Помоги проекту - поделись книгой:
С теоретической точки зрения, тут любопытный нюанс. Физическое противоречие то же самое, что и в задаче 6 о дымовой трубе и в задаче 27 о самолете: надо иметь много вещества для образования экрана и нельзя иметь много вещества, поскольку из-за него возникают разные неприятности (повышается стоимость, усложняется оборудование и т. д.). Но в задачах 6 и 27 действие развивается на макроуровне, а в задаче 36 — на микроуровне. Поэтому пневмоконструкции, используемые в ответе на задачу 36, должны быть на микроуровне. Пена и представляет собой такую конструкцию: она сделана из оболочек молекулярной толщины. Нам еще придется вернуться к этой интересной особенности.
Ну, а теперь — задача, которую вы мгновенно решите... наполовину.
Задача 37. По лотковому конвейеру в картонные ящики скатываются персики. Ящики находятся на вибростоле: вибрация позволяет плотнее уложить персики. К сожалению, не удается сделать так, чтобы конец лотка поднимался по мере заполнения ящика, оборудование недопустимо усложняется. Поэтому персики падают в ящик с некоторой высоты, ударяются (сначала о дно ящика, а в дальнейшем друг о друга) и бьются, портятся. Как быть?
Из десяти инженеров, незнакомых с АРИЗ, восемь начинают придумывать устройства, поднимающие пустой ящик к лотку и опускающие ящик по мере его заполнения. Но в условиях задачи отмечено, что поднимать и опускать лоток сложно; как же можно рассчитывать, что поднимать и опускать ящик окажется проще?.. Из десяти инженеров, знающих АРИЗ, все десять сразу говорят: между соударяющимися персиками должен быть видоизмененный мягкий «персик». Таким «персиком» могут быть, например, эластичные шарики. Благодаря вибрации эти легкие шарики все время будут находиться над персиками, встречая удары падающих сверху плодов.
Задача решена, но мы рассмотрели только один цикл — заполнение одного ящика. Вот ящик заполнен, шарики поднялись выше стенок и куда-то упали. А следующий ящик? В АРИЗ-77 есть шаг (5.1), настоятельно требующий видоизменить ответ так, чтобы он годился и для работы, при которой циклы повторяются один за другим.
В сущности, предстоит решить новую задачу: «В условиях, описанных в задаче 37, стали использовать защитные шарики. Но собирать их после заполнения ящика и засыпать в следующий ящик приходится вручную. Как быть?»
И снова восемь из десяти инженеров, не знающих АРИЗ, начинают проектировать механические уловители шариков, систему возвращения шариков в накопитель и новую подачу их через дозатор. А десять из десяти инженеров, знающих АРИЗ, сразу
используют стандарт И: «Нужно добавить в каждый шарик кусочек ферромагнитного вещества. Над ящиком установить электромагнит. Когда шарики поднимутся, электромагнит подхватит их, удержит. Ящик уберут, поставят новый, выключат электромагнит и «десант» шариков прыгнет вниз, готовый встретить персики...»
Задача 3 8. В автоматической линии для штамповки динам-ной стали работает магазин, накапливающий заготовки и поштучно их выдающий. Магазин (фиг. 22) представляет собой коробку, в которую сверху поступают заготовки — плоские стальные листы толщиной 0,5 —1,0 мм. Внизу коробка имеет щель, достаточную, чтобы пропустить нижнюю заготовку, выталкивает эту заготовку шибер^ (толкатель). Недостаток устройства: заготовки слипаются друг с другом, устройство заклинивается, выходит из строя. Как быть?
Эта задача переносит нас в область, весьма далекую от упаковки персиков, но и здесь действует уже знакомое нам сочетание стандартов 13 и 11. Сверху подают стальные шарики — так, чтобы они по 3—4 штуки располагались между листами. Благодаря шарикам нижний лист легко выталкивается шибером. Для направленного движения шариков в стенках магазина имеются вертикальные магнитные полоски. Шарики, вытолкнутые вместе с нижней заготовкой, возвращаются наверх, в магазин.
НА ВСЕ РУКИ
Не случайно при разборе двух последних задач нам встретились сочетания стандартов 13 и И. Стандарт И с большой охотой присоединяется ко всем другим стандартам. Это вообще довольно активный стандарт: существуют многие тысячи изобретений, зачастую очень оригинальных, сделанных прямо по стандарту И. О некоторых таких изобретениях мы упоминали, когда сводили в таблицу многочисленные превращения магнитного фильтра. Добавим ещ^ несколько примеров (хотя, наверное, легче было бы перечислить, куда нельзя ввести магнитные частицы):
— После шлифовки на вибрационных установках мелкие детали трудно отделить от абразивных зерен; естественно, задачу решают, заранее придавая зернам магнитные свойства (патент Франции № 1499 276);
— Если надо разделить удобрение, состоящее из смеси двух веществ, то одному веществу заранее придают магнитные свойства (авт. св. № 430 888);
— Если надо отделить порошок, которым очищают сточные воды, от песка, ила и т. д., порошку заранее придают магнитные свойства (авт. св. № 350 758);
— Если нужно хорошенько перемешать абразивные зерна (это необходимо при их изготовлении, чтобы сгладить острые углы), добавляют ферромагнитные частицы и используют вращающееся магнитное поле (авт. св. № 319 460);
— Точно так же можно перемешивать порошкообразный катализатор, находящийся в жидкой среде (авт. св. № 261 372);
— Если же добавить ферромагнитные частицы в бетонную массу, идущую на упрочнение стенок скважин, то% бетон станет прочнее (авт. св. № 503 982);
— В пластмассовый наполнитель, идущий на крепление колонок штампов, тоже для упрочнения можно добавить ферромагнитный порошок (авт. св. № 157 656);
Даже в чернила можно добавить ферромагнитные частицы, чтобы чернила под действием электромагнита быстрее выходили
из пишущего устройства телеграфного аппарата (авт. св. № 147 225); #
— А если посыпать ферромагнитными частицами стружку, то ее легко ориентировать — это очень важно при изготовлении древесностружечных плит (авт. св. № 307 912).
Наверное, читатель уже давно догадался, что задача 17 об изготовлении ворсистых пластмассовых листов тоже решается по стандарту 11: в расплавленную пластмассу надо добавить ферромагнитные частицы, размешать, а затем взять магнит с ровной поверхностью, «утыканный» иглами, приложить к пластмассе и поднять вверх; за каждой иглой потянется пластмассовый стерженек (авт. св. № 587 183)...
Стандарт 11 настолько вездесущ, что не приходится удивляться появлению группы стандартов, представляющих его дальнейшее развитие. Вот парадоксальный стандарт 10: если можно добавлять магнитные частицы в немагнитные вещества, то почему бы не добавлять такие частицы в вещества... магнитные? Попросту говоря: если в системе есть стальные части, почему бы их не намагнитить? Мальтийский механизм известен очень давно; казалось, ничего нового здесь придумать невозможно. Но вот изящное изобретение № 518 591 — старый механизм «омагничен». Удалось «омагнитить» и еще более старинный инструмент — циркуль: «Циркуль резака для кислородной резки, содержащий штангу с опорным роликом, на одном конце которого закреплен резак, а на другом — центр, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности фиксирования центра в заданном месте обрабатываемого листа, центр выполнен в виде стакана из магнитного материала, в котором размещен подпружиненный кернер» (авт. св. № 586 977).
Добавка ферромагнитного порошка в воду или другую жидкость дает неустойчивую механическую смесь. Но если частицы металла очень малы, образуется устойчивый коллоидный раствор, содержащий до 50 и более процентов порошка. Такой раствор сочетает свойства жидкости, магнетиков и коллоидных растворов. Например, в магнитном поле феррожидкость становится непрозрачной, меняет вязкость, может даже затвердеть. Использование этих физических эффектов лежит в основе стандарта 12.
Размеры и вес современных машин быстро увеличиваются, машиностроителям приходится иметь дело со все более крупными заготовками, деталями, частями машин. Увеличивается и вес оборудования. С этим пытаются бороться, стараясь вести сборку и обработку на воде или же используя подъемную силу поплавков; например, для транспортировки тяжелых стальных листов недавно был предложен поплавковый рольганг — ванна с плавающими в ней шарами. Такие устройства представляют собой наглядное воплощение веполя: поплавок, жидкость и гравитационное поле. Но в этой системе нет элемента, которым можно было бы управлять: плотность жидкости не изменишь, менять размеры или плотность поплавка сложно, гравитационным полем мы пока вообще не умеем управлять. При синтезе системы нарушен один из основных законов развития технических систем — нет элемента, которым можно было бы управлять, поэтому поплавковые устройства не нашли сколько-нибудь существенного применения.
Стандарт 12 указывает выход из тупика: нужно использовать феррожидкость — с помощью магнитного поля можно управлять ее кажущейся плотностью. Фактическая плотность (масса в единице объема) жидкости остается прежней, но архимедова сила, действующая на погруженное в феррожидкость тело, меняется: при небольшом поплавке можно получить большую подъемную силу. Типичный пример — авторское свидетельство №527 280, приведенное в приложении 3 вслед за формулой стандарта 12. Надо добавить: это изобретение сделано Сашей Ждан-Пушкиным, одним из школьников, зачисленных в порядке эксперимента в Азербайджанский общественный институт изобретательского творчества...
По авторскому свидетельству № 505 819 в гидроприводном насосе используют магнитную жидкость с управляемой под действием магнитного поля вязкостью. В авторском свидетельстве № 463 759 твердеющее магнитное масло работает в тормозе веретена (разумеется, в любом другом тормозе тоже). Можно использовать и жидкости, твердеющие в электрическом поле (взвесь кварцевого порошка в органических жидкостях, например в толуоле). По патенту США №2 3 253 200 такой твердеющей жидкостью закрепляют детали при механической обработке. В авторском свидетельстве №2 497 144 изложена идея твердеющей оправки для изготовления деталей сложной конфигурации.
Возможности управляемых жидкостей поистине безграничны, поэтому стандарт 12 найдет широкое применение в технических системах завтрашнего дня.
Позже мы вернемся к стандартам и рассмотрим очень важный стандарт 24. А пока—немного практики: порешаем тренировочные задачи на стандарты. Напоминаем: решить задачу — значит указать правило (в данном случае — стандарт), на котором основан ответ. Рекомендуем перед решением внимательно прочитать приложение 3.
И еще одно предупреждение: задачи изложены так, что они понятны и без специальных знаний. Не пугайтесь, если задача относится к незнакомой вам области техники. Однажды Ходжа Насреддин, скрывавшийся под именем мудреца Гуссейна Гуслия, вылечил девушку, попавшую в гарем эмира бухарского. Эмир щедро заплатил Насреддину. Когда Насреддин сказал об этом настоящему Гуссейну Гуслия, тот возмутился: «Как смеешь ты лечить девушек? Что ты понимаешь в болезнях?!» На что Насреддин резонно ответил: «Я ничего не понимаю в болезнях, это так. Но зато я понимаю в девушках...» Ничего страшного, что задача относится к какому-то незнакомому устройству или способу. Или вообще к незнакомой отрасли техники. Смотрите на задачу глазами специалиста по стандартам...
Задача 3 9. В авторском свидетельстве № 325 476 защищено такое изобретение: «Приспособление для прицеливания стрелково-спортивного оружия, преимущественно револьверов и пистолетов, включающее мушку и целик, отличающееся тем, что, с целью облегчения наведения оружия в цель, в нем мушка и целик выполнены из подобных по конфигурации и контрастных по цвету прозрачных светофильтров, размещенных на оружии так, что при прицеливании они кажутся равновеликими».
Какой стандарт здесь использован?
V
Задача 40. В лаборатории исследуют колебательные процессы в детали, похожей на плоский лист. Для этого деталь посыпают песком и смотрят, где собираются песчинки при возбуждении колебаний. Но вот потребовалось провести такое исследование с образцом, имеющим причудливую криволинейную поверхность. Допустим для определенности, что по форме образец похож на шляпу. На полях «шляпы» песчинки удержатся, а как быть с остальной поверхностью?..
«Приклеить» песчинки нельзя. Они должны быть свободны, чтобы реагировать на колебания. И несвободны — чтобы не падать.
Ваше предложение? На каком стандарте оно основано?
Задача 41. В промышленности распространен способ определения площадок контакта поверхностей при помощи растертых на минеральных маслах красок (берлинская лазурь, кармин и т. д.). Краску наносят на поверхность № 1, потом эту поверхность приводят в соприкосновение с поверхностью № 2 и по распределению пятен краски на поверхности № 2 судят о качестве контакта. Слой краски обычно имеет толщину 3—6 микрон и более. Для поверхностей высоких классов чистоты необходимо применение более тонкого слоя краски. Тонкий же слой краски не дает необходимого контраста границы краска—металл, поэтому резко затрудняется наблюдение за полученным отпечатком.
Надо усовершенствовать описанный способ.
Задача 42. Вот изобретение по авторскому свидетельству № 354 297: «Установка для измерения крутящих моментов, состоящая из балансирной рамы, смонтированной на основании и несущей электродвигатель и редуктор, отличающаяся тем, что, с целью разгрузки подшипников рамы, последняя выполнена в виде полуцилиндрического поплавка, частично погруженного в бассейн с жидкостью».
Могли бы вы сделать следующее изобретение? Какое? На каком стандарте основано ваше предложение?
Задача 4 3. В астрономических обсерваториях из года в год фотографируют различные участки звездного неба. Со временем накапливаются многие тысячи стеклянных негативов.
Чтобы судить о появлении нового или перемещении старого объекта (звезды, кометы, астероида), нужно сравнить новый снимок со старым. На каждом негативе — тысячи беспорядочно расположенных точек. Чтобы найти среди них новую точку (или старую точку, несколько сдвинувшуюся), приходится проделывать чрезвычайно кропотливую работу. Английский астроном Лыоис, например, отдал двадцать лет своей жизни исследованию лишь одного участка звездного неба...
Известей прибор (бикомпаратор), облегчающий сравнение снимков. Он представляет собой микроскоп с одним окуляром и двумя объективами. Если пластинки одинаковы по масштабу и одинаково ориентированы, то наблюдатель видит их совмещенными. Прибор имеет специальную заслонку, позволяющую закрывать изображение то одной, то другой пластинки. Допустим, обе пластинки совершенно идентичны (нового объекта на последнем снимке нет); наблюдатель смотрит сначала на старое изображение, затем совмещает старое изображение с новым; никаких изменений в поле зрения при этом не происходит. Но если на последнем снимке есть новый объект, то при совмещении в поле зрения вспыхнет черная точка. Наблюдатель несколько раз подряд закрывает и открывает последний снимок: искомая точка должна появляться и исчезать. Мигающую точку в какой-то мере легче обнаружить, чем просто одну новую точку среди сотен старых. Однако и с этим прибором работа идет медленно: наблюдатель устает, ошибается.
Задача состоит в том, чтобы предложить достаточно простой, быстрый, неутомительный и абсолютно надежный способ сравнения снимков.
Задача 4 4. Для изготовления изделий из порошков используют магнитно-импульсное прессование. Внутри цилиндрического индуктора находится цилиндрическая медная оболочка. Внутри оболочки — порошок. При разрядке батареи конденсаторов в индукторе протекает кратковременный сильный ток. Под действием магнитных сил в медной цилиндрической оболочке возникают большие усилия, оболочка деформируется, сжимается — и прессует порошок, превращая его ъ плотное цилиндрическое изделие. Все хорошо, но потом возникает необходимость снять медную оболочку, вдавленную в порошок, а сделать это трудно: оболочка плотно сцеплена с поверхностью порошковой трубки. Иногда приходится даже прибегать к электрохимическому удалению медной оболочки.
Как быть?
Задача 45. Для очистки жидкой стали от вредных примесей и неметаллических включений металл перемешивают со шлаком (шлак впитывает примеси). Перемешивание ведут с помощью электрических сил, опустив в сталь два несимметрично расположенных электрода: возникает неоднородное электрическое поле. Поскольку тигель располагается между полюсами электрохмагнита, сталь, через которую проходит ток, приходит в движение, смешиваясь со шлаком. Чтобы шлак лучше смешивался с металлом, берут шлак, удельный вес которого почти равен удельному весу металла. Обычный (легкий) шлак сам всплывает на поверхность. А тяжелый шлак распределяется после перемешивания во всем объеме металла и очень неохотно всплывает. Если же использовать обычный (легкий) шлак, то перемешивание идет плохо, очистка затягивается надолго и качество очистки получается плохое. Что вы предлагаете? На каком стандарте основано ваше предложение?
ФИГУРЫ ВЫСШЕГО ПИЛОТАЖА
Нетрудно заметить, что «хитрость» стандартов заключается в устранении противоречий обходным путем. Задача говорит: «Это вещество не поддается управлению», —а стандарт отвечает: «Ну и пусть! Мы соединим его со вторым веществом, поддающимся управлению». Иногда обходным путем оказывается переход о макроуровня на микроуровень (стандарт 15). Или же уход в надспстему (стандарт 16).
Чаще всего приходится идти обходным путем, вводя второе (а в стандарте 13 — третье) вещество. Но бывает и так, что теория явно указывает на необходимость введения второго вещества, а в условиях задачи имеется прямое запрещение вводить посторонние вещества. Или же такой запрет подразумевается. Например, если по условиям задачи надо привести во вращение мучную массу, очевидно, что нельзя насыпать в муку ферромагнитный порошок.
Нужны какие-то дополнительные «хитрости», и в какой-то мере они предусмотрены стандартами. Стандарты И и 19, например, можно реализовать, используя очень малые количества добавок. В стандарте 13 в качестве добавки часто используется уже имеющееся вещество, лишь слегка видоизмененное. В стандарте 10 в качестве второго вещества выступает часть (намагниченная) имеющегося вещества. Обойти запрет на введение добавок настолько важно, что способы обхода выделены в специальный стандарт 24. Нередко стандарт 24 приходится использоовать в сочетании с другими стандартами — это уже своего рода высший пилотаж в применении стандартов.
С некоторыми из восьми способов, входящих в стандарт 24, мы уже знакомы. Так, при решении задачи 24 (металлоплакирующая смазка)ч был использован седьмой способ, а при решении задачи 23 (нагрев окиси бериллия) — восьмой. Возможно, читатель уже догадался, что в задаче 25 (введение металла в полимер) надо использовать стандарт 24—7. К наружной добавке (стандарт 24—2) мы прибегали при решении задачи 19 (измерение толщины стенок детали). Стандарт 24—3 пригодился при решении задачи 29 (добавка люминофора в реактив Шиффа). Вот еще несколько примеров.
Обычный рентгеновский снимок не позволяет определить, на каком расстоянии от поверхности тела находится очаг заболевания. Стереоскопические снимки дают объемное изображение, но и в этом случае измерение приходится вести на глаз: ведь внутрь тела не введешь масштабную линейку! Новосибирский изобретатель Ф. И. Аксенов предложил ввести внутрь тела (путем оптического совмещения) изображение масштабной линейки (в виде решетчатого куба). На совмещенном снимке врач видит линейку, как бы введенную внутрь организма. Здесь применен первый из восьми способов, составляющих стандарт 24. Шестой способ в чем-то обратен первому: используют копию не добавки, а первого вещества (объекта, данного в задаче). Например, нужно получить
набор снимков различных сечений какого-то тела. По авторскому свидетельству № 499 577 изготовляют полую копию этого тела, наливают внутрь воду, наклоняют модель, чтобы поверхность воды имитировала нужное сечение, и фотографируют.
При проявлении фотоснимков надо удалить из фотоэмульсии оставшийся тиосульфат натрия. Для этого промывают1 пленку водой. Но раствор тиосульфата
бесцветен. Как определить, что в пленке не осталось тиосульфата? По стандарту 1 надо ввести «сигнальную» добавку. Но в тиосульфат ввести такую добавку практически очень сложно, пришлось бы использовать меченые атомы. Авторское свидетельство № 165 645 предлагает обходной маневр (соответствующий восьмому способу). В раствор вводят краситель. Эмульсия абсорбирует частицы красителя (берут такой краситель, который не окрашивает пленку и бумагу). Начинается промывка. Скорость вымывания красителя такая же, как скорость вымывания тиосульфата: смыт краситель — значит смыт и тиосульфат...
А теперь задача на стандарт 24.
Задача 46. В станке движется текстильная нить. Она проходит довольно долгий путь и при этом не только обрабатывается, но и вытягивается. Как определить степень вытяжки нити?
Останавливать нить нельзя. Наносить на нить посторонние вещества — тоже нельзя (даже временно и в самых малых дозах). Как быть?
С обычной точки зрения, запреты, перечисленные в условиях, утяжеляют задачу. Но для нас, наоборот, эти запреты облегчают решение: не нужно рассматривать два способа из восьми, входящих в стандарт 24.
Нельзя добавлять вещество — будем добавлять поле. Нанесем на нить электрические заряды — они сыграют роль меток. На контрольном участке определим расстояние между метками: чем больше это расстояние, тем больше вытяжка нити.
* * *
Обучение в общественных институтах и школах изобретательского творчества заканчивается подготовкой и защитой дипломных работ. Обычно такие работы содержат решение производственных задач: запись решения задачи по АРИЗ и копню заявки на изобретение. Но бывают дипломные работы и на теоретические темы. Несколько лет назад в Ленинграде и Днепропетровске были защищены две необычные работы: применение АРИЗ к совершенствованию... самого АРИЗ. Разумеется, совершенствование АРИЗ — не изобретательская задача. Но АРИЗ представляет собой систему, а раз так, то почему не применить к АРИЗ хотя бы некоторые общие принципы развития систем?..
В обеих работах среди других выводов был и такой: АРИЗ должен развиваться в направлении, приближающем его к идеальной системе. А система идеальна в том случае, если системы нет, но ее функция выполняется. Выходит, алгоритма не должно быть, а задача — без анализа по шагам — должна сразу решаться «сама собой», притом на высоком уровне...
Приближением к этому идеалу и оказались стандарты. Авторы дипломных работ, спрогнозировавшие появление стандартов, не знали, что первые пять стандартов уже испытываются и вот-вот вступят в строй.
Стандарты «вызревали» в АРИЗ постепенно. При решении по АРИЗ многих задач обнаруживалось внутреннее сходство между задачами внешне совершенно различными. Накапливалась информация о типичных классах задач и ошибках их решения. Дорогу к стандартам прокладывал и вепольный анализ: становилось очевидным, что вепольные преобразования — это готовые формулы решения изобретательских задач некоторых классов. Все вело к стандартам, и все-таки нелегко было отважиться на стыковку таких далеких друг от друга понятий, как «изобретение» и «стандарт»...
Сегодня стандарты позволяют — без анализа по шагам АРИЗ — решать некоторые достаточно часто встречающиеся классы задач. Еще раз подчеркнем: решать на высоком уровне.
Число стандартов постепенно увеличивается, но одновременно упорядочивается их классификация. Даже если стандартов станет много, перебирать наугад не придется: ведь каждый стандарт, в отличие от простых приемов, четко нацелен на решение своего класса задач.
Стандарты расправляются со стандартными задачами, а на долю АРИЗ остаются задачи* нестандартные. Но пропуская эти сегодня нестандартные задачи через АРИЗ, мы учимся различать «стандартные черты» в нестандартных задачах. Накапливается информация о новых классах задач... и через какое-то время появятся новые стандарты. Разгаданные классы задач становятся стандартными, они как бы «выводятся за скобки». А аналитический аппарат АРИЗ, оставаясь компактным, все больше приспосабливается к решению именно нестандартных задач — трудных, хитроумных, каверзных...
ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ ХАРАКТЕР
Процесс решения задачи (любым методом!) включает шесть основных этапов:
1) выбор или обнаружение задачи;
2) выбор поисковой концепции — общего направления, в котором следует искать решение задачи;
3) сбор информации, необходимой для уточнения задачи и поисков решения;
4) поиск идеи решения;
5) развитие идеи в конструкцию;
6) внедрение новой конструкции.
Решение простых задач настолько скоротечно, что все этапы могут быть пройдены за очень короткий срок. Но чем сложнее задача, тем больше времени нужно на «хождение по этапам». Типичный пример — изобретение промышленного способа получения связанного азота. В конце XIX века знаменитый английский физик Крукс произнес речь, в которой очень точно сформулировал новую проблему: для развития земледелия нужны азотные удобрения; получить такие удобрения в большом количестве можно только из воздуха; следовательно, нужны промышленные способы связывания азота. Преодолев первый этап, Крукс остановился. Но благодаря научному авторитету Крукса и впечатляющей форме, в которой он изложил проблему связывания азота, работа продолжалась, проблема привлекла внимание многих ученых и изобретателей. В их числе был и норвежский физик Биркеланд, специалист по полярным сияниям. Биркеланд знал, что в верхних слоях атмосферы при электрических разрядах получаются окислы азота. Возникла поисковая концепция: может быть, удастся воспроизвести этот процесс в лаборатории? Биркеланд начал эксперименты, постепенно накопил необходимую информацию и сформулировал идею нового способа: быстрое охлаждение азотно-кислородной смеси, прошедшей через электрическую дугу. На двух последних этапах работы решающую роль сыграл инженер Эйде, сумевший создать промышленную установку для получения связанного азота по идее Биркеланда.
Крупные изобретения создаются постепенно усилиями «кооперации современников», как говорил К. Маркс. Идет долгая эстафета, особенно на этапе поисков идеи: кто-то перекапывает часть поискового поля и, ничего не найдя, уступает место другому искателю... Путь этот очень долог, нередко дольше самой долгой жизни. Константин Эдуардович Циолковский всю жизнь посвятил проблеме космических полетов, но успел пройти первые четыре этапа: дальше эстафету подхватили Цандер, Королев, Янгель и многие другие исследователи, разработавшие конструкции ракетных систем.
Часто приходится слышать утверждение, что в наше время резко сократился и продолжает сокращаться путь от постановки задачи до широкого внедрения изобретения. В какой-то мере это справедливо, но только для небольших изобретений. Дело в том, что современная техника обладает значительной «массой», а потому и большой инерцией. Предположим, сегодня изобретен совершенно новый строительный кран. Предположим далее, что все в восторге от этого крана. Но кранов нужно много — сотни тысяч. Потребуются годы, чтобы наладить массовое производство новых кранов. Немало времени уйдет и на подготовку новых кадров. В самом идеальном случае путь от признанного изобретения до широкого внедрения займет лет 10—15.
Ну, а если изобретение еще не признали? Вот, например, авторское свидетельство № 169 955: принципиально новый способ уменьшения трения жидкости о стенки трубопровода. От заявки на изобретение до получения авторского свидетельства — 11 лет (см. «Изобретатель и рационализатор», 1969, № 4, с. 14). Авторское свидетельство № 247 064: принципиально новый тип судового движителя— 14 лет ушло на споры с экспертизой (там же, 1970, № 2, с. 39). Авторское свидетельство № 528 095 (Бюллетень изобретений, 1976, № 34, с. 14): новое лекарство «дибазол» — 27 лет от заявки до признания изобретения.
А время, необходимое на поиски решения? Здесь тоже счет идет на годы, а нередко на десятилетия.
Общая продолжительность «хождения по этапам» достигает иногда 50—70 лет: в таком почтенном возрасте нашли широкое применение, например, суда на подводных крыльях, суда на воздушной подушке.
Какими же качествами должен обладать изобретатель, вступающий на эту нелегкую и очень долгую дорогу?
Прежде всего он должен обладать колоссальной целеустремленностью: надо быть готовым к тому, что на решение задачи уйдет большая часть жизни.
Кроме того, он должен быть очень уверенным в себе, чтобы, несмотря на всеобщее неверие в «слишком смелую» идею, уметь отстаивать собственное мнение, не считаясь с авторитетами. Нам неизвестно, сколько смелых идей погибло на первых этапах их возникновения из-за того, что у их творцов не хватило веры в себя или мужества для отстаивания своей правоты.
Что касается информационного обеспечения, то при решении задач методом проб и ошибок приходится собирать решительно все, на что упадет взгляд изобретателя: ведь невозможно заранее предугадать, какая идея и из какой отрасли знаний может пригодиться.
ФИЗИКА ДЛЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЕЙ
При работе с АРИЗ от человека требуются нормальные качества: сознательная целеустремленность, вызванная необходимостью улучшить свое производство; уверенность в правильности предложенного решения, обусловленная знанием законов развития технических систем; умение регулярно пополнять информационный фонд АРИЗ.
Эти качества может выработать в себе каждый человек. «Сырьем» для выработки служат знания, поэтому вопрос о том, какие способности нужны изобретателю, при работе с АРИЗ вытесняется другим вопросом: какие нужны знания?
За последние десять лет через общественные институты и школы, различные курсы и семинары по АРИЗ прошли тысячи различных слушателей — от школьников до докторов наук. Наблюдая за ними, почти все преподаватели отмечали, что успешному освоению и применению АРИЗ способствует прежде всего активное знание физики. В этом нет ничего удивительного: в подавляющем большинстве случаев ответами на изобретательские задачи являются физические эффекты или сочетания приемов с физическими эффектами. Конечно, есть немало сильных изобретений, не связанных с физикой. Можно вспомнить хотя бы смелую идею корабля со съемным «верхом», позволяющим вести одновременную разгрузку с палубы и из трюмов. Решение чисто техническое, без физики — и все-таки сильное. Но намного чаще нефизические ответы встречаются в слабых изобретениях, например в способе измерения давления газа в лампе: разобьем лампу, выпустим газ в закрытый сосуд, измерим давление...
У подавляющего большинства сильных изобретений — отчетливый физический акцент. Поэтому, казалось бы, физики должны легко решать задачи. Но этого не происходит. Задача Но молниеотводе не раз предлагалась аудитории из физиков — и всегда эту задачу пытались решать, придумывая выдвижные столбы и иные столь же громоздкие сооружения. Психологическая инерция приковывает мысль к исходному образу, нет представления об ИКР, о необходимости выявить и преодолеть противоречие. И еще один чрезвычайно важный фактор: знания физические и технические лежат как бы отдельными слоями, между ними нет контакта. Для решения задачи о молниеотводе (см. пример к стандарту 28) вполне достаточно знать физику девятого класса. Знание есть, но оно бездействует...
Однажды был поставлен такой опыт. Группа, включавшая шесть физиков и одиннадцать инженеров, закончила составление двух таблиц по фепольным системам. Преподаватель дал домашнее задание: «Уже подобрано более двух десятков примеров для разных клеток таблиц. Нужно придумать 2—3 новых примера. Именно придумать, а не взять из литературы. При этом можно усовершенствовать таблицы». Группа дала более тридцати примеров, в том числе несколько весьма оригинальных, но все это были различные технические применения феполей. Никто, в том числе физики, не пришел к мысли использовать в фепольных системах физику, физические явления.
Поделиться книгой: