объекта, т. е. грунта. Мы, собствен-
но, так и поступили, хотя пришли к этой мысли не-
сколько иным путем.
Используя прием 33, мы должны были изготовить
информирующее устройство из тех же материалов,
из каких состоит грунт. И поступили именно так, ис-
пользовав грунтовую воду.
О каждом приеме можно рассказывать долго и
интересно. Но, я думаю, читатель самостоятельно оз-
накомится с каждым из них. Чтобы научиться эф-
фективно пользоваться приемами, нужно решить не-
сколько сот учебных задач. Только тогда вы можете
рассчитывать на успех. Согласитесь, рискованно вы-
ходить на ринг, только прочитав наставление по
боксу.
А теперь попробуйте решить несколько задач,
используя для этого приемы и таблицу.
Задача № 6. Известно, к каким последствиям
может привести замороженная в тепловых радиато-
рах вода. Внесите минимальные изменения в конструк-
цию радиаторов, позволяющие не допустить его раз-
рывов при замерзании воды. Для решения задачи
используйте приемы 29, 11, 40.
Задача № 7. Как с помощью обычного медицин-
ского термометра измерить температуру комнатной
мухи?
Рекомендуем приемы 5, 13. 17.
Задача № 8. Каждую секунду автомат выдает
85
одну круглую таблетку. Она катится по наклонному
лотку и попадает на приемный стол линии упаковки.
Бывает, что автомат выдает брак: таблетка имеет не
круглую форму, а имеет сколы по краям или же во-
обще расколота на две половинки. Как, не применяя
каких-либо специальных механизмов, отделить брако-
ванные таблетки от целых?
Рекомендуемые приемы 21, 4, 28.
Задача № 9. Концентрированная серная кисло-
та поставляется на предприятия в стеклянных буты-
лях емкостью 30—40 литров. Часто возникает необхо-
димость выдавать из бутылки кислоту небольшими
порциями. Наклонять бутыль рискованно: серная кис-
лота источник повышенной опасности для персо-
нала. Можно выдавливать кислоту, загоняя в бу-
тыль воздух, но стекло — хрупкий материал, и служ-
ба техники безопасности запрещает такой метод. Од-
нако выход был найден. Какой?
Используйте прием «обратить вред в пользу».
Задача № 10. Плужковый сбрасыватель сыпу-
чих материалов с ленты конвейера должен плотно и
сильно прижиматься к поверхности ленты. Однако при
этом лента недопустимо быстро изнашивается. Как
устранить износ ленты?
при-
Геометрия изобретений
(Решение изобретательских задач на уровне
физического противоречия)
Итак, качественное изменение техники возможно
только через преодоление противоречий. Другого пути
воречий — административным, техническим, физичес-
ким. Иногда удача приходила к нам уже на стадии
административного противоречия. А когда ее не бы-
ло, продолжали уточнять задачу, выискивая в ней
техническое противоречие.
Используя приемы устранения технических проти-
воречий, мы уже чаще стали выходить на верное ре-
Однако одинарные типовые приемы срабаты-
4
автомоби
с общими принципами
тиворечий (приложение 1). Таким образом,
стратегия поиска решения ясна. Но
тактические. ш аги
противоречия, выполняет анализ
щихся в системе веществ и
полей.
J
вают не всегда. Тогда, определяя идеал, мы еще более
уточняли задачу, пытаясь в оперативной зоне вы-
явить физическое противоречие. И получив его, могли
с уверенностью сказать: «Вижу цель!» В этот мо-
мент уже многое зависело от наших знании физики,
химии и других точных наук. ТРИЗ без знаний — это
автомобиль без топлива. Вкратце познакомились также
с общими принципами устранения физических про-
, основная
нужны еще и
Их роль, на уровне физического
взаимосвязей пмею-
энергетических
так называемый веполъный анализ*. Именно он по-
может нам мобилизовать знания по физике и химии,
выбрать нужный физический эффект и разрубить гор-
,иев узел физического противоречия.
Давайте познакомимся с этой работой поближе.
Физики-теоретики, говоря о себе, шутят, утверж-
дая, что если их попросить рассчитать устойчивость
стола с четырьмя ножками, они довольно быстро при-
несут свои первые результаты вычислений, относя-
щиеся к столу с одной ножкой, а потом к столу с бес-
конечным числом ножек. Остальную часть жизни они
будут безуспешно пытаться решить общую задачу о
столе с произвольным числом ножек.
Что ж, пожелаем им удачи в этом трудном деле,
но не будем следовать их примеру. Тем более, что в
шутливом замечании физиков-теоретиков о себе скры-
та изрядная доля истины, заключающаяся в том,
что не всегда можно решить задачу, которая имеет
произвольное число исходных данных. Да и наш обыч-
ный житейский опыт тоже говорит, что «нельзя объять
необъятное».
В изобретательской практике мы должны свести
задачу к тому, чтобы рассматривать в ней только
несколько элементов или даже один из них, который
испытывает противоречивые физические требования.
Этот элемент отображает всю гамму переживании,
происходящих в оперативной зоне, и раскрывает при-
• Слово «в епо ль» образовано от слов «вещество» "
«поле». В природе нет веществ или элемет, ми
находились бы в какой-либо взаимосвязи с другими веществами
или элементами.
87
чину «болезни» всей технической системы. У него
своя жизнь и ее нужно изучить. Это и будет назы-
ваться вепольным анализом. Нормальные «веполь-
ные» взаимоотношения в системе всегда включают в
оперативной зоне два каких-либо вещества—В( и В2
и одно энергетическое поле — П, которое воздействует
на эти вещества. Вспомните задачу об оттайке грун-
та— в оперативной зоне там были вода и грунт В(
и В2, на которые воздействовало тепло Пт. В задаче об
износе колес шасси самолета тоже было два вещества
и поле — это протектор, аэродромные плиты и меха-
ническое поле трения. Везде во всех задачах, в кото-
рых мы добирались до физического противоречия, при-
сутствовала эта тройка. Наша цель — выяснить взаи-
моотношения входящих в веполь элементов и, если
требуется, восстановить или изменить их в нужную
сторону. Графически веполь в общем виде можно изо-
бразить так:
Не правда ли, эта фигура чем-то напоминает тре-
угольник? Являясь простейшей фигурой, треугольник
ухитрился в математике породить целую науку —
тригонометрию. В механике он подсказал человеку,
как при минимальном расходе материалов достичь
максимальной жесткости и прочности. Им пользуют-
ся в своих вычислениях астрономы, мореплаватели,
авиаторы и многие другие. Простейшая фигура — тре-
угольник — воистину наделена магическими свойст-
вами. Неудивительно, что и в науке изобретательства
он занял достойное место.
Только «изобретательский» треугольник, называе-
мый веполем, не имеет углов при вершине, нет у него
ни высот, ни медиан. Зато, как мы уже выяснили,
он обязательно должен содержать в себе два вещества
и поле.
Допустим, нам нужно найти иголку в стоге сена.
Как быть? Биографы знаменитого американского изо-
бретателя Эдисона утверждали, что если бы ему была
88
предложена такая задача, то Эдисон начал бы с при-
лежанием пчелы перебирать каждую травинку этой
копны. Метод проб и ошибок, который использовал
Эдисон, не предполагал другой технологии поиска.
А как поступим мы?
Есть два вещества: Bi — иголка и Ва — сено. Нет
поля. Добавляем поле П, допустим магнитное. Задача
сразу решается. А если игла не магнитная? Все равно
в систему вводим другое какое-то поле, например инер-
ционное. Раскрутив стог, поймаем иглу. Можно ввес-
ти и поле «выталкивания», которое испытывает вся-
* к
кое тело, погруженное в жидкость. Игла окажется
внизу, а сено наверху жидкости. Всегда, изучая зада-
чу, в первую очередь мы должны проверить, есть ли
в оперативной зоне полный веполь. Если не хватает
вещества, нужно его ввести. Если не хватает поля, то
и его нужно ввести в систему.
Иногда роль одного из веществ может принять на
себя и сам человек. Это было использовано в задаче
о пожарной сигнализации в шумном заготовительном
цехе. Там человек играл роль «вещества», на которое
мы воздействовали запахом (полем) через общеоб-
менную вентиляцию, где воздух был вторым вещест-
вом.
Взаимодействия между веществами и полем обо-
89
вначаются специальной символикой. Она,
позволяет экономить не
время,
ограждая
мысль
только бумагу,
от метаний и
как и везде,
но и наше
ошибок.
ВЕПОЛЬ В ОБЩЕМ ВИДЕ
ОБЩАЯ ВЗАИМОСВЯЗЬ / НОРМАЛЬНАЯ/
НАПРАВЛЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ
ВРЕДНОЕ ДЕЙСТВИЕ
— — — БЕЗДЕЙСТВИЕ / МОЛЧАНИЕ /
\ ПЕРЕХОД К ПРЕОБРАЗОВАНИЮ ВЕПОЛЯ
РАЗРУШЕНИЕ СВЯЗИ
ОБЩЕЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ ВЕЩЕСТВ
ОБЩЕЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ ПОЛЯ
НА ВХОДЕ
НА ВЫХОДЕ
Примечание. Если поле является входящим,
то его обозначение располагают над веществами. Если
поле выходящее, то — под обозначением вещества.
Теперь нам известен язык вспольного анализа, и
мы попробуем поговорить на нем.
Следует сразу оговориться, что понятие «поле» в
ТРИЗ условно расширено. Оно включает в себя не
только «законные» физические поля — электромагнит-
ные, гравитационные, поля слабых и сильных взаи-
модействий, но и всевозможные «технические» поля —
механическое,
нерционное,
тепловое,
акустическое,
лучевое, запаховое и т. д.
Это поле должно нести веществам энергию или
90
напротив, нейтрализовать имеющуюся «вредную»»
или давать какую-либо информацию — в общем, совер-
шать нужное нам действие.
Пре;^положим, необходимо с помощью обычного
жидкостного уровня проверить горизонтальность по-
верхности площадки, расположенной в труднодоступ-
ном месте, например в узкой нише. Установить туда
уровень мы можем, но увидеть, в каком положении
находится его пузырек с воздухом, не удается. Выни-
мая уровень — сбиваем его показания. Как быть?
Выявляем физическое противоречие. Оно следую-
щее: имеющаяся в ампуле жидкость, например вода,
должна быть подвижной, чтобы пузырек воздуха мог
перемещаться и показывать величину уклона, и она
же должна быть неподвижной, чтобы при выемке
прибора сохранить его показания. Как этого достичь?
Вепольный анализ показывает: в оперативной зоне
есть два вещества — жидкость В| и пузырек воздуха Вг.
Есть также и поле П—гравитационное, которое устанав-
ливает жидкость строго горизонтально. Система пред-
ставляет собой полный веполь, и прибор действительно
хорошо выполняет свою основную функцию — замер ук-
лонов. Но нам нужно еще одну функцию — сохране-
ние показаний прибора при наклоне. Гравитационное
поле Пг в этот момент вредно действует на жидкость
Вь Нужно перестроить веполь, ввести в него другое
поле, нейтрализующее
изобретении так и
поле.
действие первого. В известном
сделано — применено тепловое
имеющийся веполь
нужный веполь
После установки уровня его просто замораживают,
обдувая холодным воздухом или обкладывая сухим
льдом. Жидкость в ампуле превращается в лед и удер-
живает пузырек на одном месте. Теперь можно выни-
мать прибор, его показания не собьются.
А как быть, если нам нужно многократно произ-
водить фиксирование пузырька в ампуле? Постоян-
91
но замораживать и размораживать прибор хлопотно.
Тем более, что в ампулах, как правило, находится не
простая вода, а спирт или антифриз, которые не
просто заморозить.
В этом случае мы должны форсировать веполь.
А это значит, что следует ввести в систему новое ве-
щество В3 вместо Bi, а вместо теплового ввести дру-
гое легкоуправляемое поле, например магнитное —
Bi
ПТ
Заполняем ампулу прибора магнитной жидкостью
Вз, которая твердеет при воздействии на нее магнит-
ным полем Пм. Теперь в любой момент и в любом
положении мы можем «закрепить» пузырек с возду-
хом и так же легко освободить его. Хотя это решение
несколько усложняет прибор, но в некоторых случаях
оно может быть необходимым и единственно возмож-
ным, например в различных геодезических приборах.
На этом примере автор хотел показать, что веполь
в качестве энергии и веществ охотно включает в себя
магнитное поле и ферровещества. В этих случаях он
уже будет носить имя — феполь, который, как пра-
вило, дает более сильные решения. Это объясняется
тем, что мы умеем хорошо управлять и магнитным
нолем и ферромагнитиками.
Вспомните задачи о поиске иголки в стоге сена, о
закреплении роликов
Феполь универсален и помогает во многих трудных
случаях.
Например, в медицине предложено в околосердеч-
ную полость вводить шприцем ферромагнитную жид-
кость и, подбирая частоту и напряжение электромаг-
нитного поля, массировать сердце в нужном режиме,
заставляя его снова биться самостоятельно.
Теперь рассмотрим случай, когда требуется не
восстановить веполь, а разрушить его, если он оказы-
вается ненужным или вредным.
Разберем следующую задачу. Вот уже второй день
соседский кот недвусмысленно прохаживается вокруг
при сборке буровой шарошки.
92
деревянного столба, на
котором стоит скворешник с
тревожно чирикающими птенцами. Кот явно вына-
шивает план своего визита к ним. Этого допустить
нельзя. Как быть? Решая задачу, учтите, что кот
должен остаться котом, его нельзя «видоизменять».
Любые ограждения вокруг столба он легко преодоле-
вает. Ваши предложения?
Конечно, нужно исключить возможность влеза-
ния кота на деревянный столб. Есть кот, и есть
столб — это Bj и Вз. Кот вонзает свои когти в дерево
и благодаря увеличенной при этом силе трения — П
(механическое поле) совершает свое восхождение. Как
видим, «работоспособность» кота обеспечена полным
веполем. Нужно его разрушить. Вводим между двумя
веществами — котом и столбом — новое третье поле
93
веполя.
или вещество. Можно применить запаховое поле, до-
пустим запах собаки. Повесим на столб несколько
клочков шерсти самой злой собаки — и птенцы спа-
сены. Но запах со временем слабеет, да и кот доста-
точно наблюдателен, чтобы определить ложную для
него опасность. Тогда попробуем между столбом и
котом ввести третье вещество, которое в оперативной
зоне когти — дерево исключило бы их взаимодействие.
Кусок жести, обернутый вокруг столба, навсегда
защитит птенцов от визитов кота.
Следует отметить, что при любых действиях с
веполем мы должны использовать какой-то физичес-
кий эффект. Его выбор значительно облегчается таб-
лицей (приложение 2). В сжатом виде все вепольные
преобразования можно выразить пятью простыми пра-
вилами :
Правило 1. Если по условиям задачи дана не
вепольная система (один элемент, два элемента или
один элемент и поле), то для решения задачи необхо-
димо достроить систему до полного
Правило 2. Вепольные системы имеют тенден-
цию переходить в большие фепольные, т. е. системы
с магнитным полем и ферровеществом. При этом,
чем более раздробленным является ферровещество,
тем легче им управлять с помощью магнитного поля.
Пр а в и л о 3. Чтобы разрушить ненужный или
вредный веполь между двумя имеющимися вещест-
вами, должно быть внедрено третье, являющееся ви-
доизменением одного из двух данных веществ.
Правило 4. Вепольные системы имеют тенден-
цию к развитию одного из имеющихся элементов в са-
мостоятельный веполь. Полученный веполь, в свою
очередь, таким же образом может быть преобразован
в новый веполь. Такие веполи называются цепными.
Правило 5. Если в задаче дан веполь с полем
П|, а на выходе нужно получить Пг, то название нуж-
ного физического вещества можно узнать, соединяя
название полей П1 и П2.
Общая линия развития веполей выглядит следую-
щим образом: Неполный веполь
ноль —* цепной (сложный веполь “
-► полный ве-
форсированны й
веполь (дробление, динамизация, переход к пористым
веществам, согласование ритмики) —*• феполь —“ фор-
сированный феполь.
к
Любое улучшение технической системы лежит в
пределах этой схемы.
А теперь попробуйте самостоятельно решить не-
сколько изобретательских задач. Применяя веполь-
ный анализ, вы легко с ними справитесь. Тому, кто
будет работать методом проб и ошибок, удача не га-
рантирована. Итак, шпаги из ножен!
Задача Ns 11. В трескучий мороз вы прибежали
в школу. Первым уроком у вас идет химия. Учитель,
показывая на стол, где стоят две колбы, наполовину
заполненные водой, говорит: «В этих колбах совер-
шенно одинаковые по удельному весу жидкости, они
только разные по цвету — одна красная, другая си-
няя. Нужно эти жидкости слить в одну колбу, но так,
чтобы они не перемешались между собой, т. е. синяя
жидкость должна быть снизу, а красная сверху. Как
это сделать?
Задача № 12. Сухой порошкообразный цемент,
увлекаемый потоком воздуха, стремительно несется
внутри металлической трубы. Это пневмотранспорт.
Всем он хорош — надежен, производителен, но есть у
него и свои недостатки. Порой проходит всего не-
сколько дней, а труба на повороте уже износилась.
Цемент — великолепный абразив и, прижимаясь на
повороте под действием центробежных сил к стенке
трубы, лихо «грызет» ее материал. У вас скромная
задача — сделать участок поворота вечным, неизна-
шивающимся.
Задача № 13. При опылении растений пыльцу с
одного цветка на другой переносят пчелы. Эффектив-
ность переноса в значительной мере определяется ко-
личеством перенесенной пыльцы. Как можно увели-
чить эффективность переноса?
Задача № 14. Как аккуратно и точно просвер-
лить отверстие в гибкой трубке, изготовленной из
тонкой полиэтиленовой пленки?
Задача № 15. В качестве эталона прямолиней-
удобно использовать тонкую натянутую
________—... Но под действием притяжения Земли
проволока, хоть немного, но прогибается. Поскольку
это эталон, то даже малейшие прогибы недопустимы.
Как устранить этот недостаток?
ности
проволоку
95
IF
Г
Вперед, стандарты!
Однажды вождь индейского племени сироков —
Секвойя, в честь которого названо самое высокое де-
рево в мире, позвал своих соплеменников и сказал:
«Сейчас моя дочь находится в другом месте и но
может слышать нас, но через некоторое время она
войдет, возьмет эту бумажку и слово в слово повто-
рит то, что мы здесь говорили». Вождь вышел. Высо-
кие гости недоверчиво покачивали головой: где это
видано, чтобы слова явились снова, если их хозяин
ушел или молчит? Но вот напряженная тишина сме-
нилась гулом удивления: дочь вождя, поглядывая
на листок, слово в слово повторяла то, что говорилось
здесь в ее отсутствие.
Это казалось невероятным. Слова должны были
давно улететь или раствориться в воздухе, но они ка-
ким-то образом поселились на бумаге... Такое не
укладывалось в сознании индейцев.
Так Секвойя впервые демонстрировал разработан-
ную им для своего народа письменную грамоту, ос-
нованную на законах фонетики родного языка.
Есть своя грамматика и в изобретательстве.
Вы с ней уже познакомились — это вепольный
анализ — взаимодействие веществ и энергетических
полей в системе.
Но, как и везде, человек, научившись делать что-
то, присматривается к своим действиям, пытаясь вы-
явить в них однотипные, повторяющиеся элементы.
Как правило, он находит их, и тогда работа ускоря-
ется. Это так называемые стандартные элементы труда.
Есть они и в изобретательстве, точнее, в вепольных
преобразованиях. Овладев этой грамотой, мы смо-
жем более быстрыми темпами совершенствовать су-
ществующую технику и приступить к другим более
сложным техническим проблемам, решение которых
еще не поддается стандартам.
Изобретение и стандарт... для многих это словосо-
четание звучит если не оскорбительно, то кощунствен-
но. Так и слышится голос взволнованного скептика:
изобретательство — это свободный полет мысли! Это
вдохновение! Это, если хотите, высший дар! А вы...
вы низводите эти высокие понятия до какого-то «стан-
дарта». Вы что, и впрямь считаете, что изобретать
96
можно, поглядев в какую-то шпаргалку, в которой
случайно может оказаться нужное слово?!
Ч Подождем, пока спадет первая волна «праведного*
возмущения, а затем постараемся ответить и на эти
вопросы.
Действительно, трудно вот так
сразу
мысль, что изобретательство — это не дар
применению из-
принять
свыше, а
обыкновенная работа по умелому
вестных законов природы.
Но как и физические законы, которые одинаково
проявляются в различных ситуациях и позволяют
предсказать (рассчитать) дальнейшее развертывание
событий где-либо, так и законы развития техники
едины для всех ее систем и также позволяют пред-
сказать (рассчитать) «поведение» ее элементов. На
этом и основаны «изобретательские» стандарты.
Да, вдохновение необходимо в работе, оно настраи-
вает и мобилизует на высокий результат. Но оно же,
это вдохновение, не поможет, если мы не знаем, не
умеем делать выбранную работу. «Даже «вдохновив-
шись» на все 100%, мы не прочитаем английскую
газету, если не знаем языка. Мы можем только по-
пытаться отгадать этот текст, совершая бесчисленные
пробы и ошибки.
Нельзя так поступать в изобретательстве. Мы
должны научиться читать вепольную картину в тех-
нике и грамотно применять соответствующий стан-
дарт. Но для этого нужен труд, нелегкий труд учебы.
Как музыкант терпеливо разучивает свои гаммы, так
и изобретатель должен упорно решать учебные зада-
чи, приобретая опыт и легкость обращения со стан-
дартами.
Проведем небольшой эксперимент, участниками
которого вы будете сами. Перед вами несколько изо-
бретательских задач, взятых из различных ооластей
техники. Изучите их и попробуйте самостоятельно
решить.
На хлебозаводе нужно значительно уменьшить
расход муки или масла, которые идут на смазывание
рабочих поверхностей технологического оборудования,
чтобы к ним не прилипали заготовки из теста. Как
быть?
Нужно повысить производительность роторного
экскаватора, работающего в глиняном карьере. 1ли-
4 ...И начинайте изобретать! 97
на забивает ковши, налипая на их поверхность и
уменьшая полезную емкость. Как быть?
Нужно облегчить съем металлической опалубки,
прихваченной к застывшей бетонной смеси. Как быть?
Нужно увеличить скорость забивания металличес-
кой сваи в плотные водонасыщенные грунты. Как
быть?
У вас уже готов ответ? Нет? Жаль. А ведь все
эти задачи и сотни подобных им решаются одним
стандартом!
Какое общее физическое явление лежит в основе
конфликтов, породивших эти задачи? Имя этому яв-
лению — адгезия, которая характеризуется слипанием
между собой разнородных веществ. То есть присутст-
вует один общий физический эффект. Значит, должен
быть применен другой, но тоже один общий физи-
ческий эффект противоположного свойства. Что это за
эффект, как его найти? Приступаем к вепольному
анализу.
В рассматриваемых случаях присутствуют два кон-
фликтующих между собой вещества (тесто — обору-
дование ; глина — ковш; свая — грунт; бетон — опа-
лубка), которые под воздействием межмолекулярных
сил (поле адгезии) вредно взаимодействуют друг с дру-
гом. Нужно разрушить этот вредный веполь.
Открываем раздел стандартов на разрушение ве-
полей и видим, что задачи, казалось бы все разные (!),
попадают под один стандарт 1.2.2 (стр. 204) и под одну
рекомендацию по его применению 5.1.1 (стр. 214).
Прочитайте эти стандарты и подумайте. Кстати, и
думать-то особенно не приходится. Стандарты недву-
смысленно рекомендуют: введите третье вещество, же-
лательно, чтобы оно было изготовлено из имею-
щихся.
Следует еще более точное указание: пропустите
через имеющиеся вещества электрическое поле. В ре-
зультате электроосмоса между ними образуется про-
слойка воды, которая исключит прилипание между
собой конфликтующих элементов.
Все! Как говорится — одним ударом семерых...
Это и есть работа стандартов.
Процесс решения по стандартам заключен в пере-
ходе от общих законов к их конкретному овеществле-
нию в каждом случае.
Однако излишне смелым будет звучать сегодня
утверждение, что стандартам доступны все задачи.
Они пока бессильны перед задачами высоких уровней,
д^я которых существует свой инструмент — алгоритм
решения изобретательских задач. Но по мере позна-
вания законов развития техники совершенствуются
и сами стандарты. Если недавно им были доступны
всего лишь 5—10% всех изобретательских задач, то
сегодня этот процент составляет более пятидесяти и
продолжает расти.
Значит ли это, что может наступить время, когда
техническое творчество в обычном понимании этого
слова исчезнет?
Такие опасения мне кажутся необоснованными.
Мы всего-навсего сменим лопату на экскаватор, а ра-
бота по добыче «полезных ископаемых» в технике
останется, она только переместится в ее более глубо-
кие слои. Процесс познавания бесконечен, как беско-
нечно само развитие.
Чем отличаются стандарты от приемов устранения
технических противоречий, с которыми мы уже по-
знакомились ранее?
Если приемы показывали нам только общий путь
и довольно обширную область, где может быть реше-
ние, то стандарты указывают конкретные действия
восстановления работоспособности этой системы. Кро-
ме того, стандарты, как правило, дают не единичный
прием, а их сочетание на основе физического эффек-
та. Это уже качественно увеличивает возможность вы-
хода на экономичное решение.
Стандарты делятся на пять больших классов (при-
ложение 6).
1. Построение и разрушение вепольных систем.
2. Развитие вепольных систем.
3. Переход к надсистеме и на микроуровень.
4. Стандарты на обнаружение и изменение систем.
5. Стандарты на применение стандартов.
Каждый из этих классов разделен на подклассы и
группы. Для решения задачи необходимо определить
класс, к которому она относится, привести вепольныи
анализ, выявить подкласс и группу.
Например, нужно определить, сколько деталей
взял с собой самоходный робот, перенося их с одного
участка на другой. Взвешивать робота не пРеДста®^|’
ется возможным, его путь самый разнообразный.
Встраивать в него датчики веса —это значит повы-
4. 99
сить энергопотребление и усложнить достаточно уже
сложную техническую систему.
Эта задача относится к классу измерений. Откры-
ваем класс 4. Вепольный анализ показывает, что у
нас есть два вещества — робот—деталь, но нет поля,
проходящего через них и выдающего информацию.
Однако вводить постороннее поле тоже нельзя. Как
быть?
Стандарт 4.3.2. советует: «Если невозможно непо-
средственно обнаружить или изменить происходящие
в системе изменения и если нет возможности пропус-
тить сквозь систему поле, то используем резонансные
колебания».
А вот и решение, которое прямо диктуется этим
стандартом: нужно заставить робота передвигаться в
резонансном режиме. Как только взятый им груз бу-
дет больше или меньше эталонного, его «походка»
резко изменится, и небольшой инерционный датчик
зафиксирует эту ненормальность. А теперь самостоя-
тельно решите несколько задач.
Задача № 16. Из-под кожуха шлифовального
станка, установленного в помещении, выбивается тон-
чайшая пыль. Частицы так малы, что часами висят
в воздухе, дышать которым становится вредно. На
один фильтр не удерживает эту пыль. Нужно очис-
тить воздух от пыли. Как это сделать? Воспользуй-
тесь стандартом 5.2.1 и вы решите эту, казалось бы,
сверхсложную задачу.
Задача № 17. Нужно изготовить для лаборато-
рии керамический сосуд, в стенках которого имеются
каналы сложной формы. Для этого еще при формиро-
вании в изделиях вкладывают проволоку нужного
диаметра, которую после обжига вытягивают. Так
делалось раньше. Но вот понадобилось получить в сте-
нах тонкие капиллярные каналы диаметром не бо-
лее 0,01 мм. При вытягивании из каналов такая тон-
> кая проволока рвется. Как быть? Решите задачу, ис-
пользуя стандарты 2.1.1 и 5.1.3.
Задача № 18. В том же сосуде нужно отшлифо-
вать внутренние стенки полученных каналов. Раньше,
когда каналы были достаточно большого диаметра, в
них вводили соответствующих размеров шлифоваль-
ный наконечник и вращали его с помощью гибкого
вала. Для шлифования капиллярных каналов этот
'инструмент явно не годится.
100
Для выхода из этого положения используйте стан-
дарт 2.2.2.
а ч а № 19. Й снова проблема с этим же
сосудом. Вас похвалили за отлично выполненную пре-
дыдущую работу, а затем, с некоторой долей смуще-
ния, сказали: «Понимаете, у нас появилась необхо-
димость сделать у самого края горловины этого сосу-
да несколько отверстий. Мы попробовали просверлить
их сами. Но керамика — материал хрупкий, и из трех
сосудов, что вы нам изготовили, два раскололись. Мы
не можем рисковать последним, но и отверстия в нем
нужно сделать обязательно. Помогите. Говорят, у вас
есть какие-то стандарты...».
Вы действительно можете помочь незадачливым
лаборантам. Для этого определите класс, подкласс,
группу, в которую входит задача, и примените соот-
ветствующий стандарт.
Задача № 2 0. В глубокую скважину опус-
тили взрывчатое вещество и подорвали его.
Под землей образовалась обширная по-
лость. Нужно определить ее объем.
Как это сделать?
Желаю ус-
пеха!
РЕШАЕМ ПО АРИЗ,
ИЛИ ДВА ЧАСА
ВМЕСТО ДВУХ ДЕСЯТИЛЕТИЙ
АР ИЗ не оставляет право мыслить
не смело.
Генрих Альтшуллер
Главный энергетик отвел
ных изоляторов и задумался,
неважная: каждую минуту
взгляд от
Ситуация
на высоковольтной воз-
душной линии электропередачи могло произойти ко-
роткое замыкание. Вначале робкой, незаметной змей-
кой электрический разряд пробежит по загрязненной
поверхности изолятора, затем, через мгновение, он
превратится в бушующую молнию, и охваченная пла-
менем гирлянда изоляторов рухнет на землю.
Энергетик перебирал в памяти все, что было свя-
зано с проблемой очистки изоляторов. Почти все спо-
собы требовали отключения линии. Но без электро-
энергии завод нельзя было оставлять даже на час!
Спешно строилась дублирующая высоковольтная ли-
ния, которая должна была
период ее чистки.
Это было дорого, крайне
левый изолятор неумолимо
Можно было бы мыть его мощной струей обыкно-
венной воды, но она проводит ток, и не избежать ко-
роткого замыкания на землю.
Пробовали посылать струю воды вверх короткими
импульсами с разрывами между ними. Такая струя
не дает связи с землей, но, ударив о корпус изолято-
ра и распыляясь, она замыкала провода уже между
собой. Снова короткое замыкание!
Безопасно мыть изоляторы можно было только
дистиллированной водой, но ее нужны десятки тонн.
Чтобы получить такое количество, придется построить
установку, которая будет дороже многих сотен новых
высоковольт-
складывалась
заменить
основную на
неудобно,
диктовал
но десятируб-
свои условия.
102
изоляторов. Память подсказывала еще несколько спо-
собов очистки изоляторов, разработанных проектны-
мп»и исследовательскими институтами. Однако за 20
лет своей практики главный энергетик так и не видел
их в действии. Вероятно, это были тоже неудачные
попытки.
Главный энергетик открыл книгу «Эксплуатация
изоляторов ^высокого напряжения* В. Д. Абрамова,
пытаясь наити в ней хоть какую-нибудь подсказку.
На стр. 111 он узнал, что на настоящее время самый
надежный способ очистки изоляторов состоит... в его
ручной протирке тряпочкой, смоченной в раствори-
теле. Энергетик раздраженно захлопнул книгу, пред-
назначенную для инженерно-технических работников
монтажных и проектных организаций, и зашагал в
сторону, где, натужено поскрипывая, работал авто-
кран, устанавливая опоры для новой дублирующей
линии электропередачи. Все оставалось по-старому.
Надежды чистить изоляторы, не отключая линию, не
было.
Вот такая сложилась ситуация. Возьметесь вы за
решение этой проблемы? Не смущайтесь ее «веко-
вечной» неразрешимостью. У нас есть великолепное
оружие — алгоритм решения изобретательских за-
дач — АРИЗ 85В. Мы будем точно следовать его ука-
заниям и остановимся там, где получится более илл
менее приемлемое решение. Итак, начнем. Но прежде
несколько пояснений.
С основными понятиями, входящими в алгоритм,
мы уже познакомились раньше, поэтому, решая за-
дачу, не будем их расшифровывать. Алгоритм — слож-
ный инструмент и предназначен для решения слож-
ных задач, которые не поддаются стандартам.
Следует также помнить, что алгоритм нужен
управления нашим мышлением, а не для замены
Нужно предельно точно и обдуманно отвечать на
росы. Рекомендую вначале ознакомиться с общим
стом алгоритма в приложении, а лишь затем присту-
пить к разбору этой частной задачи. Итак, ход рас-
суждений следующий:
1.1. Уточнение и выявление мини-задачи.
Техническая система в месте возникновения зада-
чи включает в себя: провода, опоры, изоляторы. Пер-
вое техническое противоречие — ТП-1:
для
его.
воп-
103
Если изоляторы промывать водой, они очищаются
от пыли, ио при этом требуется отключать электро-
линию.
Второе техническое противоречие — ТП-2:
Если изоляторы не промывать водой, тогда не
требуется отключение линии, но на изоляторах на-
капливается пыль и возможен их пробой.
1.2. Выявление конфликтующей пары.
Таковой яв
При этом изолятор
инструментом.
1.3. Составление
ляются запыленный изолятор и вода,
будем считать изделием, а воду
схемы технических противоречий.
Б (изолятор)
ТП-1 Вода есть:
Бх (линия)
Вода хорошо воздействует на изолятор, но плохо
Б (изолятор)
ТП-2 Воды нет:
Вт (линия)
• Отсутствующая» вода хорошо воздействует на
линию, но плохо на изолятор.
1.4. Выбор технического противоречия.
Главная цель системы — передача электроэнергии.
Выбираем ТП-2 (не надо отключать линию).
1.5. Усиление технического противоречия.
Поверхность изоляторов не промывается водой и
вообще не чистится десятилетиями. Это максимально
упрощает эксплуатацию линии и не требует никакого
за ней ухода. Но пыль крупными хлопьями оседает
на изолятор и приводит его к ежеминутному замыка-
нию.
1.0. Составление модели задачи.
Воды нет, изоляторы не промываются, пыль бес-
препятственно оседает на их поверхность, но замыка-
ния не происходит.
1<М
Ко кой-то икс-элемент дает возможность,
ключая линию, предотвращать скопление пыли
дяторах. Нужно найти этот икс элемент.
2.1. Выбор оперативной зоны — ОЗ.
Поверхность изоляторов и примыкающий
слой воздуха.
2.2. Выбор оперативного времени
не от-
на изо-
к нему
л.л. пыоор оперативного времени — ОВ.
Оседание пыли на изоляторы идет практически
круглосуточно.
Итак, пока неизвестный нам икс-элемент должен
круглосуточно очищать поверхность изолятора, а точ-
нее, не допускать оседания на него пыли из приле-
гающего слоя воздуха.
2.3. Анализ вещественно-полевых ресурсов — ВПР,
В системе и окружающей среде имеются: изоля-
тор, воздух, пыль, опоры, провода, электрический ток,
переменное электромагнитное поле, ветер, солнце, гра-
витация.
3.1. Составление идеального конечного результа-
та — ИКР-1.
Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не
вызывая вредных явлений, предотвращает в течение
всего времени работы оседание пыли па изоляторы,
сохраняя возможность не отключать линию. Прове-
ряем, который из элементов, выявленный при ана-
лизе ВПР, сможет выполнить роль икс-элемента. По-
пробуем поставить на его место воздух. Вот он стара-
тельно крутится вокруг изолятора и не подпускает к
нему пылинки.
В принципе это возможно, если мы подведем к изо-
ляторам чистый сжатый воздух и будем постоянно
дуть на него. Такое решение уже есть, и на него вы-
дано авторское свидетельство. Однако это решение
значительно усложняет линию электропередачи р
требует специальных компрессорных установок для
получения сжатого воздуха, устройств для его очист-
ки, манометры, распределители, трубопроводы, кра-
ны и многое другое.
Как видим, мы далеко ушли от идеала. Продолжим
анализ задачи.
3.2. Усиленный ИКР.
Изолятор сам, используя энергию окружающей
среды, не дает пылинкам оседать на его поверхность
или, по крайней мере, сбрасывает их с себя.
Как это может быть? Ведь для того, чтобы сбро-
105
сить пылинку или не дать ей осесть, нужно в опера-
тивной зоне — поверхность изолятора и прилегающий
слой воздуха — затратить какую-то энергию. Какую?
Из окружающей среды есть ветер, ток в прово-
дах, переменное электромагнитное поле, пронизываю-
щие пространство вокруг изолятора, и гравитация.
Попробуем по порядку использовать эти виды энер-
гии, чтобы изолятор «сам» не давал пылинкам осе-
дать на его поверхность.
Рассмотрим вначале возможности ветра. ’
Итак, ветер, несущий пылинки, воздействует на
изолятор и превращает его поверхность в «неудобную»
для оседания на нее пылинок. Мы получили новую
мини-задачу. Возникает несколько решений.
Можно придать изолятору такую аэродинамичес-
кую форму, при которой происходили бы его периоди-
ческие колебания. В одном из авторских свидетельств
№ 411 523 так и сделано. Изолятор выполнен в виде
гибкой эластичной шайбы, края которой полощутся
как полотнища на ветру и сбрасывают с себя пыль.
Можно также придать изолятору винтовую форму
и обеспечить возможность его вращения. Тогда под
действием ветра изолятор будет вращаться и центро-
бежные силы отбросят пылинки. Есть еще несколько
вариантов использования ветра, но пусть читатель сам
подумает над ними. Но любые из них, в том числе
и приведенные, потребуют от нас значительных кон-
структивных усложнений изолятора. Это еще уводит
от идеала, который требует, чтобы изолятор не изме-
нялся или изменялся незначительно. Кроме того, в
некоторых районах нашей страны, в частности в Си-
бири, зимний морозный воздух может неделями стоять
неподвижно, создавая идеальные условия для оседа-
ния пыли на изоляторах и ее закрепления. Решение
явно не подходит к массовому внедрению. Как быть?
Меняем энергетическое поле. Следующим на оче-
реди стоит электрический ток в проводах линии. Зада-
ча теперь звучит так: как сделать, чтобы электри-
ческий ток, воздействуя на оперативную зону — по-
верхность изолятора и слой воздуха — не допускал
оседания на нее пылинок? Можно попытаться при-
дать поверхности изолятора электрический заряд, оди-
наковый с электрическим зарядом пылинок. Куло-
новские силы будут отталкивать пылинки, и изолятор
останется чистым. Но, как правило, в воздухе имеют-
106
ся и отрицательно, и положительно заряженные пы-
линки. Путь явно не подходит. Кроме того, если на
поверхности изолятора появится какой-то потенциал,
это значительно снизит его электрическую прочность.
В практике была предпринята попытка использо-
вать электрический ток обходным путем: под изоля-
тором располагали электрическую спираль. Потоки
горячего воздуха, поднимаясь вверх, осушали поверх-
ность изолятора и сдували с него пылинки.
Увы, мы еще более удалились от идеала, недопус-
тимо усложнив сам изолятор.
Из имеющихся энергетических полей остались не-
рассмотренными электромагнитные колебания в воз-
духе, порождаемые проводами линий.
В отличие от ветра, они присутствуют всегда, пока
течет в проводах переменный ток. Для их подвода в
оперативную зону не требуются какие-либо провода
или спирали. Еще раз уточняем задачу: электро-
магнитные колебания в воздухе, попадая в оператив-
ную зону, исключают оседание пылинок на поверх-
ность изолятора. Но изолятор не чувствует электро-
магнитные колебания! Как быть?
С надеждой на алгоритм делаем следующий шаг.
3.3. Формулирование физического противоречия на
макроуровне.
Корпус изолятора должен чувствовать электромаг-
нитное поле, но не может, т. к. электрически нейтрален.
Найденное физическое противоречие попытаемся
преодолеть, используя основные принципы их разре-
шения (приложение 1). Например, по одному из них
мы должны разнести противоречивые требования в
пространстве. Это значит, что изолятор должен со-
стоять из двух частей: нечувствительной части, ко-
торая удерживает провода, изолируя их от опоры и
земли, и чувствительной части, которая принимает
электромагнитные волны и преобразует их, например,
в механическую энергию для удаления пыли. Здесь
возможны также несколько решений.
Одно из них следующее: из провода линии обра-
зуем несколько витков спирали, получая своеобраз-
ный соленоид. Внутри соленоида расположим стер-
жень, который опирается на корпус изолятора. Нри
прохождении переменного тока стержень будет вибри-
ровать и сотрясать весь изолятор, не допуская во
107
можности осесть пылинке и укрепиться на его поверх-
ности. Это решение уже ближе к идеальному — изо-
лятор изменился мало. Но все же решение, выпол-
ненное на макроуровне, предлагает сотрясение всего
корпуса изолятора. Это может иметь вредные послед-
ствия. При достаточно длительной работе внутри кор-
пуса появятся усталостные трещины, и изолятор вый-
дет из строя. Нужно повысить надежность устрой-
ства. Пойдем дальше по алгоритму, углубляясь в
микроструктуру оперативной зоны.
3.4. Формулирование физического противоречия на
микроуровне.
В оперативной зоне (поверхность изолятора) долж-
ны быть частицы вещества, которые чувствуют пере-
менное электромагнитное поле и, «сотрясаясь», долж-
ны удалять с себя пыль, и не должны быть такие
частицы, чтобы не нарушить электрическую и ме-
ханическую прочность корпуса изолятора.
Как видим, противоречие очень жесткое, и кажет-
ся, что задача вообще стала неразрешимой. Но это
темнота перед рассветом. В принципе, перед нами
уже не изобретательская, а чисто физическая задача.
3.5. Формулирование идеального конечного ре-’
зультата ИКР-2.
Частицы вещества в тонком слое по поверхности
изолятора сами сотрясаются под действием внешнего
электромагнитного поля, но не изменяют электричес-
ких и прочностных характеристик изолятора.
Итак, смысл новой задачи состоит в том, чтобы
найти такое электронепроводящее вещество, которое
бы под действием электромагнитного поля меняло
свои размеры, создавая микровибрацию на поверх-
ности изолятора. Что это за вещество? Давайте по-
тратим несколько минут, чтобы полистать справоч-
ник по физическим свойствам материалов.
Есть! Есть такой материал — это магнитострикци-
онная керамика, которая не проводит электрический
ток, но, помещенная в переменное магнитное поле,
меняет свои размеры. Эти изменения минимальны, но
они достаточны, чтобы изолятор имел «колеблющую-
ся» поверхность и не давал пылинкам осесть на нее.
Находясь в зоне переменного магнитного поля ли-
нии, изолятор будет мелко-мелко дрожать, сжимаясь
и разжимаясь 60 раз в секунду, не позволяя прика-
108
саться к себе и оставаясь всегда чистым. Чтобы эти
колебания, хотя и минимальные, не передавались
корпусу изолятора, под магнитострикционным слоем
Расположить слой резины или пластмассы.
Мы почти вплотную приблизились к идеалу. Нуж-
но всего-навсего-то покрыть существующий изолятор
магнитострикционной краской на мягкой основе, и
проблема его очистки исчезнет. Пока работает линия
электропередачи, изолятор будет чистить сам себя*»
Теперь остается конструктивная и технологичес-
кая проработка найденного решения. Это тоже боль-
шая и сложная работа, но она уже видится реально
выполнимой, т. к. для нее требуются лишь знания
специалиста.
Остается добавить, что это решение найдено мной
после случайного знакомства с проблемой очистки
изоляторов. Потребовалось два часа управляемого по
алгоритму мышления, запись которого воспроизведена
почти документально, чтобы найти несколько вариан-
тов оригинальных решений, включая и изложенный.
Алгоритм действительно сильное оружие изобретате-
ля. Вероятно, вы заметили — пройден не весь алго-
ритм. Остались неиспользованными еще многие его
шаги. Попытайтесь пройти их сами. Это
много приятных минут.
Например, 8-я часть алгоритма шаг
дует использовать полученный ответ
принесет вам
8.3. рекомен-
при решении
других технических задач. Где можно применить виб-
рирующее покрытие?
Представьте, вы купили автомобиль, который ни-
когда не нужно мыть. Верхний слой его краски, под-
ключенный к переменному магнитному полю, вибри-
рует несколько сот раз в секунду, не давая возмож-
ности удержаться на ней ни пыли, ни грязи. Кроме
того, снизится сопротивление воздушному потоку воз-
духа, а значит, уменьшится и расход бензина.
Вы знаете, насколько легче входит в землю виб-
рирующий наконечник отбойного молотка в сравне-
нии с обычным ломом. Этой же краской можно по-
крывать и корпуса кораблей, тогда они не будут
обрастать водорослями и ракушками, которые значи-
тельно увеличивают гидросопротивление корпуса, но
• Заявка на изобретение 4149613/07. 1986 г.
109
1.
©то пока предположение, окончательный ответ даст
практика. И вот в газете «Социалистическая индуст-
рия» от 20 ноября 1986 г. появилось сообщение о том,
что французские специалисты провели подобный опыт.
Они покрыли днище судна краской, которая вибриру-
ет под действием слабого переменного тока. Наблю-
дения показывают, что уже в течение длительного
времени к днищу судна не прилипла ни одна ра-
кушка.
Если покрыть такой краской высокочастотный
провод, навсегда исчезнет опасность обледенения.
Увеличив прочность магнитострикционной
керамики, можно сделать из него новый
резец, который будет иметь луч-
шие характеристики, чем все
известные. Открывается
целая область новых
технических
НЛ ПСИХОЛОГИЧЕСКОМ ФРОНТЕ
Нет, нет, переменный ток — &то
вздор, не имеющий будущего. Я не
только не хочу осматривать двига-
тель переменного тока, но и знать
о нем не желаю!
Томас Эдисон
Госпожа Инерция Мышления
Однажды шимпанзе научили тушить огонь водой
из бачка. Новый «пожарник» резво бегал к бачку, за-
черпывал кружкой воду и выплескивал ее в огонь.
И каждый раз этот геройский поступок поощрялся ла-
комством.
Но вот шимпанзе поместили на узкий длинный
илот, стоящий на середине озера, и повторили опыт.
♦Специалист» по тушению морских пожаров не расте-
рялся. Балансируя по скользким бревнам, утопающим
в воде, он без устали бегал с кружкой от огня к зна-
комому бачку, стоящему в конце плота. Вот, по же-
ланию каверзных экспериментаторов, плот разделил-
ся — огонь и бачок оказались на разных его поло-
винках. Суетливо забегал «пожарник» по краю своей
горящей половины, протягивая пустую кружку к, увы,
уже не досягаемому бачку. В отчаянии шимпанзе стал
жадно пить выступающую из-под его ног воду. Для
него это была вода для питья. Вода для тушения огня
находилась совсем в другом месте...
С иронией человек наблюдает за такими действия-
своего «младшего брата». Конечно, он никогда
ми
так не поступит. Это же очевидно: если вода у теоя
под ногами,
жара. Всегда ли человек
однажды сообщили газеты:
• Поистине анекдотически выглядит история с от-
ношением бизнесменов к популяризации изобретенно-
в СССР агрегата для обработки алмазов: описание
изобретения продавалось во всех киосках Парижа все-
го за 60 сантимов. Оно не привлекало к себе широ-
ее нужно использовать для тушения по-
поступает так? Вот что
кого внимания, пока некий ловкий жулик не продал
его текст, почти не изменив содержания, одной из
американских корпораций за... 25 тысяч долларов!»
. Согласитесь, в приведенных примерах есть что-то
общее. В обоих случаях не признавалась очевидность
решения. Делалось то, что стало уже привычным,
Что соответствовало прошлому опыту. В обоих слу-
чаях срабатывала инерция мышления, которая дик-
тует — делай так, как делал раньше!
История полна драматических и курьезных слу-
чаев, когда инерция человеческого мышления застав-
ляла идти против разума.
Вспомним австрийского врача Земельвейса, кото-
рый на заре современной медицины одиннадцать лет
безуспешно пытался приучить своих коллег мыть ру-
ки перед операцией. Никто раньше этого не делал.
Руки выглядели грязными после операции, а не до
нее. В клинике, которой руководил Земельвейс, после
внедрения мытья рук дезинфицирующими растворами
резко снизилась смертность. Но Земельвейса все-таки
выжили со службы. Врачи не смогли тогда оконча-
тельно преодолеть вековую традицию.
Невольно вспоминаются слова Гегеля: «Здравый
смысл есть такой способ мышления, в котором со-
держатся все предрассудки данного времени». К со-
жалению, в этом высказывании содержится значи-
тельная доля истины.
В 1878 году на одном из заседаний Парижской
академии наук знаменитый американский изобрета-
тель Т. Эдисон впервые демонстрировал свой фоно-
граф — первый звукозаписывающий аппарат. В боль-
шом зале стояла настороженная тишина. Вот взведе-
на пружина аппарата, и из его большого блестящегэ
рупора сквозь шипение и треск начали пробиваться пер-
вые слова: «Фонограф приветствует Высокое собрание
и желает ему всяческих успехов...» Еще не успел до-
крутиться валик фонографа, как из рядов слушате-
лей раздались возмущенные голоса: «Прекратите!
Этого не может быть! Шарлатанство! Мы не позволим
заезжему господину дурачить нас опытами по чрево-
вещанию». Никто из уважаемых академиков не верил,
что голос принадлежит машине. Интересно то, что и
сам Эдисон, обладающий незаурядным воображением,
не признавал переменный ток, называя его богопро-
112
тивным. Работая над устройствами и машинами по-
стоянного тока, он свыкся с ними. Но вот однажды
ему предложили ознакомиться с двигателем перемен-
ного тока, построенным русским инженером Доливо-
Добровольским. Признанный авторитет в электротех-
нике замахал руками: «Нет, нет, переменный ток —
это вздор, не имеющий будущего. Я не только не хочу
осматривать двигатель переменного тока, но и знать
о нем не желаю».
«Знать не желали» и изобретателя телефона Бел-
ла. Местные авторитеты на его предложение о строи-
тельстве телефонной сети заявили: «Каждый знает,
что человеческий голос нельзя поместить в медный
провод. Мы требуем арестовать мошенника, обманы-
вающего честных граждан!»
Как вы уже заметили, инерция мышления харак-
терна не столько для людей далеких от техники,
сколько для тех, кто создает ее.
Имя Генриха Герца, который открыл человечеству
электрические колебания, и, по сути, первый экспери-
ментально получил радиоволны, звучит сегодня на
всех диапазонах частот. Однако история помнит, что
именно он — Генрих Герц — предлагал в свое время
Дрез;ренской палате коммерции запретить, как не
имеющие практической ценности, все исследования по
радиоволнам...
Теперь пойдем ближе к нашей эпохе. Вспомним
первые автомобили, которые с милой непосредствен-
ностью повторяли все атрибуты конного экипажа.
Те же обводы кузова, тот же высоко поднятый облу-
чок, для извозчика, извините, для водителя. Дело дохо-
дило до того, что в Лондоне специальным указом вла-
дельцам автомобилей рекомендовалось пристегивать
к машине... лошадь, т. к. «безлошадный» вид, по мне-
нию властей, мог нервировать встречный экипаж.
Когда Цвикки рассчитал возможность изготовления
летательных аппаратов без крыльев, хвоста и на твер-
дом топливе, никто в Англии не принял его предло-
жение всерьез. Более того, когда английская развед-
ка доставила впоследствии Черчиллю фотографии
таких снарядов, секретных Фау-1 и Фау-2, которые гит-
леровцы обрушили на Англию, авторитетные экспер-
ты заявили, что такой аппарат летать не может...
С иронией рассуждаем мы об инерции мышления
113
наших, пусть даже и великих, предков. Конечно, мы
поумнели, стали осмотрительнее и не допустим, чтобы
инерция мышления так бессовестно командовала нами.
Однако что это? Взгляните на нашу современную элек-
трическую швейную машину! Что-то она подозрительно
напоминает первые довоенные зингеровские конструк-
ции. Пожалуй, отличается лишь тем, что на месте руч-
ного маховика стоит электродвигатель. Он поставлен
там, где мы с вами раньше крутили рукой. В результа-
те осталась все та же сложная кинематическая цепь
передачи движения игле. Странная конструкция, не
правда ли? Мы ведь могли поставить электродвигатель
в другом, более удобном месте, однако этого не сделали.
Почему? Чтобы не очень расстраивать читателя, сообща-
ем, что новейшие швейные машины уже лишены этого
казуса. В результате они стали легче, проще, надежней.
Увы, природа не знает наших делений на профес-
сии и с одинаковым старанием награждает инерцией
мышления и домохозяйку, и конструктора космичес-
ких кораблей.
Известен случай, происшедший при конструирова-
нии космического аппарата «Венера-12». Аппарат
был уже готов к запуску, как вдруг от ученых посту-
пила заявка заложить в него еще один прибор весом
всего в шесть килограммов. Это «легкомысленное»
предложение возмутило конструкторов. Они уже до
предела напичкали в аппарате каждый миллиметр
его объема, сотни раз просчитали каждый грамм и
отказались удовлетворить заявку. Но, как известно,
с начальством спорить трудно. В отчаянии конструк-
торы стали искать место для нового «безбилетника»,
который, страшно подумать, был целых шесть кило-
граммов! Космический аппарат разложили по кос-
точкам. И тут с изрядной долей удивления обнару-
жили внизу его металлическую болванку весом 15 кг.
Это был центровочный груз, ориентирующий «шарик»
при его clfycKe. Своим весом он заставлял аппарат,
как игрушку ванька-встанька, располагаться только в
определенном положении. Больше никаких функции
он не нес. И вот поставили вместо него новый аппа-
рат и добавили еще несколько, которые попутно вы-
полняли функцию центровочного груза.
«Венера-12» ушла без балласта-болванки. Нам ос-
тается еще тихо произнести знаменитое воробьянин-
*
Начнем
неизвест-
классов,
радостно
ское «да уж», когда узнаем, что вывод одного
килограмма массы только на орбиту Земли стоит
20 тысяч рублей. Как видите, наша ирония по поводу
инерции мышления изобретателей прошлого несколь-
ко потускнела. Нет сомнения в том, что инерция
мышления присутствует в каждом из нас и может
проявиться в любое время. Давайте проверим.
** буду задавать вопросы, а вы быстро отвечайте
на них. Уверен, что ваши ответы совпадут с теми, что
приведены в тексте. Так отвечают почти все.
Сколько будет два в квадрате?
— Четыре.
— А четыре в квадрате?
— Шестнадцать!
— А угол в квадрате?
— Что?! Такое не бывает...
Итак, угол в квадрате для нас остался
ным. Хотя каждый школьник начальных
услышав только один последний вопрос,
сообщит вам, что угол в квадрате равен девяноста гра-
дусам. Почему же для нас этот простой вопрос вызвал
затруднение? Ответ один — мы попали под влияние
инерции мышления. Настроив себя на возведение чи-
сел в квадрате, не смогли от алгебры быстро перейти
к геометрии.
Можно было бы не обращать внимание на эти
«мелочи» инерции мышления, если бы она не была
так поразительно многоликой и вездесущей.
Непривычная новая идея в любой области, в том
числе и в технике, ставит нас в тупик по той при-
чине, что в тайниках своей памяти мы не находим
аналогов, нам не с чем сравнивать происходящее.
Новая идея подобна чужеродному белку, введенному
в организм, который вызывает реакцию отторжения
нашего «интеллектуального иммунитета». Это есть
своеобразная защитная реакция организма. Инерция
мышления полезна и необходима в повседневной жиз-
ни. Она освобождает нас от необходимости решать то,
что уже было решено. А в такую ситуацию человек
попадает довольно часто.
А как же быть изобретателю? Как ему, хотя бы
на время, ослабить мешающую в процессе создания
изобретения инерцию мышления?
Средневековый философ Томазо Компанелло был
115
убежден, что барабан из кожи овцы лопается, если
вблизи него зазвучит барабан из волчьей кожи. Оста-
вим на совести уважаемого философа достоверность
этого факта. Для себя же отметим, что инерция мыш-
ления лопается или дает трещину, если вблизи ее
зазвучит барабан нашей фантазии. Именно фантазия
способна Одиссеевским кораблем пройти мимо остро-
вов инерции мышления с их обвораживающими мело-
диями прошлого опыта.
Именно фантазия позволяет «никогда не гово-
рить «никогда». Фантазия — единственный способ
устоять перед доводами здравого смысла, перед раз-
ноголосицей прежнего опыта. Она делает нас, хотя бы
в мыслях, всемогущими. А это уже неплохо!
И пусть наши мысли не слышат посторонние, но
это вовсе не означает, что для нас они проходят бес-
следно. Порой, неожиданно для себя, как в блеске
молнии, мы можем увидеть желаемый контур отве-
та. Подхваченный логикой, он приобретает реальные,
зримые очертания.
Разрешите предложить маленькую задачку. Как
вы думаете, что нужно сделать, чтобы облегчить сбор
на поле осколков тарелочек для спортивной стрельбы,
оставшихся после соревнований? Вероятно, подойдет
какой-нибудь большой веник или пылесос, подумаете
вы. Но поле, на котором рассыпаны осколки, мало
напоминает домашний ковер. Оно слишком велико, и
потребуется много времени и огромного расхода
электроэнергии, чтобы «прососать» его. Отказавшись
от этого пылесоса и веника, вы вспоминаете, как в
детстве успешно собирали магнитом рассыпанные по
полу гвозди. Нужно изготовить тарелочки магнитны-
ми, решаете вы, и тогда проблема сбора осколков ре-
шена. Однако и эта идея быстро угасает, когда вы
узнаете, что стоимость вашей новой тарелочки стала
приближаться к стоимости японского фарфора.
Итак, вы в тупике. Но раззодоренное чувство са-
молюбия заставляет вас все же думать о машине для
сбора осколков.
Наблюдая за вашими мучениями, в ехидной улыб-
ке расплывается знаменитая инерция мышления.
В отличие от вас, она уже достигла своей цели.
Ну, что же, пока счет не в нашу пользу.
Включаем фантазию. Представим себе, что нам
116
незачем собирать осколки с поля. Они сами куда-то
исчезают, и поле становится совершенно чистым. Нет,
нас не пожалела добрая фея и не собрала ночью за
нас осколки. Осколки, действительно, умеют исчезать
сами. Полежат немного на поле и... нету их, так ска-
зать, испарились.
Что? Осколки испарились? Они же из глины,
керамики!
Но мы же фантазируем! Мы должны допускать
самые невероятные вещи, даже испаряющуюся кера-
мику!
Ну хорошо, пусть они испаряются или расте-
каются, в общем, как им нравится, но...
Но... тогда они действительно должны быть сдела-
ны из материала, который легко испаряется на воз-
духе или тает!
— Что это может быть, какой материал?
— Вода, но это должна быть «твердая» вода —-
лед.
— Конечно же, тарелочки нужно делать изо
льда! Быстро, дешево, и не надо поле очищать!
Как видим, проблема очистки поля от осколков
исчезла, испарилась в буквальном смысле этого сло-
ва, и счет стал уже в нашу пользу.
Мы победили инерцию мышления! Это стало воз-
можным лишь потому, что была допущена изрядная
доля фантазии. Но фантазия —это рабочий инстру-
мент изобретателя, которым тоже надо учиться уп-
равлять. В ТРИЗ известно несколько способов упра
ления фантазией. Познакомимся с некоторыми из
них, которые часто применяются при решении изо-
бретательских задач.
Вам дана одна секунда
ТТятп мозг рационален. Он не допускает бесхозяй-
ственного расходования своей энергии. Однажды раз-
решив задачу и выработав для нее программу дей-
ствий, мозг работает по ней и дальше, выдавая при
необходимости только корректирующие сигналы. Ха-
ной метод работы освобождает его от излишнеи на-
грузки, дает возможность заниматься другими проо-
лемами.
117
Встретив похожую задачу, мы уже не анализиру-
ем „се полностью, а стараемся воспользоваться имею-
щейся программой действий. Это и есть опыт.
Да, опыт нам жизненно необходим, но тот же са-
мый опыт как преданный слуга подносит нам иногда
и чашу самоуспокоения, уводя от оригинальности в
мышлении при решении изобретательской за-
дачи.
Нужно научиться хотя бы на время заглушать
полезную в повседневности и вредную в изобретатель-
стве инерцию мышления. Как? ТРИЗ предусматрива-
ет для этого несколько приемов.
Вот один из них. Он называется РВС (размер, вре-
мя, стоимость). Главное назначение этого оператора —
сделать привычное непривычным, а непривычное —
привычным.
Представьте, на вас нападает комар величиной с
пятиэтажный дом! Ваши действия? Для борьбы с та-
ким необычным комаром вы, наверняка, придумаете
тоже что-то необычное. Подобные мыслительные экс-
перименты часто позволяют увидеть в изучаемом объ-
екте необычные свойства и возможности, которые
раньше ускользали от нашего внимания.
Оператор РВС включает в себя следующие мысли-
тельные операции: увеличивать размеры исследуемо-
го объекта до бесконечности; уменьшать размеры
объекта до нуля; увеличивать время воздействия на
объект до бесконечности; уменьшать время воздейст-
вия на объект до нуля; увеличивать стоимость объек-
та до бесконечности; уменьшать стоимость объекта
до нуля.
Изменение нужно доводить до самых крайних пре-
делов, раскачивая воображение и вырывая его из пут
инерции мышления.
Оператор РВС не преследует цель решить задачу,
но с его помощью мы можем получить несколько не-
обычных направлений для решения. Давайте поэкспэ-
риментируем.
Перед вами реальная производственная задача.
В трубе длиной в 200 метров нужно проложить
Электрический провод. Десятки и сотни метров такой
электропроводки в трубах находятся под полом
любого завода. Как быть?
Сейчас делают так: трубу разрезают на короткие
118
участки, пропускают в нее поводок-проволоку и про-
тягивают по очереди провод.
Затем отрезки труб свинчивают между собой или
сваривают. Это долго, дорого, ненадежно. Но другого
методапока нет. Что предложите вы? Давайте попро-
буем уйти от традиционного метода, воспользовавшись
оператором РВС.
Мысленно увеличиваем существующий диаметр
трубы до десяти и более метров. Как решается теперь
задача? Пожалуй, в этом случае проблем нет. Наша
труба превратилась в тоннель или метро, и мы можем
смело войти или даже въехать туда на автомобиле,
протягивая за собой провод. Нельзя ли этот метод
использовать в обычной трубе диаметром пять, десять
сантиметров? Можно попытаться изготовить малень-
кий автомобиль и запустить его в трубу. Конечно, весь
провод он не протащит, но заведет в нее хотя бы
бечеву. В этом что-то есть. Говорят, что в арсенале
электриков есть и такой прием: в трубу запускают
мышь, а уж следом за ней пускают кота с привязан-
ной к нему бечевкой. Возможно, это шутка, но... ре-
шение почти реальное. Теперь мы будем уменьшать
диаметр трубы до диаметра протягиваемого в него
провода. Протянуть провод в такую трубу становится
невозможным, и вы приходите к мысли, что его нужно
снабжать защитной оболочкой еще при изготовлении.
Действительно, есть такие кабели с гибкой броневой
защитой, но они сложны и дороги...
Теперь поработаем со временем. Вам дается сто
или даже тысячу лет, чтобы уложить провод в су-
ществующую трубу. Спешить некуда, и, возможно,
вы придете к мысли, чтобы провод сам рос как кри-
сталл и входил внутрь трубы. Медленно, но надеж-
но. Или даже решите залить в трубу какой-то особый
раствор, из которого в течение сотен лет испарится
влага, а оставшийся сухой осадок образует электро-
провод. Тоже неплохо. Но что это за раствор и нель-
зя ли время кристаллизации провода увеличить в не-
сколько сот раз? У нас появилась новая исследова-
тельская задача, которая, возможно, когда-то и будет
₽еППродолжим работу с оператором РВС. Теперь вре-
мени для прокладки провода в трубу нам
всего одна секунда. Вы мысленно представляете, как
119
Bi
провод co страшной скоростью сам влетает в трубу.
Как это может быть?
Нам ничего не остается, как снабдить провод ра-
кетой. Берем обычную сигнальную ракету, привязы-
ваем ее к тонкому стальному поводку и выстреливаем
в трубу. Ракета, пройдя все повороты и изгибы тру-
бы, вылетает из ее противоположного конца и выно-
сит наружу поводок, за который мы уже вытягиваем
весь электропровод. Согласитесь, эту идею стоит раз-
вить. Она вполне реальная. Именно так работают про-
тивотанковые снаряды — ПТУРСы. Выстреленные из
пушки, она тащат за собой провод, по которому по-
даются управляющие сигналы. Нам остается проана-
лизировать задачу еще с одной позиции — стоимост-
ной. Это когда стоимость нашей работы по проклад-
ке кабеля приближается к нулю и к бесконечности.,.
Но попытайтесь сами пройти этот шаг, тем более, что
вам уже, вероятно, ясен принцип, по которому следу-
ет работать.
Показан только маленький пример, на маленькой
задачке, как заглушить инерцию мышления. А те-
перь попробуйте применить оператор РВС к обыкно-
венному выключателю электрической цепи. Его «бо-
лезнь» в том, что при разъедании контактов возника-
ет дуга. Она хотя и маленькая, но постепенно разру-
шает контакты, и выключатель выходит из строя. По-
пробуйте пройти все шаги РВС. Я уверен в том, что
вы получите много приятных минут. Будьте смелыми
в своих мыслях!
В следующей главе мы познакомимся еще с одним
психологическим приемом, который использует изо-
бретатель в своей работе.
Эти маленькие, маленькие человечки...
Вспоминается широко известный случай, кото-
рый произошел с советским ученым П. Л. Капицей,
когда он был в командировке за границей. Фирма
«Сименс и Шуккерт», узнав о его приезде, попросила
осмотреть один сложный электрический агрегат, вал
которого не мог провернуть электродвигатель. Фирме
не удавалось запустить машину, и она несла круп-
ные убытки. Сумма гонорара была назначена со лид-
120
н
Л* ' '
•ной —10 тысяч марок. Капица осмотрел машину, по-
том взял молоток и ударил по коренному подшинкн-
ку вала. Машина сразу же стала набирать обороты
и мягко заработала. Фирме стало обидно платить боль-
шие деньги за пятиминутную работу ученого, и она
попросила его составить нечто вроде калькуляции-пе-
речня к оплате работ. Капица составил такую каль-
куляцию, в которой было всего два пункта: «Один
удар молотком — 1 марка, 9999 марок за то, что знал,
куда ударить».
Так и изобретатель должен четко знать, «куда и
как ударить», чтобы быстро и красиво решить оче-
редную проблему. Ранее мы уже выяснили, что, ре-
шая задачу, изобретатель от шага к шагу сужает об-
ласть своего поиска. Если вначале перед ним, как
правило, стояло неясное, расплывчатое пятно общей
технической ситуации, то после обработки исходных
данных он получает только одну, вполне конкретную
техническую задачу с конкретным техническим про-
тиворечием. Далее задача еще более сужается, и вни-
мание изобретателя сосредоточивается лишь на одном
элементе, который испытывает физическое противо-
речие .
Это и есть так называемая оперативная зона на-
ших действий, куда мы должны направить свой удар.
Теперь предстоит определить в оперативной зоне тип
физического противоречия и попытаться устранить его.
Для этого нужно четко представить себе все происхо-
дящие явления. Как это сделать?
Язык изобретателя — это язык образов. В истории
науки и техники известны многочисленные случаи
яркого образа моделирования.
Выдающийся конструктор авиационных двигате-
лей, лауреат нескольких Государственных премий,
академик А. А. Микулин вспоминал: «Однажды я
слушал оперу «Пиковая дама». Когда Герман поднял
пистолет, я вдруг увидел в изгибе руки с пистолетом
пап с компрессором, а дальше ясно то, что искал,
радиатор. Я тут же выскочил из ложи и на про-
граммке набросал схему...»
Максвелл, строя свой эксперимент при разраоотке
динамической теории газов, мысленно поместил в
сообщающиеся между собой сосуды с газами «демо-
нов» Эти «демоны» открывали дверцу для горячих
121
быстрых частиц газа и закрывали ее перед охлаж-
денными, медленными.
Кекуле увидел структурную формулу бензола в
виде кольца, образованного из обезьян.
Как видите, образный тип мышления достаточно
распространен, и в ТРИЗ он занял достойное место.
При этом случайное и интуитивное моделирование он
превратил в осознанный и целенаправленный про-
цесс. Правда, для некоторых этот процесс может по-
казаться слишком детским, несерьезным, но такое
мнение ошибочно. Метод воздействует на самые глу-
бинные и сокровенные процессы мышления, вызывая
яркие образы и ассоциации и уводя от стереотипности
в мышлении.
Однажды верблюда спросили: «Почему у тебя шея
кривая?» «А что у меня прямое?»—вопросом отве-
тил верблюд.
Многое в ТРИЗ непривычно, многое кажется ди-
ким, «кривым», не соответствующим нашим обыден-
ным представлениям. Но, уважаемый читатель, разве
само изобретение является вещью обычной? Итак,
мы в оперативной зоне. Что дальше? Теперь мы долж-
ны ту часть объекта, которая не выполняет нужного
действия, изобразить в виде... маленьких человечков —
легких, подвижных, сообразительных, умеющих бес-
прекословно выполнять все наши требования. Что
это дает? Во-первых, наглядность. Вы знаете, что до
90% информации человек получает через зрительные
центры, и грех не пользоваться этим мощным кана-
лом. Но не всякая наглядность подходит изобрета-
телю. Например, простое графическое изображение
рассматриваемой детали тоже наглядно, но есть в
нем недостаток — оно привязывает нас к прототипу.
Маленькие человечки не напоминают нам что-либо
известное, но зато показывают картину в полном
объеме.
Давайте посмотрим на их работу.
Перед вами вполне реальная, почти банальная
ситуация, приносящая немало хлопот строителям и
работникам жилищно-коммунального хозяйства. В
осенне-весенние периоды внутри водосточных труб
скапливается который, многократно оттаивая и
замерзая, превращается в ледяную пробку. При оче-
редном потеплении эта ледяная пробка, подтаяв, бом-
г
1»
122
бой падает по трубе вниз, ломая и сокрушая ее. Веро-
ятно, вы сами не раз видели оборванные концы
труб.
Переводим знакомую ситуацию в задачу.
Нужно предотвратить поломку водосточных труб
от падающих ледяных пробок. Еще более уточняем
задачу: нужно сделать так, чтобы ледяная пробка не
падала вниз по трубе.
Определяем конфликтующие элементы в системе.
Ими будут труба и ледяная пробка. Теперь для льда
мы должны составить идеальный конечный резуль-
тат. Он будет звучать так: ледяная пробка сама не
падает вниз, пока не растает полностью. Выполнить
это условие можно, если лед будет удерживаться за
стенки трубы, но в этом случае ему нельзя... таять.
Во всей красе перед нами встало физическое про-
тиворечие : лед должен таять и не должен таять...
Как быть? Уточняем место, где проявляется найден-
ное физическое противоречие. Это крайние, перифе-
рийные участки тающей пробки, которые постепенно
приближаются к центру. То есть вся толща пробки
является для нас оперативной зоной. В нее-то, как
на поле боя, и запускаем наших маленьких человеч-
ков. Их много, они сцепились друг с другом и изо
всех сил держатся за крышу и за тающую ледяную
пробку, не давая ей упасть. Вырисовываем человеч-
ков аккуратно, не спеша, используя все их фантасти-
ческие возможности.
Восьмиклассники, которые «рисовали» эту задачу
в ангарском клубе «Импульс», взглянув на свой ри-
сунок, воскликнули: «Нужно заменить человечков
цепью или, еще проще,— проволокой. На этой прово-
локе и будет держаться ледяная пробка, пока не рас-
тает полностью!»
Все, задача решена! И, кажется, неплохо. Внедре-
ние этого решения в жизнь не составляет труда. По
стоимости оно равно стоимости двух метров проволо-
ки. Найденное ребятами решение следовало бы офор-
мить заявкой на изобретение. Но патентный поиск
подтвердил лишь правоту Станислава Лема, который
сказал: «Вселенная так велика, что в ней нет ничего
такого, чего бы не было». Действительно, всего на
год раньше взрослыми изобретателями было сделано
аналогичное решение. Но даже в этом случае стоило
123
каиков за подсказку,
благодарить иал«““”*— бытовая. Петро-
Теперь еще одна задач нук> Ильфом 4» 1 Р
Помните историю, ? Эрнест Павлович, У
вым В «двенадцати стульях»
124
паясь в ванне, обнаружил, что вода из его храня 8
больше не течет. Он лихорадочно крутил краны, но
они оставались сухими, в них только что-то хрюкало
и булькало. Весь в пене, как Афродита, Эрнест Пав-
лович выскочил на лестничную площадку покликать
дворника. Тут дверной замок и защелкнулся. Пока
герой стыдливо метался по лестничной площадке, из
кранов снова пошла вода. Переполнив ванну, она
Ниагарским потоком стала заполнять всю квартиру.
Дверь помог открыть вездесущий Остап Бендер.
А ведь всего этого могло не быть, если бы ванна
умела регулировать уровень своего наполнения. Как
ето сделать? Имеющееся в верхней части ванны пере-
ливное отверстие не успевает отводить поступающую
воду потому, что мало гидростатическое давление.
Задача определилась: нужно научиться открывать
нижнюю пробку! Находим оперативную вону. Это
верхний уровень воды в ванне. Идеальный конечный
результат: верхний уровень воды сам открывает ниж-
нюю пробку, когда поднимается до критической от-
метки. Как это сделать? Ведь вода должна давить
вниз на пробку, так как обладает гидростатическим
давлением, и должна поднимать пробку вверх, чтобы
ее верхний уровень не поднялся выше критической
отметки. Мы выявили физическое противоречие. Для
его разрешения воспользуемся методом ММЧ. Запус-
каем в ванну маленьких человечков: пусть они пла-
вают на поверхности воды и, когда ее уровень станет
выше допускаемого, дружно ухватятся за нижнюю
пробку и откроют отверстие! Как только уровень воды
понизится, они снова закроют пробку. Чем можно
заменить маленьких человечков? У читателя, веро-
ятно, уже готов ответ. Нужно к цепочке, которая
прикреплена к пробке, привязать поплавок, например
полиэтиленовый бачок. Всплывая и выбирая слабину
цепочки, он будет натягивать ее и откроет пробку.
Вода уходит, поплавок снова опускается, и пробка за-
крывается.
Теперь мы имеем право воскликнуть: «Эврика!*
И этим повторим нашего древнего предшественника
Архимеда, который, как известно, тоже что-то изо-
брел в ванне.
В заключение несколько советов.
Маленькие человечки должны начинать свою дея-
125
тельность в оперативной зоне. Изобретатель, как стре*
лок, должен видеть всю мишень, но целиться все-таки
в ее середину. А наша середина — это место возник*
новения физического противоречия, т. е. оперативная
вона. Рисуя человечков, не жалейте каряндят и вре-
мя. У нас должно быть много помощников, и они
должны уметь делать все. Для них нет невоз-
можного! Не задумывайтесь пока, как они
будут делать, выясните вначале, что
они должны сделать. Позже, в со-
ответствии с вашими знания-
ми по физике, химии, вы
найдете, как это
сделать
ВСЕ СВОЕ НЕСУ С СОБОЙ
Выход из затруднительного положе*
ния чаще всего бывает там, еде был
вход,.,
Карел Чапек
Любопытная история с паровыми котлами произо-
шла в конце прошлого века. Один российский пред-
приниматель закупил в Англии станки и паровую
машину с котлами. Оборудование довезли до реки, на
противоположном берегу которой была фабрика вла-
дельца. И тут спохватились: как переправить через
реку тяжелое оборудование, которое не выдержит
паром? Заморский инженер, сопровождавший груз,
предложил построить мост. Прикинули — оказалось,
что мост будет намного дороже нового большого па-
рома, но удобнее. Фабриканту предстояли расходы,
он крепко задумался. Перед растерявшимся фабри-
кантом появился простой мужичонка в замасленной
куртке и предложил простейший выход.
— Я переправлю вашу машинерию на тот берег
И недорого возьму.
Переглянулись инженер с хозяином, усмехнулись
недоверчиво, но все же согласились. Взял мужик то-
пор, срубил молодую березку и давай тесать пробки.
Этими пробками он забил все дырки в котлах, затем
скатил их в реку. Там он прочно связал все котлы
и велел ставить на этот «плот» машину. Затем прице-
пил свое изобретение к парому и благополучно доста-
вил до противоположного берега...
С точки зрения изобретателя, ничего необычного
задействованы вещественно-по-
способность котла плавать на
это свойство нужно было уви-
не произошло — были
левые ресурсы, т. е.
поверхности воды. Но
деть и использовать.
Видеть в системе
нез а действованные ресурсы
127
•то, пожалуй, одна из главных особенностей изобре-
тательского стиля мышления. Многие пережили клас-
сическую историю, подобную той, которая произошла
о бабушкиными очками. Их искал весь дом, а они
случайно обнаружились на лбу самой бабушки. По-
добное часто наблюдается и при решении изобрета-
тельской задачи. Мы упорно ищем на стороне вещест-
во, чтобы достроить нужный веполь, а оно уже есть
в самой системе. Мы мучаемся, подбирая какое-либо
энергетическое поле, а оно, оказывается, тоже есть в
этой системе. Жаль, что такие откровения приходят
иногда слишком поздно.
Известно, что повышение температуры выше до-
пустимой у подшипников скольжения может при-
вести к выплавлению антифрикционного слоя обоймы
и вывести сложную машину из строя. Поэтому такие
подшипники находятся иод особым контролем. На
их корпусе порой располагается целый ряд различ-
ных температурных датчиков и указателей, которые
в случае перегрева выдают аварийный сигнал. Но
часто аварийный сигнал поступает слишком поздно.
Дело в том, что корпус подшипника является массив-
ной деталью и, пока он весь прогреется, пройдет до-
статочно много времени. Необходимо получить сигнал
в самом начале возникновения перегрева внутренней
обоймы.
Проведем вепольный анализ оперативной зоны и
выявим имеющиеся в ней ресурсы. В системе имеется
корпус (Bi), и обойма (Вз) и тепловое поле (Пт). Как
видим, присутствует полный веполь, но он почему-то
совершенно не задействован в системе контроля. Да-
вайте изучим его возможности и способности.
Что происходит, когда через два разнородных ме-
талла — корпус и обойма — проходит тепловое поле?
Это же готовая термопара! Ее способность вырабаты-
вать электрический ток в зависимости от степени на’
грева известна еще со школьной скамьи. Теперь дос-
таточно подсоединить вольтметр к этим двум дета-
лям и, измеряя вырабатываемый ими ток, будем иметь
самую точную и своевременную информацию о тем-
пературе подшипника. Простое и красивое решение!
Оно стало возможным лишь потому, что был проведен
анализ вещественно-полевых ресурсов.
Вероятно, многие согласятся с тем, что совершен-
на
ство но там, где нечего прибавить, а там, где нечего
отнять. Именно с этих позиций следует подходить и
к технической системе. Всякое ее усложнение, при со-
хранении прежней функции, приводит, как правило,
к удорожанию и понижению надежности.
Познакомимся еще с одной задачей.
Для обнаружения внутри зерен личинок вредите-
ля брали на пробу 100 зерен, раскалывали каждое
из них и рассматривали под микроскопом. Занятие,
прямо скажем, хлопотное и непроизводительное. Но
вот вспомнили, что личинка, жующая зерно, издает
какие-то звуки. Есть полный веполь! В| — зерно, —
личинка, И — поле звуковое. Остается только под-
винуть достаточно чувствительный микрофон к кучке
зерна — и мы услышим в динамике скрежет челюстей
вредителя.
Здесь так же, как и в предыдущем случае, был
использован веполь, уже имеющийся в системе. Од-
нако не всегда такая удача сопутствует изобретателю.
Тогда для поиска вещественно-полезных ресурсов
нужно исследовать подсистему и надсистему.
Известно, какой вред приносят растениям промыш-
ленные выбросы в атмосферу. Их вредное действие
можно нейтрализовать, распыляя над растениями спе-
циальные микроэлементы. Делать это с воздуха с по-
мощью самолета сложно, дорого, а главное, не эф-
фективно. Микроэлементы нужно вносить в момент
выброса промышленных отходов, а по погодным ус-
ловиям это не всегда возможно. Кроме того, микроэле-
менты нужно вносить в строгом соответствии с коли-
чеством осевших выбросов, иначе их избыток или
недостаток вместо пользы может принести вред. Но са-
молет это делать не может, он опыляет всю площадь
равномерно. Итак, в нашей системе самолет, входя-
щий в веполь, не обеспечивает нужных действий. По-
пробуем найти ему замену из резервов надсистемы, а
таковыми в нашем случае являются само промыш-
ленное предприятие, производящее вредные выбросы
в атмосферу.
Пусть сами выбросы будут служить транспорт-
ным средством! Так и поступили. Микроэлементы не-
посредственно ввели в поток выбросов, и они вместе
с ними оседали на нужное место в нужном коли-
честве.
ii |<>бр<-1 ;i 11.1
5 И и л <1 и 11 к П ii-
129
Мы разобрали случаи использования резервов из
надсистемы, теперь обратимся к подсистеме.
Вы новосел. Загрузив высокий контейнер домаш-
ними вещами, едете к новому месту жительства. Ра-
достное настроение несколько омрачается встретив-
шимся на дороге препятствием. Нужно проехать под
аркой моста, а контейнер оказался чуть выше, бук-
вально на сантиметр нижней части балки. Шофер ре-
шил игнорировать такую незначительную разницу в
высотах и стал все же протискиваться под мост. Но
эта попытка чуть было не закончилась опрокидыва-
нием контейнера. Ситуация складывалась неважной.
Объезд требовал 2—3 часа, а машина выделена всего
на один час. Как быть?
Займемся анализом вещественно-полевых ресур-
сов. В надсистеме есть дорога и мост. Увы, изменить
что-либо в них мы не можем. Обратимся к подсисте-
ме. Что же в ней? Кузов автомобиля. К сожалению,
он не может уменьшаться по высоте. Рессоры. Они
уже полностью выбрали свой ход, и дальнейшая их
деформация дополнительным грузом может привести
к поломке. Остались колеса. Вот оно, наше спасение!
Частично выпускаем воздух из их шин, автомобиль
♦приседает» — и мы спокойно проезжаем под аркой.
Все. Задача решена путем использования ресурсов в
подсистеме. Не следует думать, что описанная ситуа-
ция является надуманной, и вряд ли ее опыт может
где-либо пригодиться. Это мнение ошибочное. Выдано
авторское свидетельство на изобретение, по которому
с помощью выпуска воздуха из шин и последующей
их накачки производят снятие кузова автомобиля.
И здесь принцип тот же — использование ресурсов
подсистемы.
Бывают случаи, когда в системе уже есть поле и
одно вещество, и достаточно ввести лишь одно какое-
то другое вещество — и система полностью преобра-
зуется. Известна установка для дождевания, кото-
рая выполнена в виде превращающихся сегнеровых
колес. Авторы изобретения предложили прикрепить к
вращающимся патрубкам лопасти наподобие вертолет-
ных. Теперь установка для дождевания в прямом
смысле взлетает над орошаемым полем, увлекая за
собой шланг, по которому подается вода.
Очень часто отходы какой-либо системы могут слу-
130
жить веществами или энергией для другой р?дом стоя-
щей системы.
Животноводческая ферма по авторскому с виде-
тельству 1015869 включает в себя помещение для жи-
вотных и расположенную под прозрачной крышей рас-
тильню зеленого корма, например хлореллы. С целью
повышения эффективности тепло и углекислота, выде-
ляемые животными, направляются в растильню, а
кислород, выделяемый хлореллой,— животным. Обе
стороны довольны. Не правда ли, это решение повто-
ряет в миниатюре природный цикл?
Нужно учиться у природы разумному использо-
ванию вещественно-полевых ресурсов. Ведь отходов,
в обычном понимании этого слова, у природы нет.
что кокосовые и
успешно заменить обычные те-
Положительный итог этих экс-
Все используется, все перерабатывается. Отжившее де-
рево является удобрением для нового. Павшее живот-
ное — это пища стервятникам и т. д. Выявлено, что
даже ветровые колебания ветвей и ствола дерева ис-
пользуются для движения соков. В природе ничто не
пропадает зря, ничто не является лишним. Постепен-
но к этой мысли подходит и человек, конструируя
свои новые технические системы. Например, в Япо-
нии выпущены наручные часы, которые для своей
работы используют тепло руки человека. Созданы те-
лефонные аппараты, использующие акустическую
энергию голоса говорящего. Такой аппарат может
работать на дистанции более чем 50 километров.
Индийские ученые утверждают,
другие пальмы могут
левизионные антенны,
периментов позволяет надеяться, что в Индии строй-
ная пальма вскоре заменит уродливый лес антенн на
крышах домов.
Следует отметить, что мобилизация ресурсов вна-
чале происходит внутри системы, затем переходит в
надсистему и заканчивается окружающей средой. При
этом наблюдается достаточно интересная закономер-
ность: вначале техника борется с силами природы,
затем она приспосабливается к ним и наконец исполь-
зует их для выполнения своей функции. Можно пред-
положить, что по мере своего развития техническая
система вначале постепенно, а затем полностью ста-
нет одной из частей природы, ее необходимым функ-
циональным органом. Поэтому человек, развивая тех-
нику, должен согласовать се с природными процесса-
ми, а это значит — делать технику не против природы,
а во имя ее. В недалеком будущем мы перейдем к ин-
тенсивному использованию ♦ вечных» возобновляемых
источников энергии — солнечной, ветровой, энергии
океанических волн, приливов и т. п. И здесь в макси-
мальной степени проявится наше умение использовать
вещественно-полевые ресурсы природы. Кстати, с та-
кой ситуацией человечество уже встречалось раньше,
когда при отсутствии каких-либо технических систем
нужно было выполнять работу, и для этого исполь-
зовались также только ресурсы внешней среды — энер-
гия ветра, приливы, дождь и т. д. Мы возвращаемся
к атому, но на ином, более качественном уровне.
132
сейчас,
как обычно,
предлагается задача для
самостоятельного решения.
Задача № 21. В одном из музеев наибольший
интерес у посетителей вызвали старинные часы. Осо*
бенностью этих часов было то, что их никто никогда
не заводил, но тем не менее они продолжают мерно
отсчитывать время вот уже более двух столетий. Как
это может быть? Откуда часы берут энергию? Про-
анализируйте и используйте вещественно-полевые ре-
сурсы внешней среды, в которой находятся эти часы.
В конце книги вы можете сверить свои ответы с ва-
риантами ответов, предложенных школьниками 7-го
класса.
Анализ вещественно-полевых ресурсов и рассмот-
рение их вепольных характеристик позволяет не толь-
ко находить новые технические решения, но
объяснять многие, казалось бы, загадочные яв-
ления и события, происшедшие в истории че-
ловечества. С попыткой раскрыть одну
из таких
принял
митесь в нашей следую-
щей главе.
тайн, которую пр<
хвтор, вы познако-
е <
МОАИ... ПРИШЛИ САМИ?
— Л"н Педро, м/>жет бмь, ты рас
скажешь мне, гмк твои предки пере-
правили статуи н разные концы oci
pond?
Они сами шли, пешком, - отче
канал он,
ерунда? воскликнул я разо-
чарованно и не без раздражения
Загадке тысячи лет
Одиноким пятнышком затерялся на карте Тихого
оксана остров Пасхи. Когда-то, появившись из оксан
с кой пучины, он застыл над ней покатой холмистой
поверхностью размером в 117 кв. километров.
Отдаленный от ближайших материков на тысячи
миль, омываемый океанскими волнами и обдуваемый
ветрами, ои бережно хранит следы удивительной
древней культуры некогда заселявшего его ня
рода.
Первым для европейцев этот остров открыл гол-
ландский мореплаватель Я. Роггевена. Это произошло
в канун пасхи 1722 года (отсюда и столь необычное
название острова).
Велико было удивление моряков, когда их встре-
Г
судя по хижинам, были на острове, а толпы каменных
идолов. Их было много, более семисот штук. Они
грозно выстроились на берегу и молчаливо погляды-
вали иа иноземных пришельнсв, подавляя своими раз-
мерами и видом.
Что это? Для чего? Кто их поставил?
Мастные жители уверяли, что моаи (так звались
каменные исполины) были всегда, а прадеды их пра-
дедов будто рассказывали, что статуи сами пришли из
глубины острова...
В 1774 году остров Пасхи посетил знаменитый
Английский путешественник Джеймс Кук, Следом за
ним в 1804 я 1816 годах на острове побывали и рус-
ские мореплаватели Ю. Ф. Лися некий и О, Е. Коцебу.
В жх рассказах главенствовал
i
134
t
В середине прошлого века к острову Пасхи зачас-
тили пираты и работорговцы. В результате этих
«визитов» с острова было вывезено более тысячи корен-
ных жителей. Занесенные иностранцами инфекцион-
ные болезни почти окончательно истребили оставшую-
ся часть населения. Остров опустел. Ограбленный и
истерзанный, он превратился в каменную пустыню.
Лишь грозные исполины, оставаясь в том же числе,
с немым укором вглядывались в океанскую даль, за
которой скрывался этот страшный и дикий цивили-
зованный мир.
Наступил XX век. Жизнь на острове медленно
восстанавливалась. Спустя почти столетие, интерес к
острову возобновился. Научные экспедиции пытались
познать культуру исчезнувшего народа и выяснить,
кто, когда и как установил эти странные скульптуры.
Настойчивые расспросы местного населения ни к
чему ие привели. Они «потеряли» свою историю. Точ-
нее, она была у них украдена, варварски уничтожена.
Вероятно, с отчаяния появилась гипотеза, что из-
ваяния соорудили... пришельцы из космоса. Пришельцы
якобы заложили в них свой определенный смысл,
который нам недоступен... Однако возникает резон-
ный вопрос: зачем нужен такой смысл, если он не-
доступен? Кроме того, маловероятно, чтобы инопла-
нетяне, если они и были, выбрали бы для своей дол-
говременной базы этот ненадежный, с геологической
точки зрения, остров, который в любой момент мог
вновь взорваться вулканами и уйти под воду.
Известный норвежский ученый Тур Хейердал, тот
самый, который собственным примером доказал воз-
можность миграции древних людей по океану на
бальзовых и тростниковых плотах, пришел к иному
выводу. Он считает, что остров мог использоваться г л г.
перевалочная база для выходцев из Южной Амери
ки, мигрирующих к Полинезийскому островному ар-
хипелагу. Действительно, остров был одним из пер-
вых на их многотрудном пути и представлял возмож-
ность отдыха и пополнения провианта. Выставленные
на берегу фигуры могли служить своеобразными мая-
ками, указывающими, что остров обитаем и на нем
есть люди. Кроме того, они могли сообщать инфор-
135
нацию о течениях и ветрах, а также о том, в какое
время п куда следует двигаться дальше.
Тур Хейердал доказал идентичность культуры ост-
рова Пасхи с культурой древнего Перуанского госу-
дарства инков. Итак, вопрос, кто и когда сделал эти
Г.
смык вопрос: как жители острова транспортиров»лм
на десятки километров эти многометровые исполним
весом сорок и более тонн? Статуи целиком ”«ру ко-
лись из скал, которые находились почти в центре
острова. Не следует упускать из вида, что на острове
никогда не было крупных животных, которые можно
было бы использовать как тягловую силу.
Однажды собрали почти все население острова,
чтобы попытаться волоком сдвинуть какую-либо ста-
тую. На несколько метров подалась только одна из
малых. Исполины остались неприступными.
Большинство современных гипотез связывают эту
работу с применением бревен в качестве катков. Но
на острове никогда не было деревьев... Океан не мог
обеспечить бревнами в таком количестве.
Опять инопланетяне? Но уже доказана несостоя-
тельность этого предложения! Тогда кто и как?
С трудом расшифрованные письмена упорно по-
вторяли легенду «Моаи пришли
сами
ТРИЗ и каменные идолы
ре двигать
ло на самом деле? Кто и как смог пе-
громадные каменные глыбы?
«Идея, как можно передвигать статуи, пришла ко
вспоминает чехо-
фильм «Пекарь императора». В нем главного персо-
нажа — великана Голема — передвигали с помощью
растяжек из веревок». Идея Павла была проста. На-
клонив с помощью веревок стоящую статую вбок,
тем шел боковой наклон в другую сторону — и новый
разворот. Так, собственно, наклоняя и разворачивая,
ум пере дитя рм дома тяжелый шкаф или холодиль-
ник. Способ проверен н надежен. В январе 1986 года
136
ЙВеЛ’ "° приглашени*> Тура Хейердала, был
ттВ 4HCJ1° членов экспедиции и посетил остров
Пасхи. Понадобилось 60 человек, чтобы передвинуть
этам способом статую высотой 4,5 метра и весом в
1U тонн. За 6 часов статуя преодолела несколько де-
сятков метров. Жители острова удостоили чехосло-
вацкого инженера почетного имени — Арики Туу Кон-
гу^ что в переводе означало «Король шагающих ста-
туи». Можно было ставить точку в истории раскрытия
вековой тайны. Однако способ, который предложил
и осуществил Павел Павел, имеет слабые стороны.
За весь световой день статую можно передвинуть
на 80 100 метров, при этом участвует несколько де-
сятков человек. На острове более 700 статуй, которые
нужно было транспортировать на десятки километров.
Выходит, что если бы все население острова занима-
лось бы только передвижением статуй, то на это уш-
ло бы несколько сотен лет. А когда же и кому было
изготавливать сами статуи? Их вытесывание требо-
вало еще большее время. Все это ставит под сомнение
истинность метода чехословацкого инженера. А глав-
ное, этот метод не подтвердил легенду «Моаи пришли
сами».
Легенды, как правило, не лгут. Они могут обрас-
тать позже ненужными, искусственно придуманными
подробностями, но их суть всегда остается неизмен-
ной и правдивой.
Трудно соревноваться в изобретательности с древ-
ними пасхальцамн. У них было достаточно времени,
чтобы совершить, быть может, не одну сотню проб.
Мы с вами лишены этого. Обратимся к ТРИЗ, которая
поможет выбрать оптимальный вариант, не тратя вре-
мени на пустые пробы и ошибки.
В принципе мы имеем дело с обычной изобрета-
тельской задачей. Правда, она несколько усложняется
тем, что для ее решения нужно исходить только из
условий, имеющихся на острове, и, естественно, ис-
пользовать только имеющиеся на нем вещественно-
полевые ресурсы.
Можно вспомнить, что подобная задача возникла
при строительстве Асуанской ГЭС: надо было убрать
из зоны затопления монументальные исторические
памятники. Тогда поступили просто: взяли и рас-
137
пилили эти памятники. Затем частями перенесли на
новое место.
Для нас такой вариант не приемлем. Статуя явля-
ется изделием, которое мы не имеем права распили-
вать на части. Она должна оставаться целой! Возни-
кает техническое противоречие: чтобы сделать статую
легкой, ее нужно распилить на части, но тогда мы ис-
портим историческую ценность.
Противоречие оставляет один путь — статуя, ос-
таваясь целой, т. е. тяжелой, должна на время тран-
спортировки быть легкой...
Приступим к разрешению этого противоречия.
Вепольный анализ (взаимодействие веществ и по-
лей в системе) показывает, что в задаче присутствует
неполный веполь. Есть одно вещество Bi (статуя) и
одно энергетическое поле П1 (сила тяжести), которое
;анный момент вредно действует на Bi.
Нужно достроить веполь. Для этого вводим в сис-
тему еще одно вещество и нейтрализуем вредное воз-
действие Пь К сожалению, человечество еще не на-
училось нейтрализовать или как-то уменьшать на земле
гравитационное поле неподвижного предмета. По-
этому нам остается только использовать это «вредное»
поле и направить его на передвижение самой статуи.
Но чтобы это сделать, мы должны ввести в систему
какое-то другое дополнительное энергетическое поле
П2. Теперь вепольная формула приобретает следую-
У
138
Эта формула говорит: вновь введенное поле П2, пере-
давая свою энергию через какое-то вещество В2, долж-
но совместно с гравитацией П] воздействовать на ста-
тую В) и привести ее в движение. Что это за вещество
« новое поле? Где их взять в условиях острова?
Познакомимся со стандартом 1.1.3. решения изо-
бретательских задач. Он советует: «Если дан веполь,
плохо поддающийся изменениям, и условия задачи
«одержат ограничения на введение в него или при-
соединения к нему вещества, задачу решают дострой-
кой веполя, используя в качестве вводимого вещества
имеющуюся внешнюю среду».
Анализируем имеющиеся на острове во внешней
среде вещественно-полевые ресурсы.
Из веществ на острове присутствуют грунт (ка-
мень), песок, глина, вода, воздух, растительность
{трава, камыш, водоросли).
Из источников энергии — солнце, ветер, волны, при-
бой и гравитация. Есть еще один источник энергии —
землетрясения. Остров Пасхи лежит в зоне жесточай-
ших сейсмических катаклизмов. Каждые 7—9 минут
на его берег накатывает гигантская волна Токерау, и
остров сотрясается.
Итак, помощники перечислены. С чего начать? Что
принять за В2 и П2, чтобы построить нужный веполь?
Остановимся пока на воде и гравитации. Пожалуй,
можно с их помощью сплавить статую на другой
конец острова, но для этого понадобится вручную вы-
долбить в скальном грунте многокилометровый ка-
нал. Это потребует жизни нескольких поколений.
Кроме того, порода, из которой сложен остров, имеет
пористую структуру, и даже дождевая вода, впиты-
ваясь в него, не задерживается на поверхности. Путь
явно не годен. И действительно, исследования пока-
зывают, что на острове нет и не было каких-либо cjw-
дов сплавных каналов. Итак, на роль вещества В2
вода пока не подходит. Из оставшихся принимаем
воздух. Согласно вепольному анализу, он должен быть
и носителем энергии, а таковой в условиях острова
видится только солнечная. Нагретый воздух, замеща-
ясь холодным, приходит в движение и оказывает дав-
ление на статую. Это и будет искомое поле П2. 1акои
энергии на острове целое море — постоянно дующие
ветра. Теперь задача уточнилась. Нужно сделать так.
139
чтобы воздух (Вг), оказывающее давление (Пг) сов-
местно с гравитацией (П() приводил в движение ста-
тую (Bi). Все. Пока других вариантов нет? Фопмула
принимает такой вид: Р У
Составляем идеальный конечный результат — ИКР,
Статуя сама, не усложняя систему, используя энер-
гию ветра и собственную тяжесть, перемещается к оке-
Написав такое, я немного оторопел. В древних ска-
заниях и расшифрованных письменах говорилось то
же самое: «Моаи пришли сюда сами...»
Неужели это правда? Однако продолжим наши
рассуждения. Обратите внимание на форму статуи. На
рисунках и на снимках видно, что она имеет центр
тяжести, который значительно поднят над землей и
смещен несколько назад от центра опорной площад-
ки. Это лишает статуи монументальной устойчивости.
Кроме того, она обладает развитой фронтальной по-
верхностью. Ее нос, подбородок, щеки — все имеет
большую парусность. Что происходит под напором
ветра, который дует почти круглый год? Вначале ста-
туя сопротивляется, остается неподвижной, затем по-
рыв ветра крепнет, и статуя, не выдержав, отклоня-
ется от вертикального положения назад на величи-
ну, которую позволяет упор подошвы.
При ослаблении порыва ветра, статуя вновь
возвратпается в вертикальное положение. При этом:
происходил жесткий упругий удар подошвы о
каменный грунт. В результате воздействия двух,
сил (реакция подошвы о грунт и инерционная си-
ла движущейся по дуге массы статуи) возни-
кала третья сила, направленная горизонтально. Ста-
туя, подпрыгнув, перемещалась вперед. Есть первый
шаг! Следовал новый порыв ветра, и в очередном
140
рывке преодолевались еще несколько сантиметров.
Пошла! Сама пошла! Остается только убрать е дороги
крупные камни и засыпать рытвины. Эффект такого
передвижения вы можете наблюдать сами. Отклони-
те рукой на небольшой угол стоящий на столе стакан
и резко отпустите его. Возвратившись в исходное по-
ложение, он по инерции продвинется на несколько
миллиметров вперед. Чем тяжелее стакан, тем боль-
шей будет величина его пробега: происходит та же
картина, что наблюдалась у статуи.
Если допустить, что статуя за одну минуту сдела-
ет один «качок» и преодолеет 1—2 сантиметра, тогда
за год ей удастся пройти более 10 километров! Продви-
центр тяжести-----1
: сможет ли ветер от-
1 многотонную
качаются небоскре-
жению будут содействовать и сотрясения острова о
которых мы упоминали. Известно, что при вибрации
коэффициент трения резко уменьшается. Статуя р
обретает еще большую скорость.
Может возникнуть сомнение:
клонить от вертикального положения
статую? А как вы думаете, отчего
бы? Отчего в некоторых районах земли есть тысяче-
тонные качающиеся скалы? Дело
падают большой парусностью, _их
соко поднят над
возмущающей силы ветра
новесия.
в том, что они об-
центр тяжести вы-
землей и достаточно небольшой
чтобы они вышли из рав-
141
А. Сайфутдинов из Новосибирска, познакомившись
с этой гипотезой, провел ряд экспериментов и выяс-
нил. наиболее быстрая * походка» у идола наблюда-
ется в том случае, если его центр тяжести будет на-
ходиться на высоте, равной 1/2 ширины подошвы, и
на одну четверть отступать от ее задней вертикаль-
ной плоскости.
Интересно отметить, что анализ фотографии моаи,
насколько это было возможным, не противоречит этому
выводу. Отдадим должное древним ваятелям, но не
будем забывать, что нами рассматривается все-таки
только гипотеза.
А как поступали пасхальцы при тихой, безветрен-
ной пегоде? Думаю, что им спешить было некуда:
они еще не знали квартальных или годовых авралов,
однако самые нетерпеливые могли ускорить события:
привязать к голове своего идола веревку и,
дергая ее сзади, побуждать свое детище к дви-
жению.
Школьники таежного поселка Тальники Иркутской
области, прочитав областную газету «Советская мо-
лодежь», в которой впервые была опубликована эта
гипотеза, изготовили из бревна свою модель статуи
(ий хохот ребят, дергающих за
иеревку-косу, сибирская модель моаи стала грациозно
повторять прыжки своей тихоокеанской «бабушки*.
ь *
K'lDHt
Вперед, и только вперед!
Действуя в течение
ошибок, островитяне не
торые их изваяния
и
а
г
многих лет методом проб и
могли не заметить, что неко-
начинают двигаться даже под
действием ровного ветра. «Автоколебания» обуслав-
ливались самой формой статуи. У статуи, как уже от-
ос, подбородок
мается, что сделано это было не зря. От вниматель-
ного взгляда древнего ваятеля не могла ускользнуть
малейшая возможность использования энергии внеш-
ней среды — движение воздуха. Вначале воздух плав-
но обтекает статую и образует за ней спокойные ла-
минарные потоки. Но вот напоры ветра возрастают.
Ламинарные потоки срываются и преобразовываются
в турбулентные вихри. Достигнуто так называемое
я
142
момент за статуей возни-
Статуя уже не может про-
давлению воздуха впереди
начинает медленно откло-
она так изменяет положе-
подбородка, щек по отно-
J»
число Рейнольдса*. В этот
кает пониженное давление,
тивостоять двойной силе —
и разряжению сзади. Она
няться. Но, отклонившись,
ние своих частей — носа,
шению к ветру, что становится более обтекаемой для
потоков воздуха и оказывает меньшее сопротивление.
Теперь даже при большей скорости ветра ламинар-
иость потока восстанавливается, разряжение позади
статуи исчезает, и она под действием гравитационной
силы резко выпрямляется. Следует удар подошвы о
каменистый грунт и очередной скачок. Затем все по-
вторяется сначала. Убедиться в наличии эффекта рез-
кого падения давления при нарушении ламинарнос-
ти потока можно просто взглянув на дерево. Его ствол
и ветви под напором ветра не просто отклоняются, а
усиленно раскачиваются. Это происходит потому, что
за ними, в зависимости от их положения, возникает
то турбулентный, то ламинарный поток. Это же са-
мое происходило и со статуей, но там роль упругости
ветвей дерева играла гравитация. Можно на минутку
закрыть глаза и представить,
ромных, страшных существ, тяжело вздыхая и
раскачиваясь, сама бредет к океану. Если сделать по-
дошву чуть наклонной, то эти идолы, из-за циркуля-
ции местных ветров, могут годами ходить вокруг ост-
рова, отпугивая от его берегов непрошенных гостей.
Может быть, это и было их главным назначением?
Не всякий капитан тех времен, веривший в нечис-
тую силу, отважится пристать к берегу, по которому
разгуливают сотни каменных чудиш.
Чтобы остановить статую, достаточно в момент под-
нятия ее подошвы при качке подложить камень или
насыпать песок. Лишившись возможности совершать
колебания, статуя навеки остановится. Если этого не
сделать, то стауя, приблизившись к берегу, откуда ду-
ет ветер, может уйти в море.
Если статуи перед «походом» развернуть в разные
стороны, то все они, терпеливо дожидаясь своего фрон-
как вереница ог-
* Число Рейнольдса определяет режим течения, если оно
меньше критического, всегда идет ламинарное течение, если боль-
ше критического — турбулентное течение.
143
на шахмат-
тального ветра, разбредутся каждая в свою сторону.
Этим, думаю, объясняется их появление на всех сторо-
нах острова.
Можно попробовать самим подуть _
ную фигурку, например коня. При определенном на-
выке этот конь «поскачет» на вас.
Теперь вы верите в правдивость древней легенды
«Моаи пришли сюда сами...»?
Моаи встают на трон
Многие из статуй на острове Пасхи стоят на спе-
циальной каменной подставке — ритуальной платфор-
ме. Как эти многотонные статуи были подняты на вы-
соту 3—4 метра?
Летать они не могли. Это точно. Их форма мало
напоминает силуэт летательного аппарата.
Однако каменные исполины все же были подняты
и установлены на достаточно высокую платформу. Как
это могло произойти? Увы, ответ на этот вопрос тоже
затерялся в глубине веков.
Но мы попытаемся с помощью ТРИЗ решить и эту
задачу, учитывая все природные условия острова.
Ныне на взлете научно-технической революции мно-
гие проблемы наших далеких предков кажутся пус-
тяковыми и не вызывающими затруднений. Но мы
забываем, что нашим предкам было намного труднее,
чем нам: они не имели тех возможностей, которыми
располагаем мы. Проявляя невероятную изобретатель-
ность и настойчивость, они все же умели выполнять
работу, которая и сегодня кажется невозможной без
применения специальных устройств и механизмов.
Мысленно поставив себя в их положение, нам иногда
нелегко избежать чувства беспомощности и даже рас-
терянности. Но возьмем себя в руки.
Выстроим ход рассуждений.
Идеальный конечный результат: моаи сами под-
нимаются на ритуальную платформу.
Конечно, это только идеал, но мы должны к нему
стремиться, используя имеющиеся вещественно-поле-
вые ресурсы острова, которые определили ранее.
Ясно, что в качестве энергетического поля ветер
нас не удовлетворит — нужно локальное и мощное воз-
144
действие. Остановим свое внимание
или прилива.
на энергии прибоя
Итак, одно вещество есть — сама статуя. Вводим,
согласно правилам, еще одно вещество: попробуем
применить камыш или водоросли. Теперь задачу уже
можно сформулировать так: энергетическое поле при-
поя через камыш должно воздействовать на статую и
затягивать ее на постамент.
Формулировка кажется нелепой, но подумаем, ка-
кие есть варианты, чтобы сделать именно так. Напри-
мер, из камышей или водорослей изготавливается
статочН'О плотная сеть, привязывается к статуе и за-
брасывается в отходящую волну прибоя. Несколько
тонн воды увлекают невод, а вместе с ним по наклон-
ной поверхности затягивают на платформу моаи.
Нужно только успеть вовремя обрубить невод или
иным путем затормозить статую. Для того, чтобы ей
«бежалось» легче, наклонную площадку из камней
можно покрыть мокрой скользкой глиной. Молено по-
ступить по-иному. Смоченную в воде веревку привя-
зывают к неподвижному валуну и к статуе. Высыхая,
она будет укорачиваться, при этом разовьются большие
усилия — достаточные, чтобы двигать статую. Затем
веревка вновь смачивается и перевязыванием убира-
ется ее слабина. Цикл повторяется. Здесь по-прежне-
му также используются
и тепловое поле солнца.
Ужесточим условия.
два вещества — веревка, вода
Использование энергии при-
145
боя, воды и солнца по каким-то причинам стало не-
т озможным. Остался лишь един, последний вид энер-
гетического поля — гравитационный. Из веществ мо-
жем оставить тот же камыш или грунт. Итак, задача
переформулировалась: гравитационное поле/ воздей-
ствуя через камыш (камни), поднимает моаи на риту-
альную платформу. Но ведь сила тяжести всегда дей-
ствует только вниз! Как же поднять статую вверх?
Мы выявили физическое противоречие: чтобы под-
нять статую, ее нужно опустить. Как это ни пара-
доксально, но с позиции ТРИЗ — это нормальный
(рабочий) тип противоречий. Разрешается он одним
из известных принципов: нужно разнести против о-
положные требования в пространстве. Это значит, чго
одна часть рассматриваемой системы должна опус-
каться, а другая — подниматься. Здесь вариантов то-
же несколько. Привязываем ту же камышовую сетку
к подошве статуи с двух сторон. Перекидываем ее
концы через рядом стоящие крупные валуны, закла-
ываем в сетку камни, пока их масса не окажется
больше массы статуи. Сетка с камнями, опускаясь,
поднимает моаи. Подкладываем под нее грунт и сме-
щаем по горизонтали на платформу.
Теперь еще более ужесточим условия.
Нет камыша, из которого можно делать веревки
и сетки, нет крупных валунов, играющих роль блоков.
Как быть? Выявленное ранее противоречие — «опус-
каясь, подниматься» — остается в силе.
Противоположные требования удовлетворяются пу-
тем их разнесения в пространстве, которое сейчас ог-
146
раничено объемом самой статуи. Итак, одна часть
статуи должна опускаться, а другая подниматься.
Выкапываем под одной половиной подошвы неболь-
шую ямку. Под действием гравитации статуя накло*
нится. Под поднятую часть подошвы, ближе к центру,
подкладываем камни — второе вещество. Теперь на-
клоняем статую в противоположную сторону и уже с
другой стороны подкладываем свой ряд камней.
Наклон статуи не потребует значительных уси-
лий, так как она балансирует вокруг оси центра тя-
жести. Так перекачивая статую с боку на бок и под-
сыпая камни, мы поднимаем ее на уровень плат-
формы.
Если использовать для наклона статуи опять же
энергию ветра, то нам остается только подкладывать
под ее подошву камни. Как видим, мы почти вплот-
ную подошли к идеалу: статуя сама поднимается на
пьедестал. Подобным путем можно поднять бревно при
строительстве дома.
Моаи надевают корону
Чехословацкий
инженер
Павел Павел, возврати!
шись с острова Пасхи,
в беседе с корреспондентом
ТАСС сказал: «Теперь я хочу практически доказать,
как на головы моаи были водружены «пукао» свое-
образные каменные тюрбаны. Каждая такая шляпка
147
из красного туфа — метр или два высотой, до трех
метров в диаметре — весит несколько тонн...»
Давайте попробуем помочь пражскому инженеру
надеть на моаи каменную корону. Конечно, никаких
грузоподъемных кранов у нас не может быть, и мы
должны использовать только вещественные полевые
ресурсы острова и знания ТРИЗ.
Идеальный конечный результат: корона сама на-
девается на изголовье статуи. Конечно, это только
идеал. Анализируя противоречие — корона легкая и
тяжелая,— видим, что в этой ситуации опять не хва-
тает полного устойчивого веполя — два вещества и
энергия, проходящая через них. Не будем подробно
анализировать задачу (она однотипна с предыдущими),
а сразу покажем несколько решений. Первое: вокруг
статуи устраиваем из камней своеобразную ванну,
внутренние стенки которой обмазываем глиной. На
шапке-тюрбане, которая лежит у подножия статуи,
из камыша или водорослей вяжем плот или лодку
водоизмещением в 2—3 тонны. Размеры лодки будут
сравнительно небольшими. Затем в эту ванну зали-
ваем воду. Лодка, всплывая, поднимает каменный
тюрбан. Подводим ее к изголовью и выпускаем во-
ду. Все, коронация состоялась.
Можно поступить иначе: копаем достаточно про-
сторную яму, спускаем в нее статую. Ее голова на
уровне грунта. Надеваем тюрбан, а затем, покачивая
статую, подсыпаем под ее подошву песок или кам-
ни. Так, покачиваясь, статуя выходит из ямы. Можно
предложить еще несколько способов, но все они
будут включать в себя варианты взаимодей-
t ствий двух веществ и поля. Пусть чи-
татель сам подумает над ними и
наградит себя ни с чем не
сравнимыми минутами
творческой
радости.
линия жизни
ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
В беспрестанном движении,
в стремлении бесповоротном
мы прощаемся с прошлым
и к новому вечно спешим.
Вымирают не только
отдельные виды животных,
вымирают как зубры,
отдельные виды машин...
Евгений Саз оно»
Вынесенные в эпиграф стихи оказались пророчес-
кими, отработав свое, паровоз действительно остано-
вился...
Когда и как это случилось? Где это милое пыхтя-
щее существо, которое долгие годы исправно таскало
вагоны по всем железным дорогам мира?
Более века поршневая паровая машина была един-
ственным двигателем в промышленности и на тран-
спорте. Ее боготворили, ей посвящали стихи и песни,
с ней связывали будущий прогресс человечества. Но
вот, выпустив последнее облачко пара, паровоз навеки
замер на запасных путях. Почему?
Увы, все имеет свое начало и конец. Этой участи
не может избежать и техническая система. Она, как
и все другие системы, включая и биологические, име-
ет детство, юность и старость.
Жизнь любой технической системы можно изобра-
зить одной универсальной кривой, показывающей, как
меняются во времени темпы ее развития. «Детство»
технической системы идет, как правило, достаточно
долго. На графике это показывается линией А—Б.
В этот момент идет проектирование системы, ее до-
работка, изготовление опытного образца, подготовка
к серийному выпуску.
Участок Б—В показывает расцвет технической
системы. Она бурно совершенствуется, ее показатели
растут. Система становится все более мощной, эко-
номичной и производительной. Наступила пора «воз-
мужания».
Машина выпускается серийно, ее качество посто-
149
янно улучшается и спрос на нее растет. Но вот с ка-
кого-то момента ее улучшение становится невозмож-
ным. Не помогают крупные увеличения ассигнований.
Машина остается на одном уровне — наступила «ста-
рость».
Вот почему исчез паровоз, вот почему погасли га-
зовые уличные фонари, замолчал патефон. Если бы
сегодня мы надумали вернуться к тем старым паро-
возам и с их помощью перевозить современное коли-
чество груза, то вряд ли бы мы успевали добывать
для них уголь. Мы завязли бы в проблеме чистки
путей от шлака и копоти. Вокруг железнодорожных
путей на многие десятки километров стояла бы выж-
женная земля. Малый КПД, конфликт с окружающей
с,«едой, неспособность увеличить мощность без увели-
чения веса — все это заставило паровоз уйти со сце-
ны, уступив место новым транспортным системам —
тепловозам, электровозам.
Но пройдет время, и эти новые системы заменятся
другой, более надежной и экономичной Ai—Bi,
произойдет это не вдруг и не сразу.
Старая система, несмотря на свой «дряхлеющий*
организм, еще достаточно сильна. Она имеет развитую
базу: заводы, ремонтные мастерские, конструкторские
отделы, которые беспрерывно делают ей инъекции в
виде мелких усовершенствований и продлевают ее
жизнь. На графике этот период выглядит в виде пэ-
<50
логои или почти горизонтальной кривой, расположен-
нои в верхней части. F
Наконец наступает момент, когда система отка-
зывается улучшать свои характеристики и толчется
на месте, несмотря на величайшие усилия конструк-
торов. Все резервы выбраны, и система стала эконо-
мически невыгодной.
Но к этому моменту новая техническая система
уже прошла свой «детский» возраст и, «возмужав*,
вырывается вперед.
Такова диалектика развития всех технических сис-
тем.
Для чего изобретателю нужно знать «жизненную*
линию технической системы? Чтобы выяснить, на ка-
кой стадии развития находится машина и стоит ли
оживлять ее дряхлеющий организм, или, быть может,
уже пора заняться поисками нового перспективного
направления.
Однако мы погрешим против истины, если не от-
метим, что иногда отработавшее свое система не «уми-
рает* насовсем. Она может, как сказочный сфинкс,
вновь возродиться из пепла, но уже в качественно
ином виде. Этот феномен получил название спирале-
видного развития техники.
И вновь выходят в море огромные парусники, прав-
да, уже не те, по мачтам которых ловко карабкаются
матросы, а совершенно новые корабли... Непривычной
формы паруса, подчиняясь командам ЭВМ, чутко улав-
ливают малейшее дуновение ветра и приводят корабль
в далекую бухту, сохраняя десятки и сотни тонн го-
рючего.
Строятся паровые автомобили, которые когда-то
исчезли, не выдержав конкуренции с бензиновыми,
вновь возрождаются ветряные мельницы и другие
старинные механизмы, которые, казалось бы, давно
оставлены в прошлом.
Что это? Тоска по старому, каприз конструкторов
или действительно необходимость?
Возврат к старым принципам есть результат по-
вышенных требований в области ее экономичности и
экологической чистоты. Раньше таких требований не
было или они были минимальными, и поэтому техника
развивалась, почти не используя имеющиеся в этой
области возможности. Теперь приходится возвращать-
151
ся и, по-новому осмысливая ситуацию, начинать все
сначала.
Но каждый новый виток — это не просто повторе-
ние пройденного, это качественно новое развитие по
своей новой «линии жизни».
Остается
добавить, что, продвигаясь по
«линии жизни», техническая система
всегда
подчиняется
своим опреде-
ленным законам. Познако-
мимся с некоторыми
из них.
ЗАКОНЫ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Познаваемость предметов увеличи-
вается не вследствие проявления их
в пространстве и времени, а вслед-
ствие единства закона, которому
подчиняемся мы и те предметы, ко-
торые мы изучаем,
Лев Толстой
В кукольном спектакле «Сотворение мира» есть за-
бавный эпизод. Бог и архангелы «монтируют» Адама,
собирая его тело из частей. Но поскольку «монтаж»
осуществляется впервые, происходит путаница: у
Адама оказывается то четыре руки, то четыре
ноги!
Такого рода ошибки и по сей день совершаются
некоторыми изобретателями при поиске нового тех-
нического решения. Это происходит из-за незнания
законов развития технических систем.
Вряд ли физическая вселенная сколько-нибудь
серьезно изменилась за последние несколько тысяч
лет. Между тем насколько иной стала для человечест-
ва всего лишь за несколько последних сот лет! Это
произошло только благодаря знаниям. Буквально по
крохам собирает их человек, отсеивая зерна от пле-
вел, чтобы выстроить наконец истинную картину про-
исходящих событий, понять их природу и использо-
вать для собственного процветания, развития, ибо
вслед за познаниями сил природы всегда идет овладе-
ние этими силами. Любая наука в процессе своего
формирования проходит следующие этапы:
1. Сбор фактического материала (созерцание).
2. Раскрытие сущности и значение отдельных фак-
тов (объяснение, толкование).
3. Выявление частных закономерностей (тактичес-
кое использование).
4. Объединение закономерностей и выявление об-
щих законов конкретной науки (стратегическое ис-
пользование и прогнозирование).
153
5. Перенос основных положений в другую науку
и объединение с ней. у у
6. Переход в надсистему, построение новой науки.
Все эти этапы наблюдались и наблюдаются в тео-
рии творчества. Вначале был долгий путь накопления
и сбора фактических материалов: патентов, автор-
ских свидетельств и других документов с описаниями
конструкций машин и механизмов.
Затем были раскрыты основные приемы конструи-
рования этих механизмов. Приемы, объединившись,
породили стандарты, т. е. частные закономерности,
которые уже резко повысили успех работы изобрета-
теля.
X
Удалось выявить три достаточно обширные груп-
пы законов, которые условно названы: законы ста-
тики, кинематики и динамики.
Знаменитая четверка
(Законы статики)
Закон полноты частей системы. Вспомни-
те первую «самобеглую» коляску — прообраз нашего
современного велосипеда. Это была просто деревян-
ная перекладина с двумя колесами. В родившейся
системе присутствовал только один рабочий орган —
колеса. Роль двигателя, трансмиссии и средства уп-
равления выполнял сам седок, старательно отталки-
ваясь от полотна дороги и наклоняя свой корпус для
поворота в нужную сторону. Не зря слово «велосипед»
в переводе на русский язык означает «быстрые ноги».
Но вот появился руль — зачаток средства управ-
ления, и машина стала более маневренной. Наезды на
заборы и канавы уменьшились. Затем появилась транс-
миссия — педали и цепная передача. Обязанности се-
дока еще более сократились: он остался только «дви-
гателем», мотоциклист лишился и этого. На мотоцикле
человек выполняет только функции управления.
В луноходах управление уже максимально авто-
матизировано, и система полностью стала автоном-
ной. Отметим, что чем более развита техническая сис-
тема, тем все менее требуется присутствие человека.
Итак, мы выяснили главное — каждая самостоятельно
действуютна я машина должна иметь четыре основ-
154
ные части: двигатель, трансмиссию, рабочий орган и
средство управления. орган и
Рассмотрим обычный токарный станок. В нем при-
сутствуют все эти части. Двигателем служит элекХ
привод, роль трансмиссии выполняют различные ва-
лы, шестерни, муфты, рабочим органом является ре-
зец, а средством управления — рукоятки, кнопки,
рычаги. Но средство управления в обычном станке раз-
вито относительно слабо. Поэтому человек вынужден
сам руководить движением резца, оборотами патрона
и другими операциями. В автоматических станках
СРЕДСТВО ПРАВЛ ЕН ИЯ
средство управления представлено более полно, и че-
ловеку остается только настроить станок и следить
за его работой.
Анализируя любую, автономно работающую сис-
тему, будь то часы, или холодильник, или самолет, мы
везде найдем эту знаменитую четверку — двигатель,
трансмиссию, рабочий орган и средство управления.
Если чего-то не досчитываемся, это значит, что функ-
цию этой части выполняет сам человек и техническая
система несовершенна!
Удивительно то, что закон полноты частей верен не
только для технических систем. Его действие можно'
155
обнаружить и в представителях животного и расти*
тельного мира.
системы. Любая техническая система является пре-
образователем энергии. Но мало преобразовать, надо
без потерь передать ее от двигателя к рабочему орга-
ну, который в свою очередь воздействует на окружаю-
щую среду или обрабатываемое изделие.
Изобретателю при анализе технической системы
следует выявить, в какой ее части нарушен этот за-
кон и где больше всего теряется энергия.
системы. Необходимым условием жизнеспособности
технической системы является согласование ритмики
(частоты колебаний, периодичности) всех частей. Лю-
бая система при своей работе совершает колебания.
Смысл закона в том, чтобы не тратить энергию на
гашение этих колебаний, а использовать их, направ-
ляя к рабочему органу. Например, забивать сваю
нужно так, чтобы удары молота совпадали с ее собст-
венными, тогда вы быстрее управитесь с работой.
Пора возмужания
(Законы кинематики)
т и. Развитие системы идет в направлении увеличения
степени ее идеальности. Понятие об идеальной машине
является фундаментальным понятием в ТРИЗ, и мы
рассмотрели его ранее в главе «Путь к идеалу». Сис-
тема идеальна, если ее нет, а функция осуществля-
ется.
Повышение степени идеальности может идти дву-
мя путями: система выполняет одну прежнюю функ-
цию, но постепенно упрощается или, оставаясь
в прежних параметрах, увеличивает количество
выполняемых функций. Оба пути одинаково успешно
используются в технике.
тей системы. Закон отражает общую диалектику
развития частей системы. Одни части системы опере-
жают в развитии другие, и между ними возникают про-
тиворечия, которые должен устранить изобретатель.
156
О причинах возникновения технических и физи-
ческих противоречии мы достаточно подробно гов\п<
ли в предыдущих главах.
оапми перехода В надсистему. Это. пожа-
луй, один из самых сильных и драматических законов
эволюции техники : техническая система, исчерпав свои
возможности, останавливается в развитии и переходит
в надсистему, где становится ее частью, при этом
дальнейшее развитие идет на уровне надсистемы.
Это неумолимый закон. Например, если бы мы и
дальше продолжали в городах использовать печное
отопление, не переведя его в надсистему
зованное теплоснабжение,
многомиллионные города смогли бы выжить в
тысяч коптящих труб. Печь, совершенствуясь,
вынуждена перейти в надсистему.
- централи-
то вряд ли современные
дыму
б> а л а
В движении --- жить
(JdKONN dUHUMUM/ i
о а к и к перехода с макроуровня на мн к
роу ровен ь. Подчиняясь законам динамики, тех
нические системы становятся все более подвижными,
гибкими, разделяющимися и, наконец, переходят в
би- и полисистему. Об этом мы будем говорить в главе
«Пульс техники».
наступает такой момент, когда дальнейшее
на макроуровне становится невозможным,
сохраняя свою функцию, перестраивается:
очередь ее рабочий орган переходит на мик-
Вместо «железок* в работу включаются
Ik
развитие
Система,
в первую
роуровень.
молекулы, атомы, ионы, электроны и т. д.
Давайте проследим это на нескольких примерах.
Обычная картофелечистка представляет собой бак, из
дне которого расположен вращаемый электродвига-
телем плоский абразивный круг—рабочий орган.
Попадая на этот круг, картофель обдирается со всех
сторон, а затем моется. Машина энергоемкая, медли-
тельная и вдобавок некачественно производит чистку
картофеля, т. к. остаются неочищенными участки в
углублениях клубня и глазков. Многочисленные по-
пытки поставить круг ио нному, придать ему преры-
вистое вращение, сделать из сегментов и другие изме-
157
нения, выполняемые на макроуровне, хотя и улучшили,
но не привели к заметному повышению производи-
тельности и качеству очистки картофеля. Судьба ма-
шины была определена: рабочий орган, абразивный
круг, исчерпал свои резервы, имеющиеся на макро-
уровне, и для дальнейшего развития должен был
перейти на качественно новый молекулярный уро-
вень. И вот предложена картофелечистка, которая со-
стоит только из бака с крышкой. Процесс очистки
происходит следующим образом: в закрытый бак, где
находится неочищенный картофель, запускают пар,
создают небольшое избыточное давление и в течение
нескольких секунд производят выдержку. Затем резко
открывают крышку. Все, картофель очищен! Как это
произошло?
Рабочий орган новой машины — пар, в момент его
выдержки в баке он под давлением постепенно про-
никает в поры кожуры и скапливается под ней. В мо-
мент сброса давления пар не успевает выйти в эти же
поры и резко срывает кожуру с картофеля. Просто,
быстро, надежно!
Переход с макро- на микроуровень это не просто
случайное явление, а главная тенденция развития всех
современных технических систем.
Вспомните, как в погоне за грузоподъемностью
самолеты, на закате своей поршневой эры, снабжались
шестью, двенадцатью и более моторами. Затем рабо-
чий орган — винт—всё же перешел на микроуровень,
т. е. стал газовой струей, и количество моторов на са-
молете резко снизилось. Но это произошло не вдруг,
а постелено. Винт упорно сопротивлялся и не хотел
отдавать своих позиций. В погоне за скоростью он
вначале динамизировался, т. е. все более увеличивал
свои обороты, становился гибким, научился менять
угол поворота своих лопастей и, наконец, начал «дро-
биться». Появились трех-, четырех- и даже восьми-
лопастные винты (ТУ-114Б). Все происходило так, как
диктовали законы развития «макроуровневой» техни-
ческой системы. Еще более «раздробленный» винт,
правда, уже в несколько ином качестве, мы видим и в
реактивном газотурбинном двигателе, который вклю-
чает в себя турбину
Произошел пока
рабочего органа на молекулярный уровень. В само-
с десятками и сотнями лопастей,
неполный, частичный переход
158
Г*1
летах такой уровень будет еще достаточно долгэе
время, так как достигнутые скорости передвижения
в воздухе удовлетворяют современным требованиям.
Иное дело в космической технике. Другие условия
и более высокие скорости потребовали от рабочего
органа полного перехода на молекулярный уровень,
и он приобрел вид чисто реактивной газг?ой струи.
Очередная ступень перехода на микроуровэнь завер-
шилась полностью.
Даже танковая броня для увеличения своей стой-
кости из монолитной неподвижной структуры перехо-
дит к подвижной многослойной чешуйчатой форме.
Были даже попытки образовать броню танка в виде
вращающихся барабанов, которые отбрасывают снаряд
в сторону. Современная броневая защита танков уже
частично перешла на микроуровень. Такая броня со-
стоит из двух слоев, между которыми находится взрыв-
чатое вещество. При попадании снаряда взрывчатое
вещество воспламеняется и отбрасывает наружу броне-
вую пластину вместе со снарядом в сторону. Вероят-
ность попадания второго снаряда в это же место прак-
тически равна нулю. Теперь посмотрим на ледокол.
Он тоже имеет свою броню. Наезжая на лед, ледокол
всей своей массой продавливает его и очищает путь.
Это грубая, ломовая работа. И неудивительно, что
скорость ледокола может составлять несколько десят-
ков метров в час. Появились ледоколы с вибрирую-
щей броней, которая шла впереди самого ледокола и
крошила лед. Появились различные молоты, пилы,
пробойники и т. д. Происходила интенсивная динами-
зация брони ледокола. Наконец и она перешла на
микроуровень. Заслуженный изобретатель СССР
М. И. Шарапов предложил сделать ледокол, у которо-
го рабочий орган для разрушения льда изготовлен
из... воздуха. В носовой части корабля прикреплены
длинные трубы, идущие подо льдом. В отверстия этих
труб подают сжатый воздух. Воздушная подушка, дей-
ствуя снизу, выламывает глыбы льда, отбрасывая их
в стороны. Скорость движения во льдах резко увели-
чилась. Перейдя на молекулярный уровень развития,
техническая система и там не останавливается в своем
развитии. Что с ней происходит дальше, вы узнаете
в главе «В погоне за светом».
159
л
*г и. В главах «Геометрия изобретений» и «Вперед,
стандарты» мы уже подробно познакомились с этим
законом. Смысл его заключается в том, что невеполь-
ные системы стремятся стать вепольными, а преобра-
зовавшись в таковые, идут по своей новой линии раз-
вития, чтобы стать мощнее, экономичнее и управляе-
мей.
Итак, мы кратко познакомились с некоторыми
основными законами развития техники. Зная их, изо-
бретатель уже может четко представлять себе, какой
должна быть изменяемая им техническая система и
что для этого нужно делать. Однако законы извест-
ны еще далеко не все, и впереди предстоит еще боль-
шая работа.
У древних восточных резчиков по дереву и камню
был мудрый обычай. Украшая в течение многих лет
дорогой и красивейшей резьбой стену дворца или
входные ворота, они, тем не менее, оставляли свою
работу незавершенной. Где-то вверху или внизу орна-
мент вдруг обрывался, оставляя нетронутой порой зна-
чительную часть резьбового поля. Это делалось для
того, чтобы дать возможность новому, быть может,
еще не родившемуся, талантливому резчику проявить
себя и продолжить украшение дворца еще более кра-
сивым узором. Так утверждалась бесконечность про-
цесса совершенствования.
На здании ТРИЗ много таких чистых мест. Попро-
буйте и вы выполнить на них свой орнамент. Опреде-
лите для себя какой-либо объект техники и попытай-
тесь проследить его развитие с момента зарождения
до наших дней. Проведите такую же работу с еще
несколькими десятками, а лучше с сотнями
объектов. Возможно, что, кроме извест-
ных законов, вы обнаружите но-
вые, неизвестные. Это и будет
очередной победой чело-
веческого разума в
познании при-
роды.
ПУЛЬС ТЕХНИКИ
Где начало того конца,
которым, оканчивает ся начало.
Козьма Прутков
Помните, как Иван Калита демонстрировал своим
согражданам силу единства? Вначале он подал слу-
шателям одну стрелу и попросил ее сломать*, это лег-
ко было сделано. Затем Калита подал пучок стрел и
попросил сделать то же самое. Но сломать пучок
стрел ни у кого не хватило сил. Объединение породи-
ло новое качество — прочность. Объединение однород-
ных систем и в технике тоже позволяет получать но-
вые качества, которые не были присущи каждой в
отдельности. Убедимся на примерах.
Однажды завод получил заказ на обработку тон-
ких стеклянных пластин. Нужно было обточить их
квадратные углы на овал. Допускалась только меха-
ническая обработка. Пластины были хрупкими и
раскалывались от самых незначительных усилий обра-
батываемого инструмента. Очень медленно, с вели-
чайшей осторожностью обрабатывалась каждая плас-
тинка. Но вот догадались склеить пластины между
собой в один блок и вести их совместную обработку.
Дело пошло в десятки раз быстрее и качественнее.
А теперь обратим внимание на токарный резец.
У первых станков стоял всего один резец. Затем по-
явились приспособления, которые удерживали уже
два резца. Современные станки имеют теперь более
десятка резцов, которые работают поочередно или
одновременно. Или вспомним уже знакомое нам авто-
мобильное колесо. Вначале это был один скат, с одной
камерой, затем появились двухскатные колеса, имею-
щие уже две камеры.
Помните, мы с вами изобрели многокамерное ко-
i; . И п,')ЧиIIиПтс и viCjicт a 11.'
161
лесо в виде набора многих эластичных шариков. »
Наконец, сделали камеру в виде вспененной эластич-
ной массы, где объединились сотни камер. Получено
новое качество — сверхнадежность от проколов. Мож-
но продолжить перечень подобных примеров, когда
единичная моносистема стремится к объединению,
т. е. превращается в двойную — бисистему, а затем в
полисистему. Даже знакомая нам кнопка, и та пере-
жила преобразования.
к
КНОПКА
В НОТЦА
КНОПКА
л. САКСА
КНОПКА
ПАПЬТВЕННА
полисистеме проявляется на всех
Стрем.тэние к
этапах разш-тия технической системы. После каждого
изменения системы идет очередная попытка улуч-
ит итт. ее путем перехода в би* и полисистему. Это* так
сказать, завершающие аккорды каждой новой мело-
дии в технике.
Например, на первых самолетах стоял, как пра-
вило, один поршневой двигатель. Затем появились са-
молеты с двумя двигателями (бисистема). На закате
эры поршневых самолетов некоторые их образцы уже
имели по 8 и 12 моторов (полисистема).
То же происходило и с реактивными двигателя-
ми — моно-, би-, полисистема.
Первые ружья были одноствольными. Затем появи-
лись двухствольные. Кремневые оружия имели уже
четыре шесть и более стволов. С изобретением мага-
зина для патронов вернулись к одноствольному вари-
анту Но вот опять появляются двухствольные пуле-
меты многоствольные минометы и т. д. История
повторяется с удивительной закономерностью.
Выбрав на уровне полисистемы все резервы, тех-
вновь возвращается в моносистему, но уже на
в едином «лице» выпол-
прежней «многосемейной»
ника
качественно новом уровне.
няет все функции своей
₽°ДНаиболее ярко это проявляется при переходе и
макроуровня (макро — гр. makros — большой) на мик-
162
роуровень (микро-гр. mikros-малый). Ранее оГ
шее вспомогательными элементами устройство вдруг
превращается в какую-то одну деталь, в одно идеаль-
ное вещество. Происходит так называемый процесс
сворачивания. Этот процесс имеет пульсирующий
характер. л
Рассмотрим на реальном примере. Первые двига-
тели внешнего и внутреннего сгорания долгое время
были одноцилиндровыми.
Затем стали выпускаться двухцилиндровые двига-
тели, четырех-, шести-, восьми- и даже двенадцати-
цилиндровые двигатели заработали во всем ми-
ре.
Однако при всех своих достоинствах эта поли-
система при дальнейшем развитии все чаще стала
наталкиваться на невёроятную сложность изготовле-
ния и эксплуатации. Требовалось качественное изме-
нение конструкции.
И вот появились газотурбинные однокамерные дви-
гатели. Турбинный вал с лопатками заменил колен-
чатые валы, многочисленные поршни, цилиндры, кла-
паны и многие другие элементы поршневого двига-
теля. Произошло частичное сворачивание системы по
преобразованию тепловой энергии.
Затем заработали двух-, трех- и многокамерные
турбины... История повторяется.
А что дальше? Пока эти турбины удовлетворяют
человека, но требования экономичности и надежности
уже заставляют искать качественно новые решения.
Они уже наметились. Некоторые материалы, преиму-
щественно сплавы металлов, например никеля и ти-
тана, обладают термомеханической памятью. Если из
такого сплава изготовить деталь, а затем ее деформи-
ровать, то после нагрева до определенной температу-
ры она полностью восстанавливает свою первоначаль-
ную форму. На основе этого свойства и был создан
принципиально новый тепловой двигатель. Первый его
вариант, как и положено, представлял собой моносис-
тему. Это была одна пластина, изготовленная из ма-
териала с эффектом памяти формы, которая под воз-
действием подводимого тепла то сгибалась, то разги-
балась, вращая маховик. Эта машина напоминала
собой искусственный мускул. Обратите внимание,
поршень, шатун, коленчатый вал, коленвал, клапа-
163
ЛУЧИ СОЛ HILA
4F»
ПЛАСТИНЫ И
НИТИ НОЛА
ВОДА
м
«ММяМк
•М
X ^\кч*хч <
ZzZZZ^
НАПРАВление
движения
«МИШ
Тепловой двигатель, у которого рабочий орган выполнен в
виде полисистемы,— набора пластин из нитинола
ны и остальные элементы обычного двигателя вну с-
реннего сгорания окончательно свернулись в один эле-
мент — нитиноловую пластинку. А что дальше?
Моносистема превращается в полисистему!
Появилось изобретение, которое предусматривало
уже несколько десятков укрепленных на роторе-бара-
бане пластин, вращающих ротор.
Анализируя эту конструкцию, мы вместе с инжене-
ром В. И. Волосяным и И. Г. Ивановым, пришли к мыс-
ли, что этой полисистеме пора превращаться снова в мо-
'/zzz/zz'zz*
* |М ммм А
^Х\\\\\УСХ\ХХ\\ХХ\\\Х\\\\\\\\\У I
\V4\XV
AWYWWKW МММ
WZ//////ZA
носистему, ио на качественно новом УР°“е-
изобретен тепловой двигатель, который имел всего
одну рабочую деталь — нитиноловую трубу. Пропус-
кая через себя горячую или холодную воду, труба
пеоиодически сворачивалась вдоль своей продольной
ocS ^посредственно вращая какой-либо инструмент,
насос"X колеса автомобиля. Внешне ^6а ™чти ,%
меняла своей формы, но она с ’“'Хиче^ю При
разовывала тепловую энергию в механическую.
этом не нужен был маховик. Получилась компактная
165
ft
и нпдежная конструкция. Но закон перехода от моно-
к полисистеме должен был сработать и здесь. Так и
случилось.
Следующая наша конструкция теплового двигате-
ля представляла собой уже несколько труб, вставлен-
ных одна в другую. Этот двигатель мог уже более
эффективно использовать даровую энергию солнца,
тепловые бросовые воды электростанции, тепло
гейзеровых источников и т. д, Вероятно, уже
догадываетесь, что и г тот двигатель не
останется навечно в неизменной фор-
ме. Он также будет совершен-
ствоваться, подчиняясь
единым эволю-
ционным за-
конам.
f
В ПОГОНЕ ЗА СВЕТОМ
Я предпочел бы найти истинную
причину хотя бы одного явления,
чем стать королем Персии
Демокрит
вы думаете, чему равен английский ярд?
сразу вспоминается эта величина, можно за-
в справочник. Он подскажет нам, что ярд
футам, или 36 дюймам, или 0,9144 метра.
— ярд это почти метр. Почти, но не метр.
К
Как
Если не
глянуть
равен 3
Все ясно
А что такое метр? Кто его придумал?
В начале XVIII века с единицей измерения длины
было гораздо проще. Английский король Генрих I
приказал считать за ярд расстояние от кончика своего
носа до кончика большого пальца его правой руки.
Красивое решение — никаких проблем с мерой длины.
Подходи к королю и, не отвлекая его от важных
государственных дел, прикладывай к указанным ори-
ентирам свой новый отрез на платье.
Однако в 1735 году король скончался, и вместе
с ним исчез эталон ярда. Погоревав, придворные аст-
рономы, которым всегда нужен был эталон длины,
нашли другого человека, такого же роста, как и Ген-
рих I, с таким же носом. Этому человеку присвоили
звание хранителя ярда, его одевали и кормили за
королевский счет. Однако беспокойным мастеровым
людям нужно было постоянно что-то измерять, про-
верять, примерять, и ходячий хранитель ярда их явно
не устраивал. Тогда изобрели фут, который считался
равным длине стопы человека. Разница в несколько
сантиметров мало кого смущала. Подобным образом
измерялась и морская сажень — она была равна рас-
стоянию между распростертыми в стороны ру-
ками.
По приказу Петра I русский аршин был приравнен
167
к 28 английским дюймам, а сам дюйм равнялся дли-
не трех ячменных зерен.
Давайте ненадолго прервем анализ истории эта-
лона длины, чтобы обратить внимание на одну об-
щую закономерность.
В начальный период своего зарождения любая
техническая система пытается использовать в качест-
ве рабочего органа части другой, предыдущей систе-
мы или что-нибудь подходящее из окружающей сре-
ды. Так было с инструментами труда и с оружием,
первые образцы которых представляли собой просто
увесистый булыжник или палку. Так было с первы-
ми автомобилями, кузова которых мало чем отли-
чались от конного экипажа. Так было и с первыми уп-
равляемыми воздушными шарами — на них пытались
ставить лодочные весла. Не миновал этой «детской
болезни» и эталон метра. Однако продолжая знаком-
ство с историей эталона, мы увидим, что скоро он ста-
нет самостоятельной макроуровневой системой. Дей-
ствительно, во многих городах в качестве эталона
длины стал вывешиваться железный стержень, по ко-
торому должны были сверять свои мерки торговцы и
ремесленники.
А в 1771 году Парижская академия наук устано-
вила за меру длины принять десятимиллионную часть
расстояния от Северного полюса до экватора и назвать
эту меру «метр».
На основании этого решения в 1799 году был
изготовлен из платины эталон метра, который хра-
нился в архиве республики и именовался как «истин-
ный и окончательный».
Уважаемая Парижская академия, вероятно, еще
не знала о законах развития технических систем и
потому могла себе позволить заявить, что созданный
ею эталон метра является «истинный и окончатель-
ный». Конечно, вывод был ошибочный — техническая
система не может остановиться в развитии. Тем бо-
лее что вскоре была обнаружена ошибка в исчисле-
нии метра.
В 1889 году по инициативе русских ученых собра-
лась 1-я Генеральная конференция по мерам и весам,
на которой ошибку исправили и в качестве эталона
приняли платиново-иридиевый стержень с двумя штри-
хами, расстояние между которыми и составило «ис-
168
тинный метр». Кроме этого основного эталона, поме-
щенного на хранение в сейф Международного бюро
мер и весов во Франции, было изготовлено еще 29
копий метра, которые по жребию распределены меж-
ду странами, заказавшими эталоны. России доста-
лись эталоны за номерами 11 и 28.
Платиново-иридиевый метр как международный
эталон просуществовал достаточно длительнее вре-
мя.
Но наука развивалась, требовались более точные
меры длины, которые уже не мог обеспечить сущест-
вующий эталон. Действительность заставила эталон
метра перейти с макроуровня, т. е. уровня «железок»,
на микроуровень. В 1960 году решено было выразить
метр через длину волны света, излучаемого газом
криптоном-86 в вакууме. Такое решение позволяло
при соблюдении определенных, заранее оговоренных
условий воспроизвести метр в любой части света без
его сверки с хранящимся во Франции международ-
ным эталоном.
Перейдя на работу молекул, эталон метра приоб-
рел большие возможности в повышенип своей точ-
ности.
Но и этого оказалось мало. Пришлось эталону еще
более «раздробиться» и перейти на использование
энергетических полей. На Парижской сессии Между-
народного комитета мер и весов, состоявшейся в 1985
году, был одобрен проект более точного определения
метра — через скорость света, а именно: за метр счи-
тать расстояние, которое свет проходит в вакууме за
299 792 458-ю долю секунды. Луч света будет испус-
каться сверхстабильным лазером.
Определить метр по-новому стало возможным^лишь
после того, как удалось с чрезвычайно большой точ-
ностью определить единицу времени — секунду. А это
значит, что часы, как техническая система, должны
были пройти эволюционный путь от макроуровня на
микроуровень несколько раньше, чем эталон метра,
и также подойти к использованию энергии света. Мы
имеем доказательство этому буквально на своих ру-
Давайте взглянем на наши новые электронные ча-
сы! Вероятно, вы уже успели заметить, что на них
вместо привычных металлических стрелок видны толь-
169
ко цифры, изображение которых строят жидкие крис-
таллы, управляемые электрическим полем.
С точки зрения ТРИЗ ничего необычного не про-
изошло. Рабочие органы часов — маятник и стрелки —
перешли на молекулярный уровень. Точность часов
значительно повысилась. Их ошибка в течение суток
составляет уже не более секунды. Вероятно, на бли-
жайшие несколько десятков лет эти «молекулярные*
наручные часы вполне будут удовлетворять нашим
требованиям.
Часы — интересный и благодарный объект для
изучения эволюционных преобразований технических
систем. История их развития достаточно интересна,
и в ней нашли подтверждение все известные на сегод-
ня законы развития техники. Повышение точности хо-
да было основной заботой многих поколений мастеров.
Часовое искусство в начале XVIII века было уже
развито достаточно высоко, изобретен маятник, пэлет-
ный ход часов и пружинный механизм. Стараниями
искусных мастеров точность хода лучших астрономи-
ческих часов по тем временам уже достигла фантас-
тической величины: ошибались не более, чем на чет-
верть минуты в сутки. И все же второй королевский
астроном Англии Эдмунд Галлей недоволен имеющи-
мися часами и заказывает первому часовому мастеру
Джоржу Грэхему новые часы с более высокой точ-
ностью. Четыре года понадобилось Грэхему, чтобы
выполнить этот заказ. Его часы ошибались всего на
одну секунду в сутки. Успех был достигнут не совер-
шенством изготовления шестерен и других передаточ-
ных механизмов, а новой конструкцией маятника.
Маятник прежних часов был выполнен в виде одного
стального стержня, и именно он вызывал неточность
хода. В зависимости от температуры длина маятника
изменялась, а вместе с ней изменялся и период его
колебаний. Различные механические устройства, ком-
пенсирующие температурные изменения длины маят-
ника, не помогали. Грэхем заменил одиночный сталь-
ной стержень маятника часов набором латунных и
стальных стержней, параллельно соединенных друг с
другом. Теперь температурные удлинения одних стер-
жней компенсировались удлинением других, и маятник
сохранял длину неизменной.
Здесь мы также наблюдаем частичный переход
170
маятника часов на молекулярный уровень. Затем, как
и следовало ожидать, произошел переход от исполь-
зования молекулярных сил твердых веществ к жид-
ким. Тот же Грэхем впоследствии предложил выпол-
нить маятник полым и частично залить его ртутью.
При изменении окружающей температуры центр тя-
жести маятника сохранялся подъемом или опускани-
ем ртути.
Более 150 лет использовались такие часы во всех
обсерваториях мира. Все это время совершенствова-
лись двигатель, трансмиссия и органы управления
часов. С открытием электричества появилась
возможность и эти части перевести на микро-
уровень.
Маятник стал получать импульс не от пружины
или гирь, а от источника электрических сигналов. Точ-
ность часов возросла, их ошибка уже составляла не
более одной секунды в год.
Но и эта точность все же не могла удовлетворить
астрономов. В 1939 году в Гринвической королевской
обсерватории впервые заработали кварцевые часы. Эго
был переход на микроуровень всех частей системы,
включая и трансмиссию. Части системы часов свер-
нулись в одно вещество — кристалл кварца, который
под действием приложенного электрического сигнала
выдавал стабилизированные упругие колебания. Те-
перь ошибка в одну секунду накапливалась в течение
двух лет. Но колеблющийся кристалл кварца был так
чувствителен к перепадам температур, что на него
приходилось надевать многие «одежды» и прятать
глубоко в землю. Но и это оказалось недостаточным.
Стало ясно, что молекулярные силы твердого вещест-
ва окончательно исчерпали свои возможности и дол-
жен был последовать шаг к использованию жидких
или газообразных веществ, причем в этой конструк-
ции должны быть задействованы «разобранные» мо-
лекулы или группы атомов. Квантовые часы на ам-
миаке подтверждают верность наших предложений.
Под действием приложенного электрического поля
группы атомов аммиака периодически испускали свет,
что и стало служить эталоном частоты.
Квантовые часы на аммиаке сразу же снизили ва-
риацию хода до 0,000001 секунды в сутки. В Пулков-
ской обсерватории в конце 50-х начале 60-х годов
171
аммиачный генератор использовался как основной
эталон времени.
Однако космическая техника устремлялась к дру-
гим мирам и требовала все большую точность изме-
рения времени. Ошибка даже в миллионную долю
секунды могла свести на нет труд многих тысяч лю-
дей, занятых изготовлением межпланетных аппаратов.
И вот в октябре 1967 года XIII Международная кон
ференция по мерам и весам постановила: «Секунда —
это 919 263 177,0 периодов излучения, соответствую-
щего перехода между двумя сверхтонкими уровнями
основного состояния атома цезия-138».
Так завершился очередной этап развития рабочего
органа часов, который уже полностью перешел на
использование энергии единичного атома твердого ве-
щества.
Атомные часы за 15 тысяч лет могут ошибиться
менее чем на полсекунды. Это чудовищная, не под даю-
щаяся воображению точность. Посудите сами. Лишь
пятьсот лет назад Европа познала книгопечатание,
всего две тысячи семьсот лет прошло от основа-
ния Рима... За всю историю существования цивили-
зованного человечества эти атомные часы не смогли
бы ошибиться более чем на несколько сотых долей
секунды. Вероятно, на ближайшее время большая
точность часов не потребуется. Но техника нс оста-
навливается в своем развитии, ее законы неумолимы.
Снова должен последовать виток в переборе веществ
для рабочего органа, работающего на атомарном
уровне. В погоне за точностью твердое вещество це-
зий должен быть заменен жидкостью или газом.
Если вы прочитаете книгу Д. Хауза «Гринвичское
время и открытие долготы», то узнаете, что констру-
ируются атомные часы, использующие водород... Эти
часы будут способны обеспечить еще большую ста-
бильность, чем все прежние.
Теперь очередь за светом. Частично это уже на-
блюдается в существующих эталонах времени. Сле-
дующий шаг будет связан с использованием света как
истинно рабочего органа, а часы — это типичная тех-
ническая система, которая должна подчиняться об-
щим эволюционным законам.
В угоду желаниям человека, который требует, что-
бы его дело делалось лучше, быстрее, а механизмы
172
были бы проще и надежнее, техническая система,
находящаяся на молекулярном уровни, покидает »*г'>
и перебирается на атомарный. Но до этого шага она
должна подтянуть к чему все свои вспомогательные
системы. Без этой предварительной работы вообще
невозможен переход на следующий уровень или он
будет малоэффективным. Это все равно как если бы
мы, создав высокоскоростной автомобиль, оставили на
нем в качестве управления вожжи.
В такую ситуацию и попадают некоторые изобре-
татели, развив достаточно сильно одну часть техни-
ческой системы и оставив другие на прежнем уровне.
Такое решение хотя и будет признаваться передовым,
но обречено на неудачу и будет долго лежать на пол-
ках архива, дожидаясь усовершенствования других
частей.
Но вот техническая система, подтянув свои тылы,
закрепляет свой рабочий орган на атомарном уровне.
Здесь уже масса новых резервов. Вначале используют
ся группы атомов, так сказать «разобранные» моле-
кулы— ионы, катионы, анионы, затем внимание со-
средоточивается на единичном атоме. Разрушается его
электронная оболочка, расщепляется ядро, использу-
ется возникающая при атом энергия. Наконец техни-
ческая система добирается до частей атома — его ос-
колков — протонов, нейтронов и т. д. Чтобы убедить-
ся в этом, снова обратимся к рабочему органу
ракетного двигателя. В предыдущей главе мы оставили
его на молекулярном уровне, т. е. в виде газовой струи,
ыходящей из сопла, образованной в результате
химической реакции определенных веществ. Теперь,
согласно схеме, мы должны использовать «разобран-
ные» молекулы. Да, имеются и эксплуатируются плаз-
менные двигатели, где струя газа нагревается до тем-
пературы распада молекулы и составляющие ее атомы
разгоняются каким-либо энергетическим полем.
Появляется возможность значительно увеличить ско
рость струи, а следовательно, повысить тяговое уси-
лие двигателя. Пройдя этот шаг, техническая система
теперь должна вплотную заняться самим атомом.
В 1978 году были созданы и испытаны ядерные ра-
кетные двигатели, в которых тяга создавалась за счет
энергии, выделяющейся при радиоактивном распаде
ядра атома. Ядерный реактор, установленный вместо
камеры сгорания, позволяет разогнать космический
корабль уже до 50 километров в секунду. Это намного
выше скорости газовой струи химических реактивных
двигателей, у которых она составляет всего 4,5км/с.
А что же дальше? Дальше, как и положено, по-
явились ядерные реактивные двигатели, в которых
рабочим телом реактивной струи служат ускоренные
частицы ядра — протоны, нейтроны, электроны и т. д.
Частично это осуществляется в электрических ракет-
ных двигателях. Этот двигатель уже символизирует
собой переход технической системы с атомарного
уровня на уровень энергетических полей. Это новое
огромное поле развития, на котором части техничес-
кой системы приобретают вид не молекулы и не ато-
ма, а энергетических полей. Причем вначале исполь-
зуются сложные «тяжелые» энергетические поля,
затем все более простые и однородные. В одной из
модификаций упомянутого нами электрического ра-
кетного двигателя ионы и электроны (носители элек-
трической энергии) раздельно ускоряются в электро-
статическом поле, затем перемешиваются для нейтра-
лизации объемного заряда и, стекая, создают тягу.
Из-за малой отбрасываемой массы рабочего тела вре-
мя непрерывной работы электростатических ракетных
двигателей измеряется годами. По удельному импуль-
су эти двигатели многократно превосходят все из-
вестные. С их помощью уже можно достичь скорос-
ти до 100 км/с. Такие двигатели, у которых рабочий
орган уже почти полностью состоит из энергетическо-
го поля, сегодня уже проектируются и испытываются.
В будущем они будут незаменимы для больших кос-
мических путешествий. Работы по нахождению их
оптимальной конструкции ведутся в СССР, США, Ве-
ликобритании, Франции, ФРГ, Японии.
Освоив сложные виды энергетических полей, тех-
ническая система перейдет к более простым и энер-
гоемким полям. А это значит, что мы неизбежно при-
дем к мысли об использовании энергии света. Уже
сбываются предсказания фантастов, помещающих
своих героев на фотонные ракеты. Доказана возмож-
ность реального использования в качестве двигателя
лазерной установки. Рассчитываются космические
странники, которые, развернув в космосе огромный
многокилометровый парус, будут улавливать идущий
174
от солнца световой ветер и мчаться в просторах все-
ленной со скоростью 200 км/с и более.
Есть проект, по которому предполагается устано-
вить на земле мощную лазерную установку и напра-
вить рожденный им пучок света на космический ко-
рабль, разгоняя его до нужных сверхскоростей,
направляя к иным мирам. Да, наш старый и добрый
воздушный винт превратился в пучок слепящего све-
та! Техническая система, части которой выполнены
на уровне энергетического поля света, является самой
перспективной, и в конечном итоге все технические
системы рано или поздно станут таковыми. Будущее
развитие человечества связано с его умением исполь-
зовать свет. Но световая техническая система в своем
развитии будет повторять те же шаги, что делала, на-
ходясь на атомарном уровне, молекулярном и на
макроуровне. Она будет переходить в бисистему и в
полисистему, динамизироваться, увеличивать свою гиб-
кость, степень дробления, согласовывать ритмику,
уравнивать энергетическую проводимость и т. д.
Впереди у нее большая и сложная жизнь, изучение
которой наверняка приведет к открытиям новых за-
конов и закономерностей эволюционного развития тех-
ники.
Стремление овладеть светом или, по крайней мере,
приблизиться к этому уже сегодня четко проявляется
не только в космических, но и наземных технических
системах. Возьмем режущий инструмент, кратко про-
следим его развитие по мере возрастания наших пот-
ребностей. Вначале это был неподвижный жестко
закрепленный один резец. Затем появился суппорт,
несущий на себе уже несколько резцов (полисисте-
ма), затем резец «раздробился», превратившись во фре-
зу, и еще более динамизировался, т. е. стал вращать-
ся^ поворачиваться и т. д. По мере повышения дина-
мизации он все более дробился (алмазные зерна во
фрезе), наконец перешел на микроуровень, став газо-
вой струей резака. Динамизация газовой струи пре-
вратила его в плазменный резак, где уже участвуют
«разбитые» молекулы и возбужденные в электричес-
ком поле группы атомов.
Вот уже появился в резаке разогнанный жгут элек-
тронов.
А скорости резанья требовались еще большими и
175
оптического кабеля или
К
вспыхнул в цехе яркий луч нового лазерного резака.
Он уже мог за доли секунды раскроить материал лю-
бой твердости, включая и алмаз. Рабочий орган ма-
шины — резец — из неподвижной макроуровневой «же-
лезки* превратился в пучок света. Можно подумать,
что «световая» судьба предназначена только для под-
вижных, мобильных технических систем. Переход на
микроуровень и далее на световой присущ всем без
исключения техническим системам, и они это делаюг,
как только возникает соответствующее повышение
требований. Вспомните наш эталон метра. Вспомните
также систему информации. Вначале она была «мак-
' роуровневсй» — сигнальные костры, флажки, семафо-
ры, письмо и т. д. Затем перешла на микроуровень —
, телеграф, радио, телевидение. Система связи сегодня
уже использует в качестве рабочего органа пучок
света, идущего по волокнам
луча лазера, несущего в себе миллионы и миллиарды
бит информации одновременно.
Интересно, какую бы функцию ки несла техничес-
кая система в конечном итоге в своем развитии, она
обязательно обратится к использованию энергии све-
та. Это не значит, что все известные на сегодня тех-
нические системы превратятся в свет. Большая часть
в процессе эволюционных преобразований исчезнет
за ненадобностью выполняемых ими функций или же
объединится с другими системами, которые, несмот-
ря на малое свое количество, будут успешно выпол-
нять многочисленные обязанности. Они-то и пройдут
весь оставшийся путь до использования квантовой
энергии света. А что же дальше? Неужели это дей-
ствительно конечный путь развития? Предполагать
так не дает мысль о безграничности развития приро-
ды и бесконечность окружающего нас мира.
Но что же может быть быстрее и более энергоем-
ким, чем свет? Здесь позволим себе пофантазировать.
Скорее всего развитие техники далекого будущего пой-
пути использования времени и пространства,
укладывается в сознании, но так диктуют за-
Возможно, человечество как-то научится ис-
Это не
коны,
пользовать окружающее пространство и время более
продуктивно, чем это удается делать нам сейчас. Воз-
можно, человечество научится использовать и так
называемые космические черные дыры, которые в
176
страшном сгустке законсервировали в себе окружаю-
щее пространство и время. Все, что было рядом с
этими черными дырами, втянуто в них и спрессова-
но. Из этих ловушек не может вырваться даже свет.
Ученые предполагают, что именно черные дыры —
эти «консервы» времени и пространства, накаплива-
ют в себе энергию, чтобы в конце концов взор-
ваться и родить новую Галактику. Это, ве-
роятно, и есть самое мощное и самое ог-
ромное энергетическое поле, кото-
рое имеется в природе, и оно
должно быть использо-
вано человеком.
И начинайте изобретать!
ОТ ЗАРУБОК К БИОКОМПЬЮТЕРУ
Для чего толь многие учинены опы-
ты в физике и химии? Для чего
толь великих мужей были труды и
жизни опасные испытания? Для то-
го ли только, чтобы, собрав великое
множество разных вещей и материй
в беспорядочную кучу, глядеть и
удивляться их множеству, не раз-
мышляя о их расположении и при-
ведении в порядок?
Михаил Ломоносов
По наблюдениям знаменитого русского путешест-
венника Н. И. Миклухо-Маклая, туземцы Новой Гви-
неи считали следующим образом: «Папуас загибает
один за другим пальцы руки, причем издает опреде-
ленный звук, например бе-бе-бе... Досчитав до пяти,
он говорит ибон-бе (рука). Затем он загибает пальцы
другой руки... пока не доходит до ибон-али (две руки).
Идет дальше, приговаривает бе-бе.., пока не доходит
до самба-бе и самба-али (одна нога, две ноги). Если
нужно считать дальше, папуас пользуется пальцами
рук и ног кого-нибудь другого».
Вероятно, этот пальцевый метод был первой по-
пыткой древнего человека
рука стала своеобразной
мой, в которой функции
бочего органа и средств
человек. Но потребность
с каждым столетием. Пальцевый метод явно
сбои, но все же он еще долгое время оставался во
многих странах единственным.
«В мире есть много трудных вещей, но нет ничего
труднее, чем четыре действия арифметики» — такую
запись оставил в одном из своих многочисленных
трактатов средневековый ирландский монах Беда Дос-
топочтенный (673—735 гг.). На многих страницах
своего фолианта этот трудолюбивый монах подробно
излагал методы счета до миллиона на своих паль-
цах... Жаль, что при его жизни не было междуна-
родной организации по обмену научно-технической
информации. Достопочтенный смог бы узнать, что
вести счет. Собственная
счетной технической систе-
двигателя, трансмиссии, ра-
управления выполнял сам
в ведении счета возрастала
авал
178
задолго до него в Древнем Риме уже поняли непер-
спективность пальцевого счета и перешли на спе-
циальные деревянные или каменные палочки с за-
рубками. Появилась первая счетная машина, состоя-
щая пока из одного рабочего органа — палочки. Так
и должно было быть.
Исследования развитых технических систем пока-
зывают^ что все они зарождались с рабочего органа*
который, как правило, вначале представляет собой
единичный элемент линейной формы. Затем этот ра-
бочий орган начинает приобретать криволинейные*
объемные формы. Палочку с зазубринами сменил
круглый жетон, сферическая бирка, шар, которые
перекладывались из одного ящичка в другой. Рабо-
чий орган перешел в полисистему. В будущем он еще
не единожды будет совершать подобные действия,
когда от него потребуется очередное улучшение ха-
рактеристик, а пока развитие его остановилось. Нуж-
на была трансмиссия.
У античного историка Геродота (V в. до н. э.) есть
рассказ о том, как персидский царь Дарий, отправ-
ляясь в поход на скифов, приказал ионийцам остать-
ся для охраны моста через реку Истер и, завязав на
ремне 60 узлов, вручил его со словами: «Люди Ионии,
возьмите этот ремень и поступите так, как я скажу
вам: как только вы увидите, что я выступил протиз
скифов, с того дня вы начнете ежедневно развязы-
вать по одному узлу, и когда найдете, что дни, обоз-
наченные узлами, уже миновали, то можете отправ-
ляться к себе домой».
Как видим, Дарий восполнил пробел и первым изо-
брел счетное устройство, в котором часть рабочего
органа преобразовалась в зачаток трансмиссии. Этот
шаг также типичен для всех технических систем, и
он неизбежен, если невозможно применить трансмис-
сию от другой системы.
В VI веке новой эры получило известность китай-
ское счетное устройство, в котором знакомые круглые
узелки были выполнены в виде бус, нанизанных на
веревочку. Это был уже значительный шаг вперед —
элемент трансмиссии окончательно сформировался,
и рабочий орган отделился от него, сохраняя с ним
шарнирную связь.
д на рубеже XVI—XVII веков появились русские
179
1*
II
абак-счеты, в которых трансмиссия уже была вы-
полнена в варианте полисистемы и представляла со-
бой несколько горизонтальных спиц с рядами костя-
шек. Эта конструкция, позже получившая название
бухгалтерские счеты, распространилась во всем мире.
Усовершенствованный вариант, позволяющий вести
несложные операции
нился до наших дней.
Но даже эта удачная конструкция не могла тогда
полностью удовлетворить возрастающим потребнос-
тям в счете. Требовалось качественное изменение
трансмиссии, и для этого она должна была догнать
в своем развитии рабочий орган, т. е. стать динамич-
ной, разделяющейся, и от прямых форм и прямоли-
нейных движений перейти к криволинейным, объем-
ным.
Так и случилось. Но сколько было перед этим пус-
тых проб и ошибок! Их анализ занял бы не одну
сотню страниц. Многие жизни оказались потрачен-
ными зря. Нужен был гений Блез Паскаля, чтобы уже
в 1639 году заменить плоские спицы на круглые
оси и шайбы, взаимодействующие друг с другом и с
рабочим органом. Поступательное перемещение ка-
мешков, костяшек, жетонов в абаковидных инстру-
ментах заменилось на вращательное движение осей и
колес.
Возможности машины резко возросли. На ней уже
можно было производить не только операции вычита-
ния, сложения, но и деления, умножения. Было изго-
товлено несколько действующих машин. Известие о
них воспринималось как чудо. Паскаль получил ко-
ролевскую привилегию, которая устанавливала его
приоритет в изобретении и закрепляла за ним право
производить и продавать машины.
В середине шестидесятых годов нашего столетия в
Ня циоиялтдой библиотеке Мадрида были обнаружены
два тома неопубликованных рукописей великого Лео-
нардо да Винчи. В одном из них нашли эскиз 13-раз-
рядного суммирующего устройства с десятизубовыми
колесами... Как видим, необходимость перевода транс-
миссии из плоскости в объем была осознана задолго
до Паскаля. Но только он, Блез Паскаль, смог окон-
чательно реализовать ее на практике. Следует отме-
тить, что прогрессивность решения Паскаля заклю-
f
180
чалась не только в том, что в его машинах присутст-
вовала достаточно развитая трансмиссия, но и в том,
что в последних своих моделях он впервые ввел за-
чатки средств управления. Зубчатое колесо трансмис-
сии снабжалось специальным выступом-штифтом,
который в определенный момент воздействовал на меха-
низм переведения десяток. Это освобождало челове-
ка от запоминания разрядов чисел и их ручного пе-
ревода.
Итак, три части машин сформировались, человек
оставался только «двигателем* и частично органом уп-
равления. Почти до пятидесятых годов нашего столе-
тия можно было повсеместно встретить механические
арифмометры, ручку которых усиленно крутил и
студент, и инженер, и научный сотрудник.
Что же происходило дальше? Машина Паскаля
совершенствовалась, ее части переходили в полисисте-
му, обрастали вспомогательными устройствами, дина-
мизировались и вновь сворачивались, когда удава-
лось совместить ряд функций в одной детали. Шел
долгий процесс развития на макроуровне. Из гро-
моздкого комода, стоявшего на полу высокого по-
мещения, машина преобразовалась в настольный при-
бор.
Во второй половине ХУШ века в России в городе
Несвиже часовым мастером и механиком Е. Якобсо-
ном была создана вычислительная машина, у кото-
рой часть трансмиссии выполнялась в виде пружины.
При повороте ключа на определенный угол запаса-
лась энергия для последующего вращения шестерен и
дисков с цифрами. Эта машина работала значительно
быстрее своих предшественников, где медленно, вруч-
ную необходимо было поворачивать многие дисковые
колеса. Зародился двигатель, точнее зачаток двига-
теля, который отделился от трансмиссии. Он долгое
время не имел собственного источника энергии и
работал как аккумулятор внешней энергии. Любо-
пытно то, что такая история наблюдается у всех тех-
нических систем — они если не имеют возможности
взять готовый двигатель со стороны, то порождают
его сами из своей трансмиссии в виде накопителя
энергии. Вспомните гончарный круг, где его централь-
ный вал имел утолщение, играющее роль маховика
и накапливающее в себе энергию мастера. Вспомни-
181
те «самобеглую» коляску Кулибина, у которой педа-
лями раскручивался маховик, помогающий на подъ-
емах. Наконец, посмотрите на ножную швейную ма-
шинку — принцип тот же.
Таким образом, 200 лет развития суммирующих
машин прошли. Сформировалась полная техническая
система, у которой впереди предстоял долгий жиз-
ненный путь.
Лишь с первого взгляда кажется, что история от-
крытий и изобретений полностью зависит от личности,
от его таланта. Вот, мол, родился умный человек, и
техника сразу двинулась вперед. Ошибочное мнение!
Прежде чем родиться такому человеку, нужно чтобы
появилась общественная потребность в определенном
механизме. Вспомните счетную машину Леонардо да
Винчи, которая намного опередила потребности об-
щества и потому забылась.
Подобное произошло и с вычислительными маши-
нами.
К середине XIX века их возможности значительно
опережали потребности общественности, и они оста-
новились в своем развитии. Но вот к концу XIX века
и началу XX века развивающаяся промышленность
потребовала введения многих и быстрых расчетов.
Организовался промышленный выпуск суммирующих
машин. Все части вычислительной машины стреми-
тельно совершенствовались. Рабочий орган приобрел
цифровое печатающее устройство, трансмиссия стала
многоразрядной и перенастраиваемой, средства управ-
ления уже имели отдельный пульт для ввода чисел,
введения поправок и поиска ошибок.
Противоречия, возникаемые между частями сис-
темы, преодолевались увеличением их подвижности,
гибкости, введением дополнительных шарнирных свя-
зей, согласовыванием ритмики и другими способами ос-
новных законов развития на макроуровне.
К середине 50-х годов XX столетия промышленные
счетные машины сформировались окончательно и при-
обрели уже собственный двигатель-электропривод.
Удовлетворяя возросшие общественные потребнос-
ти в вычислениях, машина обрастала сотнями меха-
нических вспомогательных устройств и вновь ушла со
стола, превратившись в большой шкаф. Правда, она
уже умела не только вычитать, складывать, умножать
182
и делить, но и извлекать квадратные корни, причем
делала это гораздо быстрее, чем человек.
Все было быхорошо, но попытка еще более уве-
личить быстродействие машины вызывала в ней ката-
строфическое понижение надежности. В ней что-то
сразу ломалось, заедало, заклинивало. Сотни рычаж-
ков, колесиков и кулачков, судорожно дергаясь и под-
талкивая друг друга, не успевали принять, обрабо-
тать и передать поставляемую двигателем энергию.
Никакие местные конструктивные ухищрения не
могли уже изменить картину. Все! Машина выбрала
свои ресурсы на макроуровне и не желала развивать-
ся дальше. Требовались новые качественные измене-
ния внутри системы.
Первые шаги по частичному переводу рабочего
органа на микроуровень были сделаны еще в 1887
году американским изобретателем Холлеритом. Он
заменил громоздкую полисистему зубчатых колес
металлической щеткой, подключенной к источнику то-
ка. Когда она накладывалась на специальную перфо-
карту, ее волоски замыкались только на определен-
ные контакты определенных электромагнитов, кото-
рые, втягивая свой сердечник, поворачивали счетный
вал на нужный угол. Идея с перфокартами была
подхвачена многими изобретателями, и в 1913 году
уже налаживается промышленный выпуск таких
электромеханических счетных машин.
В 1944—1947 гг. американский физик Г. Айкен
изготавливает и передает Гарвардскому университе-
ту ряд новых релейных машин. В этих машинах на
выходе не было вала, который надо было вращать.
Зато машина включала в себя 13 000 электромехани-
ческих реле, замыкающих сотни и тысячи контактов.
Операция умножения длилась уже не более 1 секун-
ды. Расцвет релейных машин пришелся на середину
50-х годов. Советский инженер Н. И. Бессонов постро-
ил релейную машину, которая работала по предло-
женному им принципу каскадного выполнения опе-
раций. Машина выполняла 20 операций в секунду.
Это был рекорд, но это был и предел. Нужно было
окончательно переводить машину на микроуровень
в ней еще многое оставалось от «старого мира» —
подвижные якоря реле, контакты, пружины ^и т. п.
135 дней заседал федеральный окружной суд в
183
тысяч электронных ламп и занимала зал
ламп требовало
мощности, достаточной для
американском городе Миннеаполисе, прежде чем в
конце 60-х годов объявил окончательное решение по
поводу спора об авторстве первой электронно-вычис-
лительной машине. Автором ЭВМ признавался доктор
философии по теоретической физике Джон Винсент
Атанасов. Болгарин по происхождению, Атанасов стал
американцем во втором поколении.
В 1970 году по приглашению Болгарской академии
наук Атанасов посетил родину своих предков,
где был награжден орденом Кирилла и Мефодия I сте-
пени за выдающийся вклад в создание электронных
вычислительных машин.
В 1933 году Атанасов первым предложил заме-
нить электромеханические реле электронными лампа-
ми. Принципиально новым было также и введение в
машину элементов памяти в виде нескольких сот
емкостных конденсаторов. Машина окончательно пе-
решла на микроуровень. Началась новая бурная эпо-
ха развития вычислительной техники.
В 1952 году была построена первая большая со-
ветская ЭВМ «Стрела». Она содержала несколько де-
сятков тысяч электронных ламп
100 м2. Одно только охлаждение
50 кВт электроэнергии
небольшого завода. Но конструкторы шли на это, так
как машина позволяла совершать тысячи и тысячи
операций в секунду. Затем последовал процесс сво-
рачивания многих элементов в один с выполнением
всех прежних функций. Поочередно использовались
возможности группы молекул, единичной молекулы,
части молекулы; группы атомов, единичного атома,
части атома элементарной частицы вещества.
Взгляните на сегодняшние вычислительные маши-
ны. По возможностям они не уступают первой ЭВМ,
но их можно положить в портфель или даже в кар-
ман. Вместо прежних габаритных электронных ламп —-
основного рабочего органа — стала работать внутрен-
няя структура вещества. На одном квадратном мил-
лиметре твердого кремниевого кристалла удается раз-
местить десятки и сотни тысяч рабочих элементов.
Такие интегральные схемы позволяют вести миллион
и более математических операций в секунду. Ведутся
успешные исследования по вкраплению специальных
веществ в кремниевые кристаллы с помощью лазер-
184
ной техники» Это позволяет включить в работу груп-
пу и единичные атомы, как самостоятельные функци-
ональные элементы вычислительной машины. Вся ма-
шина теперь может быть представлена в виде одного
небольшого кристалла, потребляющего для своей ра-
боты крохи световой или тепловой энергии из окру-
жающей среды.
А где Двигатель, трансмиссия и средства управ-
ления? Они исчезли, т. е. свернулись в один рабочий
орган, представляющий собой одно универсальное
«идеальное* вещество. При этом новая техническая
система автоматически поглотилась многими надсис-
темами, где уже в их составе продолжает свое совер-
шенствование.
Сегодня ЭВМ менее всего используется как чисто
математическая машина. Она ведет самолеты, кор-
ректирует полеты спутников, помогает модельеру
найти лучший фасон одежды, составляет оптималь-
ный рацион кормов на сельхозфермах и выполняет
тысячи других важных и нужных людям дел. ЭВМ
продолжает совершенствоваться. Открытие эффекта
сверхпроводимости позволило применить импульсив-
ный квантовый ток, который несет в себе массу
новых возможностей. Идут попытки заменить тради-
ционные электроны фатонами света. Крошечные час-
тицы света позволят создать новые вычислительные
машины так называемого ассоциативного поиска.
Когда-то математик Шенке потратил всю свою
жизнь на то, чтобы вычислить число л с точностью
до семисот семи десятитысячных знаков. Недаром
на его могиле лежит плита без единой надписи на
ней, изображен только знак л.
Современная вычислительная машина сделает эту
работу за несколько минут. Жизнь — и несколько ми-
нут... В самом деле, назначение разума не в том, что-
бы просто решать задачу, а в том, чтобы найти ее,
понять и, доверив решение машине, искать новую за-
дачу и новые средства для ее решения.
Технические средства, создаваемые человеком, ста-
новятся продолжением самого человека, его мира, его
мысли. Постепенно техника все более и более будет
составлять суть самого человека. Из бездушного на-
бора механизмов техника превратится в живой биоло-
гический саморазвивающийся мир, возвышающий мо-
185
гущество человека. Природные элементы и техничес-
кие средства будут неотличимы друг от друга.
Не осталось сомнения в том, что машины буду-
щегоэто машины, выращиваемые (!) по специаль-
ной биотехнологии. Уже получен ряд интересных ус-
пешных опытов по созданию таких «живых» компью-
теров. Такие компьютеры, возможно, даже научатся
читать наши мысли! Во всяком случае, о такой воз-
можности вполне серьезно рассуждают американские
исследователи, проведшие ряд опытов, в ходе кото-
рых выяснилось, что, анализируя биотоки, поступаю-
щие из разных областей мозга, машина способна
улавливать не только эмоциональное состояние чело-
века — спит он или бодрствует, спокоен или в гневе,—
но даже определить направление его мыслей.
И наконец, уже сегодня просматривается принци-
пиальная возможность вживления биологических ком-
пьютеров под кожу человека, с тем чтобы заменить
отмершие нервные волокна или, быть может, даже
отдельные клетки мозга!
Вспомните, в начале главы мы говорили о том,
что человек для счета использовал самого себя. Про-
шли века. Система счета, сделав огромную спираль,
снова вернулась к человеку.
Мы кратко проследили путь развития и перспекти-
вы только одной
этот путь? Все
Были проверены
тем.
этапы развития. Иначе просто и не могло быть. Зако-
ны едины, и развитие может идти только по ним.
Предпринята попытка составить своеобразную единую
схему развития технической системы с учетом извест-
ных на сегодня законов.
Однако дело усложняется тем, что законы разви-
тия срабатывают не последовательно друг за другом, а
параллельно, переплетаясь между собой и дополняя
ДРУГ ДРУга. Сегодня наметились, возможно, не
бесспорные, но только фрагменты та-
кой схемы, зато ясно обозначи-
лось огромное поле для ис-
следований.
технической системы. Типичен ли
ли системы пойдут по нему?
десятки и сотни технических сис-
что все они имеют одни и те же
Оказалось
186
ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ
РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
(Фрагменты)
1. Возникновение потребности.
2. .Попытка погасить новую потребность повышен-
ным удовлетворением других видов потребностей.
3. Попытка использовать по новому назначению
имеющиеся природные или технические средства без
их качественного изменения.
4. Зарождение новой технической системы в виде
одного рабочего органа, имеющего простые линейные
формы и совершающего в кинематике простые воз-
вратно-поступательные движения. Функции трансмис-
сии, двигателя и средства управления выполняет сам
человек или они применяются от ранее развитой дру-
гой системы (технической, природной).
5. Развитие рабочего органа. Преобразование ли-
нейной формы в криволинейную, объемную. Переход
от простых возвратно-поступательных движений к
сложным (круговым, вращательным). Разделение ра-
бочего органа на части, введение между ними шар-
нирных связей, увеличение степени подвижности.
ток трансмиссии или ее применение от другой систе-
мы (технической, природной).
7. Выход трансмиссии на самостоятельный путь
пазвития — отделение от рабочего органа, введение
v втг— ,, -Л -J-DU гп"нт~ 1 .xiita-.r u" Twww*~i~ja—т ™
шарнирных связей, повышение степени гибкости, раз-
деление на части, переход от движения в плоскости к
движению в объеме.
8. Преобразование части трансмиссии в зачаток
. A- L- *т1— *< I I г --Д _iWJJ.Tn-.- J-n ~
средства управления или ее применение от другой
системы (технической, природной).
187
Отделение средства управления от трансмиссии,
введение между ними шарнирных связей, повышение
степени подвижности, разделение на части. «
10. Формирование зачатков двигателя путем пре-
образования одной из частей трансмиссии в накопи-
тель, ♦ улавливатель» внешней энергии или его при-
менение от другой системы (технической, природной).
11. Переход от функции накопления энергии к
функции преобразования энергии, вначале внешних
источников, затем внутренних. Переход двигателя от
энергии твердых веществ к энергии жидких и газо-
образных веществ. Развитие трансмиссии на макро-
уровне.
12. Комплексное развитие сформировавшихся час-
тей системы на макроуровне путем устранения воз-
никающих между ними технических противоречий,
а внутри их — физических. Развитие вепольных вза-
имосвязей, частичный переход двигателя и трансмис-
сии на микроуровень.
Примечание. Каждый из перечисленных эта-
пов, а также все последующие сопровождаются по-
пытками улучшить показатели технической системы
путем увеличения ее размеров, перехода от линейных
форм к объемным, преобразования в бисистему и по-
лисистему, повышение степени динамизации частей
(увеличение подвижности, гибкости, шарнирных свя-
зей, импульсивности, переход от движения в плос-
кости к движению в объеме и т. д.). Повышение сте-
пени дробления (дисперсности), согласования ритмики
и физико-химических параметров, увеличение сте-
пени управления. Все это предназначено для повы-
шения степени идеализации системы.
13. Интенсивное развитие вепольных взаимосвя-
-_пиеп Л ГТ— • •- . • **»-.-*4S*> * '»> -г•— *"** •*'* - —
зей.
Начальный этап (массового) перехода частей
темы на микроуровень.
Повышение степени многофункциональности
тей системы.
Поэтапное сворачивание элементов внутри
дой части системы в один с сохранением выполняе-
мых функций.
Частичный переход в надсистему.
Примечание. Переход в надсистему возможен
и на более ранних или более поздних этапах разви-
сис-
каж-
188
тия, в зависимости от вида и количества выполняемых
функций.
J4- Форсирование вепольных взаимосвязей.
1192ШЫЙ переход частей системы на микроуровень.
Сворачивание системы в рабочий органоидеальноё
вещество) с сохранением всех выполняемых ранее
функций.
Примечание. Сворачивание системы носит пуль-
сирующий характер. Появление новых дополнитель-
ных функций заставляет применять новые элементы,
которые еще не переведены на микроуровень, но по
мере их развития они также впитываются какой-либо
частью системы. При появлении очередной дополни-
тельной, функции картина повторяется. Последними в
рабочий орган вливаются средства управления. Это
объясняется тем, что человек всегда сохраняет часть
контролирующих функций за собой.
15. Развитие свернутого рабочего органа как пол-
ной технической системы. Форсирование вепольных
взаимосвязей внутри рабочего органа и с внешней
средой. Поочередное использование ресурсов, имею-
щихся в твердых, жидких и газообразных веществах.
Поочередное использование возможностей: группы
молекул (кристаллическая решетка, полимеры, ассо-
циации молекул), единичной молекулы (сложной,
простой), части молекулы (ионы, катионы), группы ато-
мов, единичного атома, части атома, элементарной
частицы. Максимальное использование энергии света.
Переход с микроуровня на уровень энергетических
полей — молекулярных, атомарных, световых.
Примечание. «Микроуровневый» рабочий ор-
ган в своем развитии постепенно переходит от исполь-
зования искусственно получаемой энергии к энергии
окружающей среды. Тенденция преобразования тех-
нической системы в биологическую.
16. Окончательное поглощение, системы надсисте-
мой.
17. Развитие надсистемы.
Эта схема еще далека от окончательного вариан-
та, она все же позволяет увидеть многие принципиаль-
ные шаги при совершенствовании современной тех-
ники.
Как работать со схемой?
Вначале нужно определить, какие позиции зани-
189
мает на схеме изменяемая вами техническая система.
Затем, продвигаясь по схеме, определить, что именно
нужно делать, чтобы ваша машина стала лучптр. Но
схема не только помогает предсказать будущее, она
может рассказать и о прошлом. Например, какие
очки были у вашей прапрабабушки? Возвращаясь по
схеме назад, видим, что очки когда-то состояли всего
из одного рабочего органа, имеющего простые линей-
ные формы. Действительно, это было так называемое
пенсне, которое имело всего одно стеклышко простой
формы и удерживалось рукой и
I круговыми мышца-
III
Впереди большая работа
по
уточнению и совер*
ВРЕМЯ
шенствованию схемы, и она ждет своего исследова-
теля. Может быть, это будете вы?
Вот вы и прочитали книгу об изобретательстве. Хо-
чется думать, что, закрыв ее последнюю страницу,
вы почувствуете желание изобретать.
В каждом из нас живет свой исследователь, свой
изобретатель, который ждет, когда мы позовем его,
и готов открыть дверь в этот удивительный и прекрас-
ный мир.
Один из героев фантастического рассказа Гербер-
та Уэльса «Дверь в стене», будучи еще ребенком, гу-
ляя в саду, увидел незнакомую белую стену с зеленой
дверью. Он открыл ее и был очарован увиденным.
Это был мир его мечты, наполненный красотой и лю-
бовью. Мальчик был счастлив и пожелал навсегда
остаться в этом мире, но настойчивые призывы род-
ных, потерявших его в саду, заставили вернуться.
Шли годы, мальчик превратился в респектабель-
ного мужчину, уверенно поднимавшегося по служеб-
ной лестнице. Но мечта о зеленой двери не покидала
его. И вот, когда в очередной раз он спешил по слу-
жебным делам, зеленая дверь снова появилась перед
ним. Однако герой был слишком занят — решался воп-
рос о его повышении в чине, и он, горестно вздохнув,
прошел мимо. И еще не раз волшебная дверь пригла-
шала его войти, но каждый раз находились причины,
чтобы отложить задуманное.
Однажды на склоне лет герой решил сам найти
эту почти забытую им волшебную дверь. Но, увы, она
исчезла. И понял он, что упустил что-то большое и
важное и мимо него прошла та настоящая жизнь,
которую он видел в детстве.
Как часто и мы, поддавшись течению житейской
суеты, подменяем свои истинно великие цели мелоч-
ными, искусственно надуманными заботами.
Как часто в погоне за сиюминутной выгодой
проходим мимо своей Зеленой двери.
Но она еще открыта. Входите. Вас
ждет удивительный и прекрас-
ный мир. имя которому —
творчество.
191
Приложения
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
РАЗРЕШЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОТИВОРЕЧИ
Принципы
Примеры
Разделение противоре-
чивых свойств в прост-
ранстве
А. с. 256708. Для пылеподавле-
ния при горных работах капельки
воды должны быть мелкими.
Но мелкие капли образуют ту-
ман. Предложено
окружать мелкие
капли
конусом
крупных ка-
пель
Разделение противоре-
чивых свойств во вре-
мени
А. с. 258490. Ширину ленточно-
го электрода меняют в зависимости
от ширины сварного шва
Системный переход 1-а:
объединение однородных
или неоднородных сис-
тем в надсистему
А. с. 722624. Слябы транспорти-
руют по рольгангу впритык один
к другому, чтобы не охлаждались
торцы
Системный переход 1-6:
от системы к антисисте-
ме или сочетанию систе-
мы с антисистемой
А. с. 523695. Способ остановки
кровотечения — прикладывают сал-
фетку, пропитанную иногруппной
кровью
Системный переход 1-в:
А. с. 510350. Рабочие части тис-
вся
система
наделяется
свойством С, а ее части—
свойством анти-С
ков для зажимов деталей слож-
ной формы: каждая часть (сталь-
ная втулка) твердая,
зажим податливый,
целом
способен ме-
нять форму
Системный переход 2:
переход к системе, рабо-
тающей на микроуровне
А. с. 179479. Вместо механичес-
кого крана «термо-кран» из двух
материалов с разными коэффици-
ентами теплового расширения. При
нагревании образует зазор
192
Принципы
Примеры
ОКОНЧАНИЙ
Фазовый переход 1:
замена фазового состоя*
А. с. 252262. Способ энергоснаб-
жения потребителей сжатого газа
ния части системы или
внешней среды
ахтах
транспортируют
сжи-
женный газ
Фазовый переход 2:
А. с. 958837. Теплообменник
снаб-
«двойственное» фазовое
состояние одной части
жен прижатыми к нему «лепест-
ками» из никелида титана; при
системы (переход этой
части из одного сос-
повышении температуры «лепест-
ки» отгибаются, увеличивая пло-
тояния в другое в зави-
симости от условий ра-
боты)
щадь
охлаждения
Фазовый переход 8:
использование явлений,
сопутствующих фазово-
му переходу
А. с. 601192. Приспособление для
.транспортировки мороженых гру-
' зов имеет опорные элементы в
виде брусков льда (снижение тре-
ния за счет таяния)
Фазовый переход 4:
замена однофазного
ве-
щества двухфазным
А. с. 722740. Способ полирования
изделия. Рабочая среда состоит из
жидкости (расплав свинца) и фер-
ромагнитных абразивных частиц
Физико-химический пе-
реход :
возникновение-исчезнове-
ние вещества за счет
А. с. 342761. Для пластификации
древесины аммиаком осуществляют
пропитку древесины солями аммо-
ния, разлагающимися при трении
разложения-соединения,
ионизации-рекомбинации
ПРИМЕНЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ
: ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ
IIUS
II
Требуемое действие, свойство
Физическое явление, эффект,
фактор, способ
Изменение температуры
Понижение температуры
Повышение температуры
Стабилизация температу*
Индикация положения и
перемещения объекта
Тепловое расширение и вызван-
ное им изменение собственной час-
тоты колебаний. Термоэлектричес-
кие явления. Спектр излучения.
Изменение оптических, электри-
ческих, магнитных свойств ве-
ществ.
Переход черев точку Кюри. Эф-
фекты Гопкинса и Баркгаузена
Фазовые переходы. Эффект Джо-
уля-Томсона. Эффект Ранка. Маг-
нитокалорический эффект. Термо-
электрические явления
Электромагнитная индукция.
Вихревые токи. Поверхностный
эффект. Диэлектрический нагрев.
Электронный нагрев. Электричес^
кие разряды. Поглощение налу-?
чения веществом. Термоэлектри-
ческие явления
Фазовые переходы (в том числе
переход через точку Кюри)
Введение меток—веществ, пре-
образующих внешние поля (люми-
нофоры) или создающих свои по-
ля (ферромагнетики) и потому
легко обнаруживаемых. Отражение
и испускание
Деформация. Рентгеновское^ и ра-
диоактивное
сценция. Изменение электрических
и магнитных полей. Электрические
разряды. Эффект Доплера
I* i
света. Фотоэффект.
излучение. Люмине-
194
Требуемое действие, свойство
Физическое явление, эффект,
фактор способ
Управление перемещени-
ем объектов
Действие магнитным полем на
объект или на ферромагнитик, сое-
диненный с объектом. Действие
Управление
движением
жидкости и газа
Управление потоками
аэрозолей (пыль, дым,
туман)
Перемешивание смесей.
Образование растворов
электрическим полем на заряжен-
ный объект. Передача давления
жидкостями и газами. Механичес-
кие колебания. Центробежные си-
лы. Тепловое расширение. Свето-
вое давление.
Капиллярность. Осмос. Эффект
Томса. Эффект Бернулли. Волно-
вое движение. Центробежные си-
лы. Эффект Вайссенберга
Электризация.
магнитные
поля.
Электрические
Давление света
Ультразвук. Гравитация. Диф-
фузия. Электрические поля. Маг-
нитное поле в сочетании с ферро-
магнитным веществом. Электрофо-
рез. Солюби лиза ция
Разделение смесей
Электро- и магнитосепарация. Из
менение
кажу]
[,ейся
плотности
жидкости-разделителя
под дейст-
вием электрических и магнитных
полей. Центробежные силы. Сор-
бция. Диффузия. Осмос
Стабилизация положе-
ния объекта
Электрические и магнитные по*
ля. Фиксация в жидкостях, твер-
деющих
песком
эффект. Реактивное
( магнитном и электри-
полях. Гироскопический
вижение
Силовое воздействие.
Регулирование сил. Соз-
дание больших давлений
Изменение
трения
Действие магнитным полем че-
рез ферромагнитное вещество. Фа-
зовые переходы.
рение.
Тепловое расши-
Центробежные силы. Изме-
нение гидростатических сил путем
изменения кажущейся плотности
магнитной или электропроводной
жидкости в магнитном поле. При-
менение взрывчатых веществ.
Электрогидравлический эффект. Оп-
тикогидравлический эффект. Осмос.
Эффект Джонсона-Рабека. Воз-
действие излучений. Явление Кра-
гельского. Колебания
195
Требуемое действие, свойство
Разрушение объекта
Аккумулирование
нической
энергии
Передача
нической,
чистой,
меха*
и тепловой
энергии: меха*
тепловой, лу-
электрической
У становление взаимо-
действия между подвиж-
ным (меняющимся) н не-
подвижным (неменяю-
щимся) объектами
Измерение размеров объ-
екта
Изменение размеров
екта
Контроль состояния
свойств поверхности
и
Измененпе поверхност-
ных свойств
Контроль состояния
свойств в объеме
продолжение
Фазическое явление, зффскт,
фактор, способ
Электрические разряды. Элек-
трогмдравлический эффект. Резо-
нанс. Ультразвук. Индуцированное
излучение. Кавитация
Упругие деформации. Гироско-
пический эффект. Фазовые пере-
I 1
Деформация. Колебания. Эффект
Александрова. Волновое движе-
ние, в том числе ударные волны.
Излучения. Теплопроводность. Кои*
векцня. Явление отражения света
(световоды). Индуцированное излу-
чение. Электромагнитная индукция.
Сверхп рово д и мость
Использование электромагнитных
полей (переход от «вещественных»
связей к «полевым»)
Измерение собственной частоты
колебаний. Нанесение и считыва-
ние магнитных и электрических
меток
Тепловое расширение. Деформа-
ция. Магнитоэлектрострикция.
Пьезоэлектрический эффект.
Электрические разряды. Отра-
жение света. Электронная эмис-
сия. Муаровый эффект. Излучения
Трение. Абсорбция. Диффузия.
Эффект Баушингера. Электричес-
кие заряды. Механические и аку-
стические колебания. Ультрафио*'
ледовое излучение.
Введение «меток»— веществ, пре-
образующих внешние поля (люми-
нофоры) или создающих свои не-
зависящие
i свойств исследуе*
1ества. Изменение
сопротнвле-
изменения
Вза-
ля (ферромагнетики),
от состояния
мо го
ного электрического
ння в зависимости от
структуры и свойств объекта,
имодействие со светом. Электри-
ческие 1< магнитооптические явле-
ния. Поляризованный свет. Рент-
геновские и радиоактивные излу-
f
196
продолжение
Требуемое действие, свойство
Физическое явление, эффект,
фактор, способ
Изменение объемных
свойств объекта
Создание заданной струк-
туры. Стабилизация
структуры объекта
Индикация
электричес-
ких и магнитных полей
ндикация
излучения
Генерация электромаг-
нитного излучения
чення. Электронный парамагнит-
ный и ядерный магнитный
резонансы. Магнитоупругий эф-
фект. Переход через точку Кю-
ри. Эффекты Гопкинса и Баркгау-
зена. Измерение собственной часто-
ты колебаний объекта. Ультразвук.
Эффект Мессбауэра. Эффект Хол-
ла
Изменение свойств жидкости
(кажущейся плотности, вязкости)
под действием электрических и
магнитных полей. Введение фер-
ромагнитного вещества или дейст-
вие магнитным полем. Тепловое
воздействие. Фазовые переходы.
Ионизация под действием электри-
ческого поля. Ультрафиолетовое,
рентгеновское, радиоактивное из-1
лучения. Деформация. Диффузия.
Электрические и магнитные поля.
Эффект Баушингера. Термоэлек-
трические, термомагнитные и маг-
нитооптические эффекты. Кавита-
ция. Фотохромный эффект. Внут-
ренний фотоэффект
Интерференция волн. Стоячие
волны. Муаровый эффект. Магнит-
ные поля. Фазовые переходы. Ме-
ханические и акустические колеба-
ния. Кавитация
Осмос. Электризация тел. Элек-
трические заряды. Пьезо- и сегне-
тоэлектрические эффекты. Элект-
ронная эмиссия. Электрооптические
явления. Эффекты Гопкинса и
Баркгаузена. Эффект Холла. Ядер-
ный магнитный резонанс. Гидро-
магнитные и магнитооптические
явления
Оптико-акустический эффект.
Тепловое расширение. Фотоэффект.
Люминесценция. Фотопластический
эффект
Эффект Джозефсона. Явление
индуцированного излучения. Тон-
нельный эффект. Люминесценция.
Эффект Ганна. Эффект Черенкова
197
окончание
Требуемое действие, свойство
Физическое явление, эффект,
фактор, способ
Управление электромаг-
нитными полями
Экранирование. Изменение сос-
тояния среды, например увеличе-
ние или уменьшение ее электро-
проводности. Изменение формы по-
верхностей тел, взаимодействующих
с полями.
Управление полями
света. Модуляция света
Унифицирование и ин-
тенсификация химичес-
ких превращений
Преломление и отражение света.
Электро- и магнитооптические яв-
ления. Фотоупругость, эффекты
Керра и Фарадея. Эффект Ганна.
Эффект Франца-Калдыша.
Ультразвук. Кавитация. Ультра-
-, радио-
........ ...ж Электричес-
кие разряды. Ударные волны. Ми-
целлярный катализ
фиолетовое, рентгеновское,
активное излучения. Г
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
ОСНОВНЫЕ ВИДЫ КОНФЛИКТОВ В МОДЕЛИ ЗАДАЧ
Противодействие
А действует на Б полезно
(сплошная стрелка), но при этом
постоянно или на отдельных эта-
пах возникает обратное вредное
действие (волнистая стрелка), тре-
буется устранить вредное дейст-
вие,
сохранив полезное
действие
Полезное действие А на Б в чем-
то оказывается вредным действием
на это же Б (например, на разных
этапах работы одно и то же дей-
ствие может быть то полезным,
то вредным).
Требуется устранить вредное
действие, сохранив полезное
действие
Полезное действие А на одну
часть Б оказывается вредным для
другой части Б.
Требуется устранить
действие Бя, сохранив
действие Б(
вредное
п олезное
действие
Полезное действие А на В яв-
ляется
(причем
вредным
действием
А, В и В образуют сис-
тему).
Требуется устранить вредное
действие, сохранив полезное и не
разрушив систему
199
Сопряженное
мести мое
Полезное действие А на Б со-
провождается вредным действием
на само А (в частности, вызывает
усложнение А).
Требуется сократить, устранить
вредное действие, сохранив полез-
ное
действие
Полезное действие А
на Б не-
совместимо с полезным действием
В на В (например, обработка не-
совместима с измерением).
Требуется обеспечить
действие
В на В (пунктирная стрелка), не
меняя действие А на В
Неполное
е й с т-
вие или бездей-
ствие
--------КеБ
А оказывает
а нужно два
Или А не действует на В. Иногда
А вообще не дано; надо изменить
Б, а каким образом — неизвестно.
Требуется обеспечить действие
на В при минимально простом А
на В одно действие,
разных действия.
«Безмолвие»
Нет
информации
олннстая
пунктирная стрелка) об А, В или
взаимодействие А и В. Иногда да-
но только В.
Требуется получить необходимую
информацию
Нерегулируемое
(в частности, избы-
точное
и е)
А действует на В нерегулируемо
(например, постоянно), а нужно
регулируемое действие (например,
д е й с т
переменное).
Требуется сделать
В регулируемым
тирная стрелка)
действие А на
(штрих — пунк-
200
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
Г. С. АЛЬТШУЛЛЕР
СТАНДАРТНЫЕ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ
(ФРАГМЕНТЫ)
Класс 1. Построение и разрушение вепольных систем
1.1. Синтез
еп олей
1.1.1. Если дан объект, плохо поддающийся нужным изме-
нениям, и условия задачи не содержат ограничений на введение
веществ и полей, задачу решают синтезом
еполя
водя
недо-
стающие элементы.
Bi
имеющиеся
или временным) к
вводя в Bi или В] добавки, увеличивающие управляе-
или придающие веполю нужные свойства.
1.1.2. Если дан веполь, плохо поддающийся нужным изме-
нениям, а условия задачи не содержат ограничений на введение
добавок в имеющиеся вещества, задачу решают переходом (по-
стоянным или временным) к внутреннему комплексному ве-
полю,
мость
Bl--"Bl' Bl --------—VB2B3/
здесь Bi — изделие, Ba — инструмент, В3 — добавка; скобками
обозначена комплексная связь (внешняя комплексная связь обо-
значается без скобок).
1.1.3. Если дан веполь, плохо поддающийся нужным изме-
нениям, н условия задачи содержат ограничения на введение
добавок в имеющиеся вещества Bi или Ва, задачу решают дере-
201
(ПОСТОЯННЫМ или “Ременным) к внешнему комплексному
веполю, присоединяя к В, или В, внешнее В,. увеличивающее
>пр вляемость или придающее веполю нужные свойства.
Вт
В2ВЗ
I
1.1.4. Если дан веполь, плохо поддающийся нужным изме-
нениям, и условия задачи содержат ограничения на введение
в него или присоединение к нему веществ, задачу решают по-
стройкой веполя, используя в качестве вводимого вещества имею-
щуюся внешнюю среду.
А. с. 175835. Саморазгружающаяся баржа по а. с. 163914
отличается тем, что с целью повышения надежности возврата
баржи в исходное положение после разгрузки при любых углах
крена и опрокидывания она выполнена с балластной килевой
цистерной, имеющей отверстия в наружных стенках, постоянно
сообщающимися с забортным пространством.
В воде такой киль ничего не весит, а когда баржа опроки-
нута, киль оказывается в воздухе и приобретает вес. Вода не
успевает вытечь из отверстий — киль возвращает баржу в нор-
мальное положение.
и
1.1.5. Если внешняя среда не содержит веществ, необходи-
мых для построения веполя по стандарту 1.1.4., это вещество
может быть получено заменой внешней среды, ее разложением
иля введением в нее добавок.
А. с. 796500. В опорном узле скольжения используют «пу-
зырьковую» смазку (в данном случае — это внешняя среда).
Для улучшения демпфирования смазку газируют, разлагая ее
электролизом.
1.1.6. Если нужен минимальный (дозированный, оптималь-
ный) режим действия, а обеспечить его по условиям задачи
трудно или невозможно, надо использовать
жим,
ществом, а избыток вещества — полем.
максимальным ре-
а избыток убрать. При этом избыток поля убирают ве-
UMAX
ва
BI
В МАХ
Избыточное действие обозначено двумя стрелками.
202
получепии тонкого слоя краски на нале-
избыточиое покрытие, окуная изделие в бак е
3®тем изделие вращают — центробежные силы сбра-
сывают избыток краски.
1.1.7. Если нужно обеспечить максимальный режим действия
на вещество, а это по тем или иным причинам недопустимо,
максимальное действие следует сохранить, но направить его на
другое вещество, связанное с первым:
ПМАХ
ПМАХ '
BI
А. с. 120909. При изготовлении предварительно напряже::-
вого железобетона нужно растянуть стальные растяжки. Для
этого их нагревают: от тепла стержни удлиняются, и в таком
виде их закрепляют. Однако если вместо стержней исполь-
зуют проволоку, ее нужно нагревать до 700% а допустимо на-
гревать только до 400° (при большом нагреве проволока теряет
свои свойства). Предложено нагревать нерасходуемый жаро-
прочный стержень, который от нагрева удлиняется и в таком
виде соединяется с проволокой. Охлаждаясь, стержень
мивается и растягивает проволоку, оставшуюся холодной.
а
укора-
1.2.1. Если между двумя веществами в вен о ле возникают
сопряженное полезное и вредное действия, причем непосредст-
венное соприкосновение веществ сохранять необязательно, за-
дачу решают введением между двумя веществами постороннего
третьего вещества, дарового или достаточно дешевого:
------►BI В2 — +---->В1
вз
Пояснения:
Волнистой стрелкой обозначено взаимодействие, которое по
условиям надо устранить.
А. с. 724242. Способ гибки ошипованной трубы намоткой
ее в холодном состоянии на гибочный шаблон, отличающийся
тем, что, с целью повышения качества при гибке трубы на
радиус, менее трех наружных диаметров трубы, при намотке
трубы ее шипы погружают в слой эластичного материала,
полиуретана.
203
1.2.2. Если между двумя веществами в веполе возникают
сопряженные — полезное и вредное — действия, причем непос-
редственное соприкосновение веществ сохранять необязательно
* 1‘спользованне посторонних веществ запрещено или нецелей
сообразно, задачу решают введением между двумя вещества-
ми третьего вещества, являющегося их видоизменением.
А. с. 783154. Способ транспортирования пульпы по трубо-
проводу, включающий подачу пульпы в трубопровод и пере-
мещение по нему, отличается тем, что с целью снижения износа
трубопровода наружную стенку последнего охлаждают до об-
разования на внутренней его поверхности слоя замороженной
пульпы.
1.2.3. Если необходимо устранить вредное действие поля на
вещество, задача может быть решена введением второго эле-
мента, оттягивающего на себя вредное действие поля:
Для защиты труб от разрыва при замораживании в трубе
размещают надувную пластмассовую вставку (шланг). Замер-
зая, вода расширяется и сдавливает мягкую вставку, а труба
остается целой.
1.2.4. Если между двумя веществами в веполе
сопряженные — полезное
вение веществ, в отличие от стандартов 1.2.1. и 1.2.2, должно
быть сохранено, задачу решают переходом к
в котором полезное действие остается за полем П1, а нейтра-
лизация вредного действия (или превращение вредного действия
во второе полезное действие) осуществляет П2.
озникают
действия, а соприкосно-
дойному веполю,
П1
—- > В2-----BI
П2
А. с. 755247. Для опыления цветок обдувают с помощью
воздуходувки. Но цветок от ветра закрывается. Предложено рас-
крывать цветок воздействием электростатического заряда, ко-
торый переносится этим же воздухом.
1.2.5. Если надо разрушить веполь с магнитным полем, за
дача может быть решена применением физических
♦отличающих» ферромагнитные свойства веществ,
размагничиванием при ударе или
Кюри.
эффектов,
например
при нагреве выше точки
204
ПМАГ ПТ ПМАГ
BI Р,Т -------
А. с. 397289. Способ контактной приварки ферропоротков.
Перед подачей в зону приварки порошок нагревают до точки
Кюре. Это предотвращает выталкивание порошка магнитным
полем сварочного тока.
Класс 2. Развитие вепольных систем
2.1. Переход к сложным веполям
2.1.1. Если нужно повысить эффективность вепольной сис-
темы, задачу решают превращением одной из частей веполя в
независимо управляемый веполь и образованием цепного ве-
поля:
ВЗ или В4 в свою очередь может быть развернуты в веполь.
А. с. 428119. Устройство для заклинивания, содержащее
клин и клиновую прокладку с нагревательным элементом. От-
личающееся тем, что с целью облегчения извлечения клина кли-
новая прокладка выполнена из двух частей, одна из которых
легкоплавкая.
Цепной веполь может образовываться и при развертывании
связей в веполе. В этом случае в связь В1—В2 встраивается
ввено П2—ВЗ:
Патент Англии 824047. Предлагается устройство для пере-
дачи вращения с одного в
наружный и внутренний роторы, охваченные электромагнита-
•, вала к другому (муфта), содержащее
нутренний роторы, охваченные электромагнита-
между роторами находится магнитная жидкость,
в магнитном поле. Если электромагнит не вклю-
свободно вращаются относительно друг друга.
В зазоре
твердеющая
чен, роторы _
При включении электромагнита жидкость приобретает твер-
дость и жестко связывает роторы, т. е. позволяет передавать
вращающий момент.
2.1.2. Если дан плохо управляемый веполь и нужно повы-
сить его эффективность, причем замена этого веполя недопус-
205
решавтся постройкой двойного веполя путем вв*
рого поля, хорошо поддающегося управлению.
А. с. 275231. Способ регулируемого расхода жидкого метал*
ла из разливочного ковша, отличающийся тем, что с целью
безаварийной разливки гидростатический напор регулируют
высотой металла над отверстием разливочного стакана, вращая
металл в ковше электромагнитным полем.
2.2. Форсирование веполей
2.2.1. Если дана вспольная система, ее эффективность мо*
жет быть повышена заменой неуправляемого (или плохо уп-
равляемого) рабочего поля (хорошо управляемым) полем, на-
пример, заменой гравитационного поля
механическим, меха
ического— электрическим и т. д.
2.2.2. Если дана вепольная система, ее эффективность мо-
жет быть повышена путем увеличения степени дисперсности
(дробления) вещества, играющего роль инструмента.
... ... .. BI
1. Символом Вм обозначено вещество, состоящее из мно-
жества мелких частиц (песчинки, порошок, дробинки и т. д.).
2. Стандарт 2.2.2. Отражает одну из основных закономер-
ностей развития технических систем — тенденцию к измельче-
нию инструмента или его частей, непосредственно взаимодейст-
вующих с изделием.
А. с. 354145. В щите для выемки угольных пластов вместо
балок большого диаметра предложено использовать пучки из
тонкомерных стержней. Видна линия дальнейшего развитияt
от пучков стержней к пучкам нитей.
2.2.3. Особый случай дробления вещества — переход от сплош-
ных веществ к капиллярно-пористым. Переход этот осуществля-
ется по линии: сплошное вещество —
полостью — сплошное вещество с
сплошное вещество с од-
многими полостями (пер-
форированное вещество)—капиллярно-пористое вещество—ка-
пиллярно-пористое вещество с определенной структурой (и раз
мерами) пор.
По мере развития по этой линии увеличивается возможность
размещения в полостях-порах жидкого вещества и использова-
ния физических эффектов.
206
А. с. 403517. Нагревательный стержень — паяльник выпол-
иен не сплошным, & капиллярно-пористым. Благодаря этому
можно отсасывать припой при монтаже паяных соединений.
быть повышена путем увеличения степени динам нрации, т. е.
быстро меняющейся структуре спс-
2.2.4. Если дана не полная система, ее эффективность может
Г
перехода к более гибкой,
темы.
Пояснения:
1. Символом
обозначена динамичная вепольная
система, перестраивающаяся в процессе работы.
2. Динамизация В2 чаще всего начинается с разделения В2
на две шарнирносоедннительные части. Далее динамизация идет
по линии: один шарнир—много шарниров — гибкое В2.
2.2.5. Если дана вепольная система, ее эффективность может
быть повышена переходом от полей однородных или имеющих
неупорядоченную структуру к полям неоднородным или имею-
щим определенную пространственную структуру (постоянную
или переменную).
Пояснения:
Значок с буквой П указывает, что поле имеет опре-
деленную пространст
енно-временную структуру.
А. с. 715341. Частицы порошка заряжают разноименным
электричеством. Наносят слой одного порошка на слои другого
и перемещают их в неоднородном электрическом поле. При
движении порошки быстро смешиваются.
или
2.2.6. Если дана вепольная система, ее эффективность мо-
жет быть повышена переходом от веществ однородных
смеющих неупорядоченную структуру к веществам неоднород-
ным или имеющим определенную пространственную структуру
(постоянную или временную).
207
Значок над буквой В2 указывает, что вещество имеет
определенную пространственно-временную структуру.
А. с. 713146. Способ изготовления пористых огнеупоров: для
создания направленной пористости используют выгорающие
шелковые нити. В частности: если нужно получить интенсив-
ное тепловое воздействие в определенных местах системы (точ-
ках, линиях), в эти места следует заранее ввести экзотермичес-
кие вещества.
2.3. Форсирование согласованием ритмики
2.3.1. В вепольных системах действие поля должно быть со-
гласовано по частоте (или сознательно рассогласовано) с соб-
ственной частотой изделия (или инструмента).
А. с. 614714. Устройство для массажа синхронно с ударами
сердца. В стенку ванны, в которую помещают больного, вмонти-
рована диафрагма насоса, передающего лечебной жидкости
или грязям импульсы по команде датчика, контактирующего с
телом больного.
2.3.2. В сложных вепольных системах должны быть согла-
сованы (или сознательно рассогласованы) частоты используемых
полей.
2.8.3. Если два действия, например изменение и измерение,
несовместимы, одно действие осуществляется в паузах другого.
Вообще паузы в одном действии должны быть заполнены дру-
гим полезным действием.
2.4. Феполи (комплексно форсированные веполи)
2.4.1. Если дана вепольная система, ее эффективность может
быть повышена путем использования ферромагнитного вещества
и магнитного поля.
ПМАГ
Пояснения:
1. В этом стандарте речь идет о
применении ферромагнит-
ного вещества, не находящегося в измельченном состоянии.
Речь, таким образом, идет о «протофеполях», «полуфеполях»
структуре на пути к феполям.
208
иаЛмдимп Эффективность управления системой,
необходимо перейти от веполя или «протофеиоля» к феполю
заменив одно из веществ феррочастицами (или добавив ферро^
млгТНитЬНоГ 7ПРУЖКУ’ гранУлы- зерна и т. д.,-и использовав
магнитное или электромагнитное поле. Эффективность управле-
ния повышается с увеличением степени дробления феррочас-
тиц, поэтому развитие феполей ведется по линии: гранулы_____
порошок — мелкодисперсные частицы. Эффективность повыша-
ется также с увеличением степени дробления вещества, в кото-
рое не введены феррочастицы; развитие здесь идет по линии:
твердое вещество — зерна — порошок — жидкость.
П
ПМАГ
Пояснения:
Превратившись в феполь, вепольная система повторяет цикл
развития веполей, но на новом уровне. Все стандарты, входя-
щие в группу 2.4., можно считать своего рода «изотопами» нор-
мального ряда стандартов (группы 2.1—2.3.).
А. с. 1068693. Мишень для стрельб
из лука. Выполнена в
виде
кольцевого
электромагнита, заполненного
сыпучим
фер-
ромагнитным материалом.
2.4.3. Эффективность
еполей может быть повышена пере-
ходом к использованию магнитных жидкостей коллоидных фер-
рочастиц, взвешенных в керосине, силиконе
Стандарт 2.4.3.
можно
рассматривать
или воде.
как предельный
случай развития по стандарту 2.4.2.
агрегатным состоя-
из эластичного Ma-
Д. с. 1068574. Плотина с изменяемым
яием, включающая закрепленную оболочку
териала и заполнитель, отличающийся тем, что с целью по-
вышения надежности в работе плотины внутри оболочки раз-
мещен каркас из токопроводящей спирали, а в качестве
заполнителя принята твердеющая в магнитном поле ферромаг-
нитная жидкость.
счет
мно-
2.4.4. Эффективность феполей может быть повышена за
использования капиллярно-пористой структуры, присущей
гим фепольным системам.
2.4.5. Если нужно повысить эффективность управления
темой путем перехода к феполю, а замена веществ феррочас-
тицами недопустима, переход осуществляют построением внут-
реннего или внешнего комплексного феполя, вводя добавки в
одно из веществ.
А. с. 571778. Способ транспортировки деталей с помощью
сис-
• ...И начинаете изобретать!
209
грузоподъемного электромагнита, ।
целью обеспечения транспортирования
последние предварительно засыпают
чили материалами.
отличающийся тем, что с
немагнитных деталей
магнитно-мягкими сыпу-
Класс
3. Переход
адсистеме
макроуровень
3.1. Переход к бисистемам и полисистемам
3.1.1. Эффективность системы — на любом этапе развития
может быть повышена системным переходом 1-а: объединением
с другой системой (или системами) в более сложную бисистему
или полисистему.
Патент США 3567547.
Для получения изделий
из тонких
стеклянных пластинок заготовки склеивают в блок, после
этого блок можно подвергнуть машинной обработке без опасе-
ния повредить тонкие пластинки.
3.1.2. Повышение эффективности синтезированных бисистем
и полисистем достигается, прежде всего, развитием связей эле-
ментов в этих системах.
I
Пояснения:
Новообразованные бисистемы и полисистемы часто имеют
«нулевую связь*, т. е. представляют собой просто «кучу» эле-
ментов. Развитие идет в направлении усиления межэлементных
связей.
3.1.3. Эффективность бисистем и полисистем повышается
при увеличении различия между элементами системы (систем-
ный переход 1-6): от одинаковых элементов (набор одинаковых
карандашей) к элементам со сдвинутыми характеристиками
(набор разноцветных карандашей), затем к разным элементам
(готовальня) и универсальным сочетаниям типа «элемент и ан-
тиэлемент» (карандаш с резинкой).
А. с. 493350. «Двухэтажная пила», у которой нижние зубья
разведены больше верхних, чисто
риалы.
режет волокнистые мате-
полисистем повышается при
за счет сокращения вспомо-
3.1.4. Эффективность бисистем и
свертывании систем, прежде всего
гательных частей. Например, двухстволка имеет один приклад.
Полностью свернутые бисистемы и полисистемы снова стано-
вятся моносистемами, цикл может повториться на новом
уровне.
3.1.5. Эффективность бисистемы и полисистемы может быть
повышена распределением несовместимых свойств
мой и ее частями. Это — системный переход 1-в
двухуровневую систему, в которой вся система j
дает свойством С, а ее части (частицы) — свойством
между систе-
используют
целом обла-
анти-С.
А. с. 510350. Рабочая часть тисков для зажима деталей
сложной формы: каждая часть (стальная втулка) твердая, а в
целом зажим податливый и способен менять форму.
210
8.2. Переход к подсистемам
3.2.1 Эффективность системы — на любом этапе развития
может быть повышена системным переходом 2: с макроуровня
на микроуровень систему или ее часть заменяют веществом,
способным при взаимодействии с полем выполнять требуемое
действие.
А. с. 275751. Регулируемый лабиринтный насос с целью
обеспечения возможности регулирования насоса с помощью из-
менения температуры, ротор и статор выполнены из материа-
лов о разными коэффициентами линейного расширения.
Класс 4. Стандарты на обнаружение и изменение систем
4.1.1. Если дана задача на обнаружение или измерение,
целесообразно так изменить систему, чтобы вообще отпала
необходимость в решении этой задачи.
А. с. 505706. Способ индукционного нагрева деталей. Для
самофиксации заданной температуры между индуктором и де-
талью помещают соль с температурой плавления, равной за-
данной температуре.
4.1.2. Если дана задача на обнаружение и нельзя применить
стандарт 4.1.1., целесообразно заменить непосредственные опе-
рации над объектом операциями над его копией или снимком.
Вместо непосредственного обмера бревен, погруженных на
ж.-д. платформу, измерение ведут по фотоснимку, сделанному
в определенном масштабе.
4.1.3. Если дана задача на измерение и нельзя применить
стандарты 4.1.1. и 4.1.2., целесообразно перевести ее в задачу
на последовательное обнаружение изменений.
А. с. 186366. При добыче медных руд камерным способом
образуются огромные подземные залы, камеры. Необходимо ре-
гулярно следить за состоянием потолка, измерять образую-
Но как это сделать, если потолок — на высоте
щиеся «ямы»,
пятиэтажного дома? Предложено при подготовке камер зара-
нее бурить в
кладывать в
Если в каком-либо месте выпала порода и образовался купол,
это легко обнаружить по свечению люминофора. А по цвету
можно судить о высоте образовавшегося купола.
кровле скважины — сбоку, над потолком — и за-
них разноцветные люминесцирующие вещества.
4.2.1. Если вепольная система плохо поддается обнаруже-
нию или измерению, задачу решают, достраивая простой или
двойной веполь, применяя поле, проходящее сквозь систему
и выносящее информацию о ее состоянии:
8*
211
Bi
П”
А. с. 269568. Способ обнаружения момента начала кипения
жидкости (т. е. появление в жидкости пузырьков В2). Через
жидкость пропускают ток — при появлении пузырьков резко
возрастает электрическое сопротивление.
4.2.2. Вели система (или ее часть) плохо поддается обнару-
жению или измерению, задачу решают переходом к
нутрен-
нему или внешнему комплексному веполю, вводя легко обна-
руживаемые добавки.
А. с. 110314. Способ определения фактической площади кон*
такта поверхностей, отличающийся тем, что для окрашивания
поверхностей п рименяют люминесцентные краски.
4.2.3. Если систему трудно обнаружить или измерить в
какой-то момент времени и нет возможности ввести объект
добавки, то эти добавки, создающие легко обнаруживаемое и
легко измеряемое
изменению состоя
стояния объекта.
поле, следует ввести во внешнюю среду, по
ия каждой можно судить об изменении со*
I
А. с. 260240. Для контроля износа двигателя нужно опре-
делить количество «стершегося» металла. Частицы эти посту-
пают во внешнюю среду — масло. Предложено добавлять в мас-
ло люминоформы: металлические частицы являются гасителями
свечения.
4.2.4. Если во внешнюю среду нельзя ввести извне добавки
по стандарту 4.2.3., эти добавки могут быть получены в самой
среде, например, ее разложением или изменением агрегатного
состояния. В частности, в качестве таких добавок часто ис-
пользуют газовые или паровые пузырьки, полученные электро-
лизом, кавитацией и другими способами.
212
4.3. Форсирование измерительных вело л ей
4.3.1. Если дана вепольная система, эффективность обнару-
жений и измерений в ней может быть повышена за счет ис-
пользования физических эффектов.
А. с. 170739.
торых веществ
влаги.
Исчезновение люминесцентных
у неко-
в присутствии очень небольшого количества
невозможно непосредственно обнаружить или
4.3.2. Если
измерить происходящие в системе изменения и если нет воз-
можности пропустить сквозь систему поле, задачу решают воз-
буждением в системе резонансных колебаний (всей системы
или какой-то ее части), по изменению частоты которых можно
определить происходящее в системе изменение.
П” МЕХ
А. с. 560563. Способ контроля выдаивания долей вымени
животных при машинном доении, включающий определение
степени опорожнения вымени по изменению физических свойств
его с помощью известных устройств, отличающихся тем, что
с целью повышения точности контроля определение степени
опорожнения долей вымени ведут по изменению уровня и час-
тоты акустических колебаний, возникающих в них.
4.3.3. Если невозможно применить стандарт 4.3.2., о состо-
янии системы судят по изменению собственной частоты объекта
(внешней среды), связанного с контролируемой системой.
4.4. Переход к фепольпым системам
4.4.1. Веполи с немагнитными полями
имеют тенденцию пе-
рехода в
«протофеполи», т. е. веполи с
магнитным
веществом
и магнитным полем.
4.4.2. Если нужно повысить
эффективность обнаружения или
измерения «протофепольными»
и
енольными системами, необ-
ходимо перейти к феполям, заменив одно из веществ ферро-
магнитными частицами (или добавив ферромагнитные частицы)
и обнаруживая или измеряя магнитное поле:
ПМЛГ
213
А. с. 239633. Для определения степени затвердевания (ваз-
м гчення) полимерных составов в него вводят магнитный поро-
шок и измеряют изменение магнитной проницаемости состава
в процессе его затвердения (размягчения).
4.4.3. Если нужно повысить эффективность обнаружения или
измерения системы путем перехода к феполю, а замена ве-
щества ферромагнитными частицами недопустима, то переход
к феполю осуществляется построением комплексного феполя
путем введения добавок в вещество.
>Bi
.пч
— ——-ВгВф
ИМАГ^
Класс 5. Стандарты на применение стандартов
6.1.1. Если нужно ввести в систему вещество, а это запре-
щено условиями задачи или недопустимо по условиям работы
системы, следует использовать обходные пути:
1. Вместо вещества используют «пустоту».
2. Вместо вещества вводят поле.
3. Вместо внутренней добавки используют добавку наруж-
ную.
4. Вводят в очень малых дозах особо активную добавку.
5. Вводят в очень малых дозах обычную добавку, но распо-
лагают ее концентрированно — в отдельных частях объекта.
6. Добавку вводят на время.
7. Вместо объекта используют его копию (модель), в кото-
рую допустимо введение добавок.
8. Добавку получают разложением внешней среды
мого объекта, например, электролизом или изменением
ного состояния части объекта или внешней среды.
или са-
агрегат-
5. 1.2. Если дана система, плохо поддающаяся изменениям, и
условия задачи не появоляют заменить инструмент или ввести
добавки, вместо инструмента используют изделие, разделяя его
на части, взаимодействующие друг с другом.
В частности, если в систему входит поток мелкодисперсных
частиц и надо увеличить степень управления этими частицами,
поток следует разделить на части, заряженные одноименно
или разноименно.
Когда весь поток заряжен одноименным электричеством, то
противоположный заряд должна нести одна из частей системы.
5.1 .3. Введенное в систему вещество после того, как срабо-
тало, должно исчезнуть или стать неотличимым от вещества,
ранее бывшего в системе или во внешней среде.
214
а ЕсЛИ нужно ввести большое количество вещества а
это. запрещено условиями задачи или недопустимо по условиям
р боты системы, в качестве вещества используют «пустоту»
в виде надувных конструкций или пены.
5.2,1. Если в вепольную систему нужно ввести поле, сле-
дует прежде всего использовать уже имеющиеся поля, носите-
лями которых являются входящие в систему вещества.
5.2.2. Если нужно ввести поле, а по стандарту 5,1.2. это
сделать невозможно, следует использовать поля, имеющиеся
во внешней среде.
А. с. 414354. Для удаления влаги с проезжей части моста
используют тягу, создаваемую эжектором, опущенным в реку.
5.2.3. Если в систему нужно ввести поле и это нельзя сде-
лать по стандартам 5.2.1 и 5.2,2., следует использовать поля,
носителями или источниками которых могут «по совмести-
тельству» стать вещества, имеющиеся в системе или во внешней
среде.
А. с. 356489. Система «обрабатываемая деталь — режущий
инструмент» использована как термопара в устройстве для из-
мерения температуры резания.
Противоречивые требования к вводимым веществам и по-
лям могут быть удовлетворены использованием фазовых пере-
ходов.
5.3.1. Эффективность применения вещества — без введения
других веществ — может быть повышена фазовым переходом 1,
т. е. вамена фазового состояния имеющегося вещества.
А. с. 252262. Энергоснабжение пневмосистем в шахтах на
основе сжиженного, а не сжатого газа.
5.4.1. Если объект должен периодически находиться в раз-
с физических состояниях, то переходы следует осуществлять
использования физических превра-
переходов, ионизации-рекомбинации
самим объектом за счет
щений, например фазовых
получить сильное действие на вы-
на вводе, необходимо привести не-
близкое к критическому.
6.4.2. Если необходимо
ходе при слабом действии
щество-преобразователь в состояние,
Энергия запасается в веществе, а входной сигнал играет роль
«спускового крючка».
t
I
II
АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ
АРИЗ-85-В
Внимание! АРИЗ — инструмент для мышления, а не вме-
сто мышления, не спешите! Тщательно обдумывайте формули-
ровку каждого шага, кроме того, надо обязательно набрасывать
(на полях) все соображения, возникающие по ходу решения
задачи.
АРИЗ — инструмент для решения нестандартных задач.
Проверьте: может быть, ваша задача решается по стандар-
там?
Основная часть первой части АРИЗ — переход от расплыв-
чатой изобретательской ситуации к четко построенной и пре-
дельно простой схеме (модели) задачи.
1.1. Записать условия мини-задачи (без специальных тер-
минов) по следующей форме:
Техническая система для (указать назначение) включает
(перечислить основные части системы). Техническое проти-
воречие 1: (указать).
и е 2: (указать). Необходимо
при минимальных изменениях в системе (указать результат, ко?
торый должен быть получен).
Пример. Техническая система для приема радиоволн вклю-
чает антенну радиотелескопа, радиоволн, молниеотводы, мол-
нии ТП-1: если молниеотводов много, они надежно защищают
антенну от молний, но поглощают радиоволны.
молниеотводов мало, то заметного поглощения
но антенна не защищена от молний.
радиоволн нет
Необходимо при минимальных изменениях обеспечить защи-
ту антенны от молний без поглощения радиоволн. (В этой фор-
мулировке следует заменить термин «молниеотвод» словами
«проводящий стержень», «проводящий столб» или просто «про-
водник»).
1. Мини-зя дач у получают нз изобретательской ситуации,
вводя ограничения: «Вее остается без изменений или упроща-
216
являются молнии и принимае-
ется, но при атом появляется требуемое действие (свойство)
или исчезает вредное действие (свойство)».
Переход от ситуации к мини-задаче не означает, что взят
курс на решение небольшой задачи. Наоборот, введение допол-
нительных требований (результат должен быть получен «без
ничего») ориентирует на обострение конфликта и заранее отре-
зает пути к компромиссным решениям.
2. При записи 1.1. следует не только указать технические
части системы, но и природные, взаимодействующие с техни-
ческими. В задаче о защите антенны радиотелескопа также
природными частями системы
мые радиоволны (если они излучаются природными космичес-
кими объектами).
3. Техническими противоречиями называют взаимодействия
в системе, состоящие, например, в том, что полезное действие
вызывает одновременно и вредное.
Технические противоречия составляют, записывая состояние
элемента системы с объяснением того, что при этом хорошо,
а что плохо.
Затем записывается противоположное состояние этого же
элемента й вновь — что хорошо, что плохо.
Иногда в условиях задачи дано только изделие, техничес-
кой системы (инструмента) нет, поэтому нет явного ТП. В этих
случаях ТП получают, условно рассматривая два состояния
изделия, хотя одно из состояний заведомо недопустимо.
Например, дана задача: «Как наблюдать невооруженным
глазом микрочастицы, взвешенные в образце оптически чис-
той жидкости, если эти частицы настолько малы, что свет
обтекает их?».
ТП-1: если частицы малы, жидкость остается оптически
чистой, но частицы невозможно наблюдать невооруженным гла-
зом.
ТП-2: если частицы большие, они хорошо наблюдаемы, но
жидкость перестает быть оптически чистой, а это недопустимо.
Условие задачи, казалось бы, заведомо исключает рассмот-
рение ТП-2: изделие менять нельзя! Действительно, в дальней-
шем мы будем исходить — в данном случае — из ТП-1, но ТП-2
даст дополнительные требования к изделиям: маленькие части-
цы, оставаясь маленькими, должны стать большими...
4. Специальные термины, относящиеся к инструменту и внеш-
ней среде, необходимо заменить простыми словами для снятия
психологической инерции.
1.2. Выделить и записать конфликтующую пару элементов:
изделие и инструмент.
Правило 1. Если инструмент по условиям задачи может
иметь два состояния, надо указать оба состояния.
Правило 2. Если в задаче есть пары однородных взаимо-
действующих элементов, достаточно взять одну пару.
Пример. Изделие — молния и радиоволны. Инструмент —
проводящие стержни (много стержней, мало стержней).
б. Изделием называют элемент, который по условиям зада-
чи надо обработать (изготовить, переместить, изменить, улуч-
шить, защитить от вредного воздействия, обнаружить и т. д.).
217
4
В задачах на обнаружение и измерение изделием может
оказаться элемент, являющийся по своей основной функции
инструментом, например шлифовальный круг.
6. Инструментом называют элемент, с которым непосредст-
венно взаимодействует изделие (фреза, а не станок; огонь, а
не горелка). В частности, инструментом может быть часть
окружающей среды.
Инструментом являются и нестандартные детали, из кото-
рых собирают изделие. Например, набор частей игры «Конструк-
тор»— это инструмент для изготовления различных моделей.
7. Один из элементов конфликтующей пары может быть
сдвоенным. Например, даны два различных инструмента, кото-
рые должны одновременно действовать на изделие, причем один
инструмент мешает другому.
Или даны два
действие одного и
другому.
1.3. Составить
приложение 5.
>
1
I
г
Г
изделия, которые должны воспринимать
того же инструмента: одно изделие мешает
графические схемы ТП-1 и ТП-2, используя
1, много проводящих стержней
т
Б
/молния/
/ РАДИОВОЛНЫ/
ТП-2, мало проводящих стержней
Примечания.
типичных конфликтов,
схем, если они лучше
*
8. В приложении б приведены схемы
Допустимо использование нетабличных
отражают сущность конфликта.
9. В некоторых задачах встречаются многозвенные схемы
конфликтов.
Например:
218
Так же схемы сводятся к однозвенн
Если считать Б изменяемым изделием или перенести ив Б
основное свойство (или состояние) А.
10. Конфликт можно рассматривать не только в простран-
стве, но и во времени.
11. Шаги 1.2 и 1.3 уточняют общую формулировку задачи.
Поэтому после шага 1.3 необходимо вернуться к 1.1 и прове-
рить: нет ли несоответствий в линии 1.1—1.2—1.3.
Если несоответствий нет, их надо устранять, откорректиро-
вав линию.
1.4. Выбрать из
то рая обеспечивает
процесса (основной
в условиях задачи).
Указать, что является главным производственным процес-
сом.
Пример. В задаче о защите антенны радиотелескопа глав-
ная функция системы — прием радиоволн. Поэтому выбрать
следует ТП-2: в этом случае проводящие стержни не вредят
радиоволнам.
двух сметем
осуществление
функции технической
конфликта («а» и «б») ту, ко-
главиого производственного
системы, указанной
12. Выбирая одну из систем конфликта, мы выбираем и
одно из двух противоположных состояний инструмента. Даль-
нейшее решение должно быть привязано именно к этому со-
стоянию.
Нельзя, например, подменять «малое количество проводни-
ков» каким-то «оптимальным количеством».
АРИЗ требует обострения, а не сглаживания конфликтов.
«Вцепившись» в одно состояние инструмента, мы ь д
шем должны добиться, чтобы при этом состоянии
положительное свойство,
ников мало, и увеличивать их
результате решения — молнии должны отводиться так,
проводников очень мало.
13. С определением главного производственного
8ТШ) иногда возникают трудности в задачах н
змерение почти всегда производят ради изменения,
альней-
появилось
присущее другому состоянию. Провод-
количество не будем, но — в
словно
п роцесса
i измерение.
т. е. обра-
ботки деталей, выпуска продукции. Поэтому ГПП в из мери-
тельных задачах—это ГПП всей измерительной системы, а не
измерительной части.
Исключением являются только некоторые задачи на изме-
рение в научных целях.
1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (дей-
ствие) элементов. . _
Правило 3. Большинство задач содержат конфликты
типа «много элементов» п «мало элементов» («сильный эле-
мент» — «слабый элемент» и т. Д.).
219
Конфликты типа «мало элементов* при усилении надо при-
водить к одному виду — «ноль элементов» («отсутствующий
элемент»).
Пример. Будем считать, что вместо «малого количества
проводников» в ТП-2 указан «отсутствующий проводник».
1.6. Записать формулировку модели задачи, указав
1) конфликтующую пару;
2) усиленную формулировку конфликта;
3) что должен сделать вводимый для решения задачи икс-эле-
мент (что он должен сохранить и что должен устранить, улуч-
шить, обеспечить и т. д.).
Пример. Даны отсутствующий проводник и молния. От-
сутствующий проводник не создает помех (при приеме рядио-
волн антенной), но и не обеспечивает защиту от молний.
Необходимо найти такой икс-элемент, который,
способность отсутствующего проводника не создавать
антенне), обеспечивал бы защиту от молний.
сохраняя
помех (в
выделена
14. Модель задачи условна, в ней искусственно
часть элементов технической системы. Наличие остальных эле-
ментов только подразумевается. Так, в модели задачи о защите
антенн из четырех элементов, необходимых для формулиров-
ки задачи (антенна, радиоволны, проводник и молния), оста-
лись только два, остальные упоминаются в скобках — их можно
бы вообще не упоминать.
15. После шага 1.6 следует обязательно вернуться к 1.1
и проверить логику построения модели задачи. При этом часто
оказывается возможным уточнить выбранную схему конфликта,
указав в ней Икс-элементов, например, так:
16. Икс-элемент не обязательно должен оказаться какой-то
новой вещественной частью системы. Икс-элемент — это некое
изменение в системе, некий «икс» вообще. Он может быть ра-
вен, например, изменению температуры или агрегатного состоя-
ния какой-то части системы или внешней среды.
1.7. Проверить возможность применения системы стандартов
к решению модели задачи. Если задача не решена, перейти ко
второй части АРИЗ.
Если задача решена, можно перейти к седьмой части АРИЗ,
хотя и в этом случае рекомендуется продолжить
части.
со второй
17. Анализ по первой части АРИЗ и построение
(ественно проясняют задачу и во многих случаях
модели су-
позволяют
220
увидеть стандартные черты в нестандартных задачах. Это от-
крывает возможность более эффективного использования стан-
дартов, чем при применении их к исходной формулировке
д&д&чи*
Часть П.
Анализ модел
задачи
Цель второй части АРИЗ — учет имеющихся ресурсов, кото-
рые можно использовать при решении задачи: ресурсов про-
странства, времени, веществ и полей.
2.1. Определить оперативную эону (ОЗ).
Примечание.
18. В простейшем случае оперативная зона — это простран-
ство, в пределах которого возникает конфликт, указанный в
модели задачи.
Пример. В задаче об антенне ОЗ
занимаемое молниеотводом, т. е. мысленно
той» стержень, «пустой» столб.
2.2. Определить оперативное время (ОВ).
лространство, ранее
выделенный «пус-
ресурсы времени:
Т2. Конфликт (осо-
19. Оперативное время— это имеющиеся
конфликтное время Т| и время конфликта
бенно быстротечный, кратковременный) иногда может быть уст-
ранен (предотвращен) в течение Т2.
Пример. В задаче об антенне ОВ является суммой Т[
(время разряда молнии) и Т> (время следующего разряда).
Та нет.
2.3. Определить вещественно-полевые ресурсы (ВПР) рассмат-
риваемой системы, внешней среды и изделия. Составить список
ВПР.
20. Вещественно-полевые ресурсы — это вещества и поля,
которые уже имеются или могут быть легко получены по
условиям задачи. ВПР бывают трех видов:
1. Внутрисистемные ВПР:
ВПР инструмента;
ВПР изделия.
Внешнесистемные ВПР:
ВПР среды, специфической именно для данной задачи,
например,
частоты;
б) ВПР
например, гравитационное, магнитное поле земли.
3. Надсистемные ВПР:
а) отходы построенной системы (если такая система доступ-
на по условиям задачи);
б) «копеечные» — очень дешевые построенные элементы,
стоимостью которых можно пренебречь.
При решении конкретных мини-задач желательно получить
результат при минимальном расходе ВПР. Поэтому целесооб-
разно использовать, в первую очередь, внутрисистемные ВПР,
б)
вода в задаче о частицах в жидкости оптической
общие для любой внешней среды, «фондовые поля»,
t
221
неизменяемый элемент. Какие же
нельзя
мини-
части»
затем внешнесистемные ВПР и, в последнюю очередь, надсис-
темные ВПР.
При развитии же полученного ответа и при решении задач
на прогнозирование (т. е. макси-задач) целесообразно задейст-
вовать максимум различных ВПР.
21. Как известно, изделие
ресурсы могут быть в изделии? Изделие действительно
изменять, т. е. нецелесообразно менять при решении
задачи. Но иногда изделие может:
а) изменяться само;
б) допускать расходование (т. е. изменение) какой-то
когда изделия в целом неограниченно много (например, вода
в реке, ветер и т. д.);
в) допускать переход в надсистему (кирпич не меняется,
но меняется дом);
г) допускается использование микроуровневых структур;
д) допускать соединение с «ничем», т. е. с пустотой;
е) допускать изменение на время.
Таким образом, изделие входит в ВПР лишь в тех сравни-
редких случаях, когда его можно легко менять не
тельно
меняя.
ВПР — это имеющиеся ресурсы! Их выгодно исполь-
в первую очередь, если они окажутся недостаточными,
привлечь другие вещества и поля.
аге 2.3. является предварительным.
зовать
можно
Анализ ВПР на
Пример. В задаче о защите антенны фигурирует «сопут-
ствующий
щества и
молниеотвод». Поэтому в ВПР входят только ве-
no ля внешней среды. В данном случае ВПР — это
В результате применения третьей части АРИЗ должен сфор-
мулироваться образ идеального решения (ИКР). Определяется
также и физическое противоречие (ФП), мешающее достижению
ИКР. Не всегда возможно достичь идеального решения. Но ИКР
указывает направление на наиболее сильный ответ.
3. 1. Записать формулировку ИКР-1: икс-элемент, абсолют-
но не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, уст-
раняет (указать вредное действие) в течение ОВ в пределах ОЗ,
сохраняя способность инструмента совершать (указать полезное
действие).
Пример. Икс-элемент, абсолютно не усложняя и не вы-
зывая вредных явлений, устраняет в течение ОВ «непритяги-
вание» молнии отсутствующим проводящим стержнем, сохра-
няя способность этого стержня не создавать помех для антенны.
23. Кроме конфликта «вредное действие связано с полез-
ным действием», возможны и другие конфликты, например,
«введение нового полезного действия вызывает усложнение сис-
темы» или «одно полезное действие несовместимо с другим».
Поэтому приведенная в 3.1. формулировка ИКР— только обра-
зец, по типу которого необходимо записывать ИКР.
222
Общий смысл любых формулировок ИКР: приобретение
полезного качества (или устранение вредного) не должно сопро-
вождаться ухудшением других качеств (как появлением вред-
ного качества).
3*2. Усилить формулировку ИКР-1 дополнительным требова-
нием: в систему нельзя вводить новые вещества и поля, необ-
ходимо использовать ВПР.
Пример. В модели задачи о защите антенны инструмента
нет («отсутствующий молниеотвод*). По примечанию 24 в фор-
мулировку ИКР-1 следует ввести внешнюю среду, т. е. заменить
икс-элемент* словом «воздух» (можно точнее: «столб воздуха
на месте отсутствующего молниеотвода»).
24. При решении мини-задачи, в соответствии с примечания-
ми 20 и 21, следует рассматривать используемые ВПР в такой
последовательности:
— ВПР инструмента,
— ВПР внешней среды,
— побочные ВПР,
— ВПР изделия (если нет запрета про примечанию 21).
Наличие разных ВПР обуславливает существование четырех
линий дальнейшего анализа. Практически условия задачи обыч-
но сокращают часть линий.
При решении мини-задачи достаточно вести анализ до по-
лучения идеи ответа, если идея получена, например на «линии
инструмента», можно не проверять другие линии.
При решении макси-задачи целесообразно проверить все
существующие в данном случае линии. То есть, получив ответ,
например на «линии инструмента», следует проверить также
линии внешней среды, побочных ВПР и изделия.
При обучении АРИЗ последовательный анализ
заменяется параллельным: вырабатывается умение
идею ответа с одной линии на другую. Это так
многоэкранное мышление: умение одновременно видеть изме-
нения в надсистеме, системе и подсистемах.
Внимание! Решение задачи сопровождается ломкой ста-
рых представлений, возникают новые представления, с трудом
отражаемые словами, как, например, обозначить свойства крас-
ки растворяться, не растворяясь (красить, не крася)?..
При работе с АРИЗ записи надо вести простыми нетехнп-
ческимп, даже «детскими» словами, всячески избегая спец-
терминов (они увеличивают психологическую инер-
цию).
3.3. Записать формулировку физического противоречия на
макроуровне: оперативная зона в течение оперативного време-
ни должна (указать физическое макросостояние, например,
«быть горячей»), чтобы выполнять (указать противоположное
физическое макросостояние, например, «быть холодной»), чтобы
выполнять (указать другое конфликтное действие или требова-
ние).
постепенно
переносить
называемое
25. Если состояние полной формулировки ФП вызывает за-
труднения, можно составить краткую формулировку: «Элемент
223
(или часть элемента к оперативной зоне) должен быть, чтобы
(указать) и не должен быть, чтобы (указать)».
Пример. Столб воздуха в течение ОВ должен быть элек-
тропроводником, чтобы отводить молнию, и не должен быть
проводником, чтобы не поглощать радиоволны.
Эта формулировка наводит на ответ: столб воздуха должен
быть электропроводником при разряде молнии и должен быть
иеэлектропроводником в остальное время.
Разряд молнии сравнительно редкое явление, к тому же
очень быстро проходящее. Закон согласования ритмики: перио-
дичность появления молниеотвода должна быть та же, что и
в периодичность появления молнии.
Это, конечно, не весь ответ. Как, например, сделать, чтобы
столб воздуха при появлении разряда превращался в провод-
ник? Как сделать, чтобы проводник исчезал сразу же по окон-
чании разряда?
Внимание! При решении задачи по АРИЗ ответ форми-
руется постепенно, как бы «проявляется». Опасно прерывать
решение при первом намеке на ответ и «закреплять» еще не
вполне готовый ответ. Решение по АРИЗ должно быть выпол-
нено до конца!
3. 4. Записать формулировку физического противоречия на
микроуровне: в оперативной эоне должны быть частицы ве-
щества (указать их физическое состояние или действие), чтобы
обеспечить (указать требуемое по 3.3. макросостояние), и не
должны быть такие частицы (или должны быть частицы с про-
тивоположным состоянием или действием), чтобы обеспечить
(указать требуемое по 3.3. другое макросостояние).
Пример. В столбе воздуха (при разряде молнии) должны
быть свободные заряды, чтобы обеспечить электропроводность
(для отвода молнии), и не должны быть (в остальное время)
свободные заряды, чтобы не было электропроводности (из-за
которой поглощаются радиоволны).
i
li
J
26. Физическим противоречием (ФП) называют противопо-
физическому состоянию оперативной
ложные требования к
зоны.
27. При выполнении шага 3.4. еще нет необходимости кон-
кретизировать понятие «частицы». Это могут быть, например,
домены, молекулы, ионы и т. д.
28. Частицы могут оказаться:
а) просто частицами вещества;
б) частицами вещества в сочетании с каким-то полем и реже
в) «частицами поля».
. 29. Если задача имеет решение только на макроуровне,
шаг 3.4. может не получиться. Но и в этом случае составле-
ние микро-ФП полезно, потому что дает дополнительную ин-
формацию, задача решается на макроуровне.
Внимание! Три первые части АРИЗ существенно пере-
страивают исходную задачу. Итог этой перестройки подводит
шаг З.б. Составляя формулировку ИКР-2, мы одновременно
цолучаем новую задачу — физическую. В дальнейшем необхо-
димо решать именно эту задачу.
З.б. Записать формулировку идеального конечного результа-
224
та ИКР-2: оперативная зона (указать) в течение оперативного
времени (указать) должна сама обеспечить (указать противо-
положные физические макро- или микросостояния).
Пример. Нейтральные молекулы в столбе воздуха должны
сами превращаться в свободные заряды при заряде молиии, а
после разряда молнии свободные заряды сами превращаются в
нейтральные молекулы.
Смысл новой задачи: на время разряда молнии в столбе
воздуха — в отличие от окружающего воздуха — должны сами
собой появляться свободные заряды; тогда столб ионизиро-
ванного воздуха срабатывает как «молниеотвод» и «притянет»
молнию к себе, после разряда молнии свободные заряды в стол-
бе воздуха должны сами собой вновь стать нейтральными мо-
лекулами.
Для решения этой задачи достаточно знания физики 9-го
класса.
3.6. Проверить возможности применения системы стандар-
тов к решению физической задачи, сформулированной в виде
ИКР-2. Если задача не решена, перейти к четвертой части
АРИЗ.
Если задача решена, можно перейти к седьмой части АРИЗ,
хотя и в этом случае рекомендуется продолжить анализ по
четвертой части.
Часть IV. Мобилизация и применение ВПР
которые
включа-
рассмат-
бесплатно
Четвертая часть АРИЗ
увеличению ресурсов:
получаемые почти
имеющихся ВПР. Шаги 3.3—3.5
ответу, основанному на исполь*
частицы Б
Ранее на шаге 2.3. были определены имеющие ВПР,
можно использовать бесплатно,
ет планомерные операции по
риваются производные ВПР,
путем минимальных изменений
начали переходом от задачи к
зовании физики: четвертая часть АРИЗ продолжает эту линию.
Правило 4. Каждый вид частиц, находясь в одном физи-
ческом состоянии, должен выполнять одну функцию. Если час-
тицы А не справляются с действием 1 и 2, надо ввести части-
цы Б; пусть частицы А выполняют действие 1,
действие 2.
Правило 5. Введенные частицы В можно разделить на
две группы: Б-1 и В-2. Это позволяет «бесплатно» — за счет
взаимодействия между уже имеющимися частицами В — полу-
чить новое действие 3.
Правило 6. Распределение частиц на группы выгодно и
в тех случаях, когда в системе должны быть только частицы А.
Одну группу частиц А оставляют в прежнем состоянии, у дру-
гой группы меняют главный для данной задачи параметр.
Правило 7. Разделенные частицы после отработки должны
стать неотличимыми друг от друга или от ранее имеющихся
частиц.
II
30. Правила 4—7 относятся по всем шагам к четвертой
части АРИЗ.
4.1. Метод ММЧ:
225
а) используя метод ММЧ (моделирование «маленькими че-
ловечками»), построить схему конфликта;
~б) изменить схему «а» так, чтобы «маленькие человечки*
действовали, не вызывая конфликта;
в) перейти к технической схеме.
Примечание.
II
31. Метод моделирования «маленькими человечками* (метод
ММЧ) состоит в том, что конфликтующие требования система-
тически представляют в виде условного рисунка (или несколь-
ких последовательных рисунков), на котором действует большое
число «маленьких человечков* (группы, несколько групп, «тол-
па»). Изображать в виде «маленьких человечков* следуют толь-
ко изменяемые части (инструмент, икс-элемент).
«Конфликтующие требования* — это конфликт из модели
задачи или противоположные физические состояния, указанные
на шаге 3.5.
Вероятно, лучше последнее, но пока нет четких правил пе-
рехода от физической задачи (3.5) к ММЧ.
Легче рисовать «конфликт» в модели задачи.
4.1- 6. Часто можно выполнить, совместив на одном рисунке
два изображения: плохое действие и хорошее действие. Если
события развиваются во времени, целесообразно сделать не-
сколько последовательных рисунков.
• Внимание! Здесь часто совершают ошибку, ограничиваясь
беглыми, небрежными рисунками. Хорошие рисунки должны
быть:
а) выразительны и понятны без слов;
б) дают дополнительную информацию о физпротиворечии,
указывая в общем виде пути его устранения.
32. Шаг 4.1 — вспомогательный. Он нужен, чтобы перед мо-
билизацией ВПР нагляднее представить: что, собственно, долж-
ны делать частицы вещества в оперативной зоне и близ нее»
Метод ММЧ позволяет отчетливо увидеть идеальное действие
(«что надо сделать») без физики («как это сделать*).
Благодаря этому снимается психологическая инерция, фор-
сируется работа воображения. ММЧ, таким образом, метод пси-
хологический.
Но моделирование «маленькими человечками* осуществля-
ется с учетом законов развития технических систем. Поэтому
ММЧ нередко приводят к техническому решению задачи. Пре-
рывать решение в этом случае не надо, мобилизация ВПР обя-
зательно должна быть проверена.
226
Пример. А. Человечки внутри мысленно выделенного стол-
ба воздуха ничем не отличаются от человечков воздуха за пре-
делами столба. Те и другие одинаково нейтральны (на рисунке
вто показано условно: человечки держат друг друга, руки у них
заняты, человечки не хватают молнию).
В. По правилу 6 надо разделить человечков на две группы?
человечки вне столба пусть остаются без изменений (нейтраль-
ные пары). А человечки в столбе, оставаясь в парах (т. е. оста-
ваясь нейтральными), пусть высвобождают одну руку — пусть
вто символизирует их стремление притянуть молнию.
(Возможны и другие рисунки. Но в любом случае ясна не-
обходимость разделить человечков на две группы, изменить со-
стояние человечков в столбе.).
В. Молекула воздуха (в столбе), оставаясь нейтральной мо-
лекулой, должна быть более склонной к ионизации, распаду.
Простейший прием — уменьшение давления воздуха внутри
столба.
Внимание! Цель мобилизации рисунков при решении
мини-задачи не в том, чтобы использовать все ресурсы, цель
иная — при минимальном расходе ресурсов получить один мак-
симально сильный ответ.
4.2. Если из условий задачи известно, какой должна быть
готовая система, и задача сводится к определению способа
получения этой системы, может быть использовав метод <шаг
назад от ИКР».
Например, если в ИКР две детали соприкасаются, то при
минимальном отступлении от ИКР между деталями надо пока-
зать зазор. Возникает новая задача (микро-задача): как устра-
нить дефект? Разрешение такой микро-задачи обычно не вы-
зывает затруднений и часто
щей задачи.
4.3. Определить, решается
сурсных веществ.
подсказывает способ решения оо-
ли задача применением смеси ре-
II
33. Если бы для решения
иые вещества в том виде, в
всего, не возникла или была
нужны новые вещества.
могли быть использованы ресурс-
каком они даны,— задача, скорее
бы решена автоматически. Обычно
_ Но введение новых веществ связано с
усложнением системы, появлением побочных вредных факторов
Суть работы с ВПР в четвертой части АРИЗ в том, чтобы
227
обойти это противоречие и ввести новые вещества, не вводя их.
34. Шаг 4.3 состоит, в простейшем случае, в переходе от
двух моновеществ к неоднородному бивеществу.
Может возникнуть вопрос: возможен ли переход к одно-
родному бивеществу или поливеществу? Аналогичный переход
от системы к однородной бисистеме или полисистеме применя-
ется очень широко и отражен в стандарте 3.1.1.
Но в этом стандарте речь идет об объединении систем, а
на шаге 4.3 рассматривается объединение веществ. При объе-
динении двух одинаковых систем возникает новая система. А при
объединении двух «кусков» вещества происходит простое уве-
личение количества.
Один
динении
системе
темами.
из механизмов образования новой системы при объе-
одинаковых систем состоит в том, что в объединенной
сохраняются границы между объединившимися сис*
если моносистема — лист, то полисистема — блокнот, а
очень толстый лист. Но сохранение границ требует вве-
это будет даже
не один
дения второго, граничного, вещества (пусть
пустота).
Правда, пустота — необычный партнер. При смешивании ве-
щества и пустоты границы не всегда видны. Но новое качество
появляется — а именно это и нужно.
4.4. Определить, решается ли задача заменой имеющихся
ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с
пустотой.
Пример. Смесь воздуха и пустоты — это воздух под по*
ниженным давлением. Из курса физики 8-го класса известно,
что при уменьшении давления газа уменьшается и напряжение,
необходимое для возникновения разряда. Теперь ответ на эа-
дачу об антенне получен практически полностью.
А. с. 177497: «Молниеотвод, отличающийся тем, что с целью
придания ему свойства радиопрозрачности, он выполнен в виде
изготовленной из диэлектрического материала герметически за-
крытой трубы, давление воздуха
ших газоразрядных градиентов,
полем развивающейся молнии».
выбрано из условия наимень-
вызываемых электрическим
важный вещественный ресурс,
количестве, предель-
35. Пустота — исключительно
Она всегда имеется в неограниченном
но дешева, легко смешивается с имеющимся веществом, образуя,
например, полые структуры, пену, пузырьки и т. д.
Пустота — не обязательно вакуум. Если вещество твердое,
пустота в ням может быть заполнена жидкостью или газом.
Если вещество жидкое, пустота может быть газовым пузырь-
ком.
Для вещественных структур определенного уровня пустотой
являются структуры нижних уровней (примеч. 37). Так, для
кристаллической решетки пустотой являются отдельные слож-
ные молекулы, для молекул — отдельные атомы и т. д.
4.5. Определить, решается ли задача применением веществ,
производных от ресурсных (или применением смеси этих про-
изводных с «пустотой»).
228
36. Производные ресурсы вещества получают изменением аг-
регатного состояния имеющихся ресурсных веществ. Если, на-
пример, ресурсное вещество — жидкость, к производным отно-
сятся лед и пар. Производными считаются и продукты разло-
жения ресурсных веществ. Так, для воды производными будут
водород и кислород.
Для многокомпонентных веществ производные — их компо-
ненты. Производными являются вещества, образующие при
разложении или сгорании ресурсные вещества.
Правило 8. Если для решения задачи нужны частицы
вещества (например, ионы) и непосредственное их получение
возможно по условиям задачи, требуемые частицы надо полу-
чать разрушением вещества более высокого структурного уров-
ня (например, молекул).
Правило 9. Если для решения задачи нужны частицы
вещества (например, молекулы) и невозможно получить их не-
посредственно или по правилу 8, требуемые частицы надо по-
более низкого
лучать достройкой или объединением частиц
уровня (структурного) (например, ионов).
Правило 10. При применении правила
путь—разрушение ближайшего вышестоящего
избыточного (отрицательные ионы) уровня, а при применении
правила 9 простейший путь — достройка ближайшего «нецелого
уровня».
8 простейший
«целого » или
4
37. Вещество представляет собой многоуровневую иерархи-
ческую систему. С достаточной для практических целей точ-
ностью иерархию уровней можно представить так:
— минимально обработанное вещество (простейшее техно-
вещество); (например, проволока);
— «сверхмолекулы»: кристаллические решетки, полимеры,
ассоциации молекул:
— сложные молекулы;
— молекулы;
— части молекул, группы атомов;
— атомы;
— частицы атомов;
— элементарные частицы;
— поля.
Суть правила 8: новое вещество можно получить обходным
путем — разрушением более крупных структур ресурсных ве-
ществ или таких веществ, которые могут быть введены в сис-
тему.
Суть правила 9: возможен и другой путь — достройка менее
крупных структур.
Суть правила 10: разрушить выгоднее «целые» частицы
(молекулы, атомы), поскольку нецелые частицы (положительные
ионы) уже частично разрушены и сопротивляются дальнейшему
разрушению.
Достраивать, наоборот, выгоднее нецелые частицы, стре-
мящиеся к восстановлению.
Правила 8—10: указывают эффективные пути получения
229
производных ресурсных веществ из «недр» уже имекицмхся
или легко вводимых веществ.
Правила наводят на физэффект, необходимый в том или
ином конкретном случае.
4. 6. Определить, решается ли задача введением — вместо
вещества — электрического поля или взаимодействия двух
электрических полей.
Пример. Известен способ разрыва труб скручиванием (а. с.
182 671). При скручивании трубы приходится механически за-
жимать, это вызывает деформацию. Предложено возбуждать
крутящий момент в самой
сил (а. с. 342 759).
трубе за счет электродинамических
ресурсных веществ — имеющихся и
по условиям задачи, надо исполь-
38. Если использование
производных — недопустимо
зовать электроны — подвижные (ток) или неподвижные.
Электроны — «вещество», которое всегда есть в имеющемся
объекте. К тому же, электроны — вещество в сочетании с полем,
Что обеспечивает высокую управляемость.
4. 7. Определить, решается ли задача применением пары
«поле-добавка вещества, отзывающегося на поле» (например
«магнитное поле—ферровещество», «ультрафиолет—‘люминофор»,
«тепловое поле — металл с памятью формы» н т. д.).
I*
>
I
39. На шаге 2.3. рассмотрены уже имеющиеся ВПР, произ-
водным от имеющихся. Шаг 4.6. — частичный отход от имею*
щихся и производных ВПР; вводят «посторонние» поля. Шаг
4.7 — еще одно отступление: вводят «посторонние» вещества
и поля. Решение мини-задачи тем идеальнее, чем меньше за*
траты ВПР. Однако не каждая задача решается при малом
расходе ВПР. Иногда приходится отступать, вводя «посторонние»
вещества и поля. Делать это надо только при действительной
необходимости, если никак нельзя обойтись наличными ВПР.
Часть V. Применение информфовда
Во многих случаях четвертая часть АРИЗ приводит к ре-
шению задачи. Тогда можно переходить к седьмой части. Если
же после 4.7 ответа нет, надо пройти пятую часть. После пя-
той части АРИЗ — использование опыта, сконцентрированного
в информационном фонде ТРИЗ. К моменту ввода в пятую
часть АРИЗ вадача существенно проясняется — становится воз-
можным ее прямое решение с помощью информационного*
фонда.
5.1. Рассмотреть возможность решения задачи (в формули-
ровке ИКР-2 и с учетом ВПР, уточненных в четвертой части)
по стандартам.
II
40. Возврат к стандартам происходит, в сущности, уже на
шагах 4.6. и 4.7. До этих шагов главной идеей было исполь-
зование имеющихся ВПР — по возможности избегая введения но-
вых веществ и полей. Если задачу не удается решить в рам-
230
ках имеющихся и производных ВПР, приходится вводить новые
вещества и поля.
Большинство стандартов как раз и относится к технике
введения добавок.
5.2. Рассмотреть возможность решения задачи (в формули-
ровке ИКР-2 и с учетом ВПР, уточненных в четвертой части)
по аналогии с еще нестандартными задачами, ранее решенными
по АРИЗ.
41. При бесконечном многообразии изобретательских задач
число физических противоречий, на которых «держатся» эти
задачи, сравнительно невелико. Поэтому значительная часть
задач решается по аналогии с другими задачами, содержащи-
ми аналогичные противоречия. Внешне задачи могут быть
весьма различными, аналогия выявляется только после анали-
за — на уровне физпротиворечий.
5.3. Рассмотреть возможность устранения физического про*
тиворечия с помощью типовых требований (таблица «Разреше-
ние физических противоречий»),
П р явило 11. Пригодны только те решения, которые сов-
падают с ИКР или практически близки к нему.
5.4. Применение «указателя физэффектов».
Рассмотреть возможность устранения физпротиворечий с по-
мощью «Указателя применения физических эффектов и яв-
лений».
42. Разделы «Указателя применения физических эффектов
и явлений» опубликованы в журнале «Техника и наука» (№ 1—
9 за 1981 год. № 3—8 за 1982 год).
Часть VL Изменение и /или замена задачи
Простые задачи решаются буквально преодолением ФП.
например, разделением противоречивых свойств во времени или
в пространстве.
Решение сложных задач обычно связано с изменением смыс-
ла задачи — снятием первоначальных ограничений, обуслов-
ленных психологической инерцией, и до решения, кажущегося
самоочевидным. Например, вечная «краска» оказывается не
краской в буквальном смысле слова, а пузырьками газа, воз-
никающими при электролизе, и т. п.
Для правильного понимания задачи необходимо се сначала
решить: изобретательские задачи не могут быть сразу восста-
новлены точно. Процесс решения, в сущности, есть процесс
корректирования задачи.
6.1. Если задача решена, перейти от физического ответа к
техническому: сформулировать способ и дать принципиальную
схему устройства, осуществляющего этот способ.
6.2. Если ответа пет, проверить — не является ли форму-
лировка 1.1. сочетанием нескольких разных задач, (Обычно дос-
таточно решить одну главную задачу).
231
II
в.З. Если ответа мет, наменять задачу, выбрав на шага
1.4. другой ТП.
П р п м е р. При решении задач на измерение и обнаружение
выбор другого ТП часто означает отказ от усовершенствования
измерительной части и изменение всей системы так, чтобы не-
обходимость в изменении вообще отпала (стандарт 4.1.1.).
64. Если ответа нет, вернуться к шагу 1.1. и заново сфор-
мулировать мини-задачу, относя ее к надсистеме. При необхо-
димости такое возвращение совершают несколько раз — с пере-
ходом к надсистеме и т. д.
Пример. Типичным примером является решение задачи о
газотеплозащитном скафандре (подробно см. А л ь т ш у л-
лер Г. С. Алгоритм изобретения. Изд. 2-е. М.: Московский рабо-
чий, 1973, с. 105—110). Первоначально была поставлена зада-
ча на создание холодильного костюма. Но обеспечить требуе-
мую мощность при заданном весе системы оказалось физически
невозможно. Задача была решена переходом к надсистеме. Соз-
дан газотеплозащитный скафандр, одновременно выполняющий
функции холодильного костюма и дыхательного защитного при-
бора. Скафандр работает на жидком кислороде, который сначала
испаряется и нагревается, обеспечивая теплоотвод, а потом идет
на дыхание. Переход к надсистеме позволил в 2—3 раза уве-
личить допустимый весовой предел.
I*
Часть VII. Анализ способа устранения ФП
Главная цель седьмой части АРИЗ — проверка качества по-
лученного ответа. Физическое противоречие должно быть
устранено почти идеально, «без ничего». Лучше потратить
2—3 часа на получение нового — более сильного — ответа, чем
потом полжизни бороться за плохо введенную слабую идею.
7.1. Контроль ответа.
Рассмотреть вводимые вещества и поля. Можно ли вводить
новые вещества и поля, использовав ВПР — имеющиеся и про-
изводные? Можно ли использовать саморегулируемые вещества?
Ввести соответствующие поправки в технический ответ.
Примечание.
I*
43. Саморегулируемые (в условиях данной задачи) вещест-
ва ____это такие вещества, которые определенным образом ме-
няют свои физические параметры при изменении внешних усло-
вий, например, теряют магнитные свойства при нагревании
выше точки Кюри.
Применение саморегулируемых веществ позволяет менять
состояние системы или проводить в ней измерения без допол-
нительных устройств.
7.2. Провести предварительную оценку полученного решения.
К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы:
а) обеспечивает ли полученное решение выполнение глав-
ного требования ИКР-1 («Элемент сам...»)?
б) какое физическое противоречние устранено (и устранено
ли) полученным решением?
в) содержит ли полученная система хотя бы один хорошо
управляемый элемент? Какой именно? Как осуществить управ-
ление?
I*
232
г) годится ли.решение задачи, найденное для «одноцикловой»
модели, в реальных условиях со многими «циклами»?
Если полученное решение не удовлетворяет хотя бы одному
из центральных вопросов, вернуться к 1.1.
7.8. Проверить (по патентным данным) формальную вовизну
полученного решения.
7.4. Канне задачи возникнут при технической разработке
полученной идеи? Записать возможные подзадачи — изобрета-
тельские, конструкторские, расчетные, организационные.
I
Часть VIII. Применение полученного ответа
Действительно, хорошая идея не только решает конкрет-
ную задачу, но и дает универсальный ключ по многим другим
аналогичным задачам.
Восьмая часть АРИЗ имеет целью максимальное исполь-
зование найденной идеи.
8.1. Определить, как должна быть изменена надсистема, в
которую входит измененная система.
8.2. Проверить, может ли измененная система (или над-
система) применяться по-новому.
8.3 Использовать полученный ответ при решении других
технических задач:
а) сформулировать в обобщенном виде полученный принцип
решения;
б) рассмотреть возможность прямого применения получае-
мого принципа при решении других задач;
в) рассмотреть возможность использования принципа, обрат-
ного полученному;
г) построить морфологическую таблицу, например, типа
«расположение частей — агрегатные состояния изделий» или
«использование поля — агрегатные состояния внешней среды»,
и рассмотреть возможные перестройки ответа по позициям этих
таблиц;
д) рассмотреть изменение найденного принципа при измене-
нии размеров системы; (главных ее частей); размеры стре-
мятся к нулю, размеры стремятся к бесконечности;
44. Если работа ведется не только ради решения конкрет-
ной технической задачи, то тщательное выполнение шагов
8.3-а—8.З-д может стать началом разработки общей теории,
исходящей из полученного принципа.
1
f
1
Часть IX. Анализ хода решения
J
Каждая решенная по АРИЗ задача должна повышать твор-
ческий потенциал человека. Для атого необходимо тщательно
проанализировать ход решения. В этом смысл девятой завер-
шающей части АРИЗ. м
9.1. Сравнить реальный ход решения данной задачи с тео-
ретическим (по АРИЗ). Если есть отклонения, записать.
9.2. Сравнить полученный ответ с данными информацион-
ного фонда ТРИЗ (стандарты, приемы, физэффекты). Если в ин-
формационном фонде нет подобного принципа, записать его в
предварительный накопитель.
I*
233
Ответы на задачи
1
№ 1. По периметру и диагоналям площади для будущей
пирамиды египтяне делали канавы и заполняли их водой. Уста-
навливаясь строго горизонтально, вода показывала, где на
площадке впадины, а где возвышения.
№ 2. Под пломбу закладывается кристалл лимонной кис-
лоты или сахарина. Резкое появление кислого или «сверхслад-
кого» ощущения во рту явится сигналом о выпадении пломбы.
М 8. Применяют бесцветные, прозрачные нити, они при
обретают цвет ткани, по которой проходит шов.
№ 4. На горловине ряда пустых банок накладывается транс-
портерная лента из мягкой резины. Так как банки мылись
горячей водой, то в них остался нагретый воздух. Остывая,
воздух сжимается, в банке создается разряжение, и она «при-
сасывается» к резиновой ленте, которая уносит ее с конвей-
ера. В банке с трещиной разряжение не происходит, она оста-
ется на конвейере и скатывается с него (а. с. 852 721).
ЭД 5. В понтон помещают электронагревательные или хими-
ческие элементы и переводят имеющуюся в нем воду в пар.
Под действием давления пара понтон освобождается
Можно также использовать и электролиз воды.
от воды.
ЭД в. В полость радиатора помещают эластичный
замерзании вода, расширяясь, сжимает шар и не
давления на стенки радиатора (а. с. 642 087).
оказывает
стакан и
опустить в него термометр. Это и будет выполнением рекомен-
дации приема № 5 «объединить однородные объекты».
№ 8. Необходимо применить принцип проскока. Между нак-
лонным лотком и приемным столом образуют разрыв 5—-10 мм.
Круглые таблетки, скатываясь по лотку, набирают достаточную
скорость, чтобы проскочить этот разрыв. Сколотые таблетки
ЭД 7. Нужно собрать несколько десятков мух в
234
опускаются по лотку
гая стола.
медленно и падают в просвет, не дости-
№ 9. Открытую бутыль с кислотой накрывают ко.кухом н
подают сжатый воздух. Стекло бутыли испытывает с внутрен-
ней и наружной части одинаковое давление и не разрушается.
Кислота по трубке в кожухе вытесняется из бутыли. Воздух
под кожух вытесняется из эластичной камеры, на которую сво-
им весом давит сама бутыль (а. с. 588 178).
№ 10. Кромка плужка выполнена с продольной канавкой,
полость которой сообщена с источником сжатого воздуха. Пря-
мой контакт плужка с лентой исключен. Применен прием
2, 29, 28, 35 (а. с. 735 515).
№ 11. Перед сливом жидкость в одном из стаканов замо-
раживают.
№ 12. Внутри трубы на участках поворота навариваются
поперечные ребра. В образованные карманы забивается цемент
и образует постоянно возобновляющуюся «броню». Износ трубы
исключен.
№ 18.
На теле пчелы создают электростатический
вряд
обратной полярности относительно земли. Для этого достаточно
создать постоянную разность потенциалов между порожком
улья н землей (а. с. 673 248).
№ 14. Перед сверлением нужно залить в трубку воду и за-
морозить.
№ 15. На
эталоном протягивают вторую
проволоку. Теперь
достаточно пропустить под ним токи встречного направления,
чтобы гравитационный прогиб был скомпенсирован взаимным
притяжением проводников друг к другу. Возможно также и
использование сил Архимеда... (а. с. 684 287).
№ 16. Под кожухом ставят воздушные разрядники положи-
тельной и отрицательной полярности. Частицы
няются между собой, укрупняются и оседают на
пыли
грунт
соеди-
(а. с.
259 019, 623 583, 503 095 и др.).
№ 17. В формуемое изделие вкладывают нити, которые в
последующем выжигают, растворяют или удаляют методом
электроэрозии (а. с. 245 425, 891 192 и др.).
№ 18. Через капилляры продавливают воздух или воду с
мелким абразивным порошком, например окиси алюминия.
№ 19. Используется стандарт 1.1.1. Сосуд вмораживают в
лед и ведут совместную обработку (а. с. 235 979, 634 958).
№ 20. Используются стандарты 4.2.2, и 4.2.3. В полость
опускают ампулу с эталонным количеством какого-либо газа-
индикатора. Ампулу разрушают, а газ равномерно распрост-
235
раняется по всей полости. Через некоторое время из полости
берут пробу воздуха и по концентрации
газа-индикатора определяют объем
содержащегося в нем
(а. с. 958 863).
I
В надсистеме часов есть обширные вещественно-по-
которые могут быть
них
сами взводят часы,
рассматривают часы
закручивая пружину
№ 21.
левые ресурсы. Вот некоторые из
использованы:
1) энергия самих посетителей — они
когда открывают дверь в комнату, когда
и становятся на подвижную половину,
своим весом, и так далее;
2) перепады температуры — достаточно длинный металли-
ческий стержень соединен с пружиной часов. Сокращаясь и
удлиняясь при изменениях температуры, он подзаводит часы;
8) изменение влажности — натянутая пеньковая веревка сое-
динена с механизмом подзавода часов, в зависимости от влаж-
ности воздуха она то удлиняется, то укорачивается;
4) использование сквозняка — при открывании дверей воз-
никает движение воздуха, которое улавливается вертушкой и
передается на подзавод пружины;
5) использование печной тяги — вертушка установлена в ды-
моходе, ее вращение передается часам;
6) использование изменения атмосферного давления — гиб-
кая мембрана монометра передает свое движение часам и т. д.
Попробуйте самостоятельно найти еще минимум пять ис-
точников энергии в окружающей среде для подзавода часов.
Литература
Альтшуллер Г. С. Творчество как точная наука. М.: Со-
ветское радио, 1979.
II
Селюцкий А. С. Крылья для Ика-
ра. Петрозаводск: Карелия, 1980.
Альтшуллер Г. С. Найти идею. Новосибирск: Наука, 1986.
И
фессия— поиск нового. Кишинев: Картя Молдовеняско, 1985.
Альтов Г. И тут появился изобретатель. М.: Дет. лит., 1984.
Бородастое Г. В., Альтшуллер Г. С.Теория и прак-
тика решения изобретательских задач. М.: ЦНИИатоминформ,
1980.
i
II
у л л е р Г. С. Теория и прак
тика решения изобретательских задач. (Пособие). М, 1980.
Биленкин Д. Путь мысли. М.: Дет. лит., 1982.
Демидов В. Д. Время,
Знание, 1977.
хранимое как драгоценность. М.:
технического творчества. Л.:
В. М. Современные методы научно-
ИПК судпром, 1980.
I о в с к и й В. В. Поисковая актив-
ность и адаптация. М.: Наука, 1984.
Селюцкий А., Слуг ин Г. Вдохновение по заказу. Петро-
заводск: Карелия, 1977.
Для старшего школьного возраста
Геннадий Иванович Иванов
...И начинайте изобретать!
Редактор С. Н. Асламова
Художник А. Москвин
Художественный редактор А. Г. Маклыгин
Технический редактор Л. А. Жернова
Корректор А. С. Лысенко
ИВ № 1214
Сдано в набор 24.04.87.
Подписано в печать 17.08.87.
НЕ 07457. Формат 84Х108'/32.
Бум. тип. К* 2.
Гарнитура школьная. Высокая печать
Усл. печ. л. 13,24 (с вкладкой). Уч.-изд. л. 12,89.
Усл. кр.-отт. 13,02.
Тираж 10 000 эка. Заказ 1684.
Изд. Mb 6138. Цена 80 коп.
Восточно-Сибирское книжное издательство
Государственного комитета РСФСР
по делам издательств, полиграфии
в книжно
я
торговли.
664000, г. Иркутск, ул. Марата, 31.
Типография издательства «Восточно-Сибирская правда».
664009, г. Иркутск, ул. Советская, 109.
I
г
rj J*? • lA-f * *►’. ft ч Я ' -ИиМвЙвЛч
И18
Иванов Г. И.
И начинайте изобретать: Научно-популярная
книга / Оформление серии В. Дейкуна: Рис.
А. Москвитина.— Иркутск: Восточно-Сибирское
книжное издательство, 1987.— 240 с.
ил. («Азимут»).
65 к.
Книга посвящена новой отрасли знаний — теории реше-
ния изобретательских задач (ТРИЗ). Автор, конструктор
по профессии, отличник изобретательства и рационали-
зации, имеющий более семидесяти изобретений, препо-
даватель ТРИЗ, отвечает на вопросы: зачем человеку
творчество? почему мы плохо изобретаем? как надо изо-
бретать? На многочисленных примерах, взятых в основном
из практики, показывает процесс создания изобретения,
дает конкретные рекомендации.
Книга рассчитана на широкий круг читателя — от
школьников до инженеров.
И
4803010102—64
--------------56—87
М141(03)—87 0
ДЛЯ ТЕХ, КТО ЛЮБИТ НАЧИНАТЬ
ЧИТАТЬ КНИГУ С КОНЦА!
Уважаемый читатель, это тот самый случай, когда
прием «наоборот» не срабатывает.
Автор уже пытался угодить вам и писал книгу с
конца. Но редактор вернул все на свои места, и начало
опять получилось в начале. Чтобы не очень расстраи-
вать вас, сообщаю, что с первой страницы до
последней в книге идет один и тот же раз-
говор — об изобретательстве, а точнее,
о новой теории решений изобрета-
тельских задач — ТРИЗ.
До встречи на первой
странице!
Автор