И тут появился изобретатель
Шрифт:
Кстати, «штуковина» и в самом деле оказалась непохожей на ледокол. Представьте себе корпус корабля, у которого вырезан средний слой, — тот слой, который находится на уровне льда. Или, скажем, десятиэтажный дом, у которого нет седьмого этажа. Корпус крупного ледокола как раз имеет высоту с десятиэтажный дом. Если одного этажа нет, лед (его толщина два-три метра) свободно пройдет сквозь отсутствующий этаж. И корабль сможет двигаться, не ломая лед.
Идеально было бы никак не соединять верхнюю и нижнюю части корпуса. Но практическое решение только приближается к ИКР. Приходится немного отступить от идеала — соединить обе части корпуса двумя прочными, узкими и острыми стойками-лезвиями. Они прорежут узкие щели во льду — это намного
Задача была красиво решена, но моряк, предложивший задачу, остался недоволен. В ту пору шли эксперименты по разрушению льда гидропушками, было много изобретений на тему «давайте сильнее разрушать лед», а тут «штуковина», которая проходит сквозь лед, почти не разрушая его. Непривычно!
Шесть лет спустя был опубликован патент на полупогруженное судно (вот и возник новый термин!), потом появились другие патенты и авторские свидетельства. На верфях уже заложены первые «сквозьледоходы». Как видите, для правильной оценки идеи изобретения тоже нужны воображение и знание законов развития технических систем.
Приемы преодоления психологической инерции кажутся чисто психологическими. На самом деле суть этих приемов в том, что они указывают направление, в котором закономерно развиваются технические системы.
Лет тридцать назад американский исследователь Уильям Гордон предложил использовать при решении изобретательских задач особый прием — эмпатию. Суть этого приема в том, что человек представляет себя машиной, о которой идет речь в задаче, вживается в образ этой машины и пытается искать решение, так сказать, играя за машину. Это чисто психологический прием, расчет на то, что неожиданный взгляд на задачу позволит увидеть нечто новое.
Мы решили проверить идею Гордона, поставили эксперименты. Оказалось, что эмпатия иногда помогает найти решение, но значительно чаще приводит в тупик. Вообразив себя машиной, изобретатель начинает избегать идей, связанных с ее разрушением, разделением, измельчением, плавлением, замораживанием… Для живого организма такие действия неприемлемы, запретны. И человек невольно переносит этот запрет на машины. А ведь машины и их части вполне можно разделять, измельчать и т. д.
Взять хотя бы задачу о роликовом конвейере. В поисках решения нам пришлось мысленно раздробить ролики, измельчить их до атомов. Измельчение частиц — одна из главных тенденций в развитии рабочих органов машин. Чем меньше частицы, тем легче ими управлять и тем больше открывается возможностей перед машиной. Вспомните машины на воздушной подушке: колеса были «измельчены», заменены молекулами газа, и машина приобрела способность двигаться по бездорожью, по воде.
А что если вместо эмпатий использовать… маленьких человечков? Прием очень прост: надо представить себе, что объект (машина, прибор и т. д.) — это скопление множества маленьких-маленьких человечков. Отчасти это похоже на эмпатию: можно взглянуть на задачу «изнутри», глазами одного из маленьких человечков. Но это «эмпатия без эмпатии» — нет присущих эмпатии недостатков. Идеи деления, дробления, измельчения легко воспринимаются: толпу маленьких человечков можно разделить, перестроить.
Однажды в порядке эксперимента группу инженеров попросили применить эмпатию к задаче о ледоколе. Инженеры охотно предлагали разные идеи о том, как ломать лед, но не высказали ни одной идеи о том, как ломать сам ледокол… Тогда ту же задачу дали другой группе и предложили использовать ММЧ — «моделирование маленькими человечками». У нескольких инженеров сразу появилась одна и та же идея: пусть толпа человечков (то есть корпус корабля) расступится и с двух сторон обойдет препятствие (лед).
Смелую идею никто всерьез не принял. «Это мы предлагаем, так сказать, в порядке бреда», — извиняющимся тоном сказал один из инженеров.
ММЧ требует сильного воображения. Надо представить себе, что объект состоит из коллектива маленьких человечков. Не молекул или атомов, а живых и мыслящих существ. Что они чувствуют? Как действуют? Как должны действовать? Как должен действовать коллектив?.. Очень удобная модель для размышлений! Если, конечно, есть навыки работы с такой моделью.
Задача 39. Капризная качалка
Дозатор жидкости сделан в виде качалки (рис. 1). В левой части дозатора емкость для жидкости. Когда емкость наполнена, дозатор наклоняется влево и жидкость выливается. При этом левая часть становится легче, дозатор возвращается в исходное положение. К сожалению, дозатор работает неточно: выливается не вся жидкость. Как только часть жидкости выльется, облегченная емкость уходит вверх — получается «недолив». Сделать емкость побольше и смириться с тем, что в ней остается часть жидкости? Но качалка капризна: «недолив» зависит от многих причин (вязкость жидкости, трение в опорах дозатора и т. д.). Нужно устранить «недолив» как-то иначе.
Используем метод моделирования маленькими человечками. На качелях девочки (жидкость) и мальчики (противовес в правой части дозатора). Вот принят «груз» (рис. 2), и левая часть качелей пошла вниз (рис. 3). Но как только спрыгнули одна-две девочки, левая часть качелей уходит вверх (рис. 4). Как сделать, чтобы все девочки успевали спокойно сойти с качелей? Ответ очевиден: пока девочки будут сходить, мальчики должны подвинуться к центру качелей (рис. 5), а потом вернуться в исходное положение (рис. 6).
Теперь перейдем от модели к реальной конструкции. Грузик в правой части дозатора должен легко перемещаться туда-сюда. Ясно, что лучше всего сделать грузик в виде шарика (рис. 7).
Задача решена. Мы вышли на ответ, используя метод ММЧ. Но нетрудно заметить, что при этом выявлено и устранено физическое противоречие («Момент силы, действующий на правую часть дозатора, должен быть малым, чтобы вся жидкость сливалась, и момент силы должен быть большим, чтобы емкость доверху наполнялась жидкостью»). Можно отметить и другое: дозатор, не имевший подвижных частей, теперь стал «динамичным», то есть техническая система вступила в третий этап развития. Следовательно, все идет как надо, решение найдено хорошее.
Задача 40. Вопреки физике?
Если вращать сосуд с жидкостью, центробежная сила заставит жидкость давить на стенки сосуда. Этим иногда пользуются в технике для обработки изделий давлением. Предположим теперь, что изделие расположили не у стенок, а в центре сосуда (рис. 8). Как заставить жидкость во вращающемся сосуде — вопреки законам физики! — давить не на стенки, а на изделие?