И тут появился изобретатель
Шрифт:
Знакомьтесь: технические противоречия
Теперь в вашем арсенале три приема, и вам может показаться, что дальше всё просто: нужно освоить сотню приемов — и тогда не страшна ни одна задача. Увы, все гораздо сложнее. Поясню это на примере.
Существуют трубосварочные станы, обладающие очень высокой производительностью. В цехе устанавливают
Всё прекрасно, но изготовленную трубу надо разрезать. Допустим, длина каждого отрезка 10 метров. Значит, отрезать десятиметровую трубу нужно за 10 секунд. И не только отрезать трубу, но и вернуть режущее устройство (оно уйдет вместе с трубой на десять метров) в начальное положение.
Режущее устройство, похожее на дисковую пилу, называют «летучим». И в самом деле режущий диск «летает» взад-вперед с огромной скоростью: резать приходится на ходу, труба непрерывно выходит из стана.
Посмотрите, что получается. Чтобы резать быстро, нужно мощное режущее устройство. Такое устройство неизбежно оказывается тяжелым, громоздким: режет оно быстро, но передвигается медленно. Если же сделать режущее устройство полегче, оно будет быстро передвигаться, но медленно резать. Заколдованный круг! Выбрать что-то среднее? Так и делают. В результате «летучий» нож и режет неважно, и передвигается не очень быстро… Приходится в полтора-два раза уменьшать скорость сварки трубы. Обидно!
Наверное, вы уже подумали о приеме «сделать заранее». Действительно, разрезать ленту намного проще, чем разрезать трубу: быстрый удар ножа — и лента разрублена. Но задачу это, увы, не решает. Представьте себе киноаппарат или магнитофон, которые работают на коротеньких кусках ленты. Сколько будет хлопот с заправкой и наладкой! Высокая производительность трубосварочных станов как раз и достигнута за счет непрерывности процесса, от этого нельзя отказаться.
Задачу долгое время не удавалось решить. Ценой разных ухищрений повышали скорость «полета» режущих устройств, но тут же снижалась точность — трубы выходили то длиннее, то короче. Приходилось сооружать сложные электронные системы контроля: точность повышалась, но машина становилась дорогой, капризной, ненадежной.
Разумеется, в конце концов появился изобретатель. Он предложил использовать одновременно два приема: «сделать заранее» и «сделать чуть меньше». Суть второго приема в том, что если какое-то действие нельзя осуществить полностью, его надо выполнить частично. То есть ленту надо не отрезать, а надрезать. Если после сварки посильнее дернуть трубу, она сама отделится. Красивое изобретение, правда? «Летучее» режущее устройство вообще не нужно. Труба проходит внутри электромагнита; импульс тока, рывок — и отделяется нужный отрезок…
Как видите, «хитрость» тут в сочетании двух приемов. Порознь эти приемы ничего не дают. А из ста приемов можно получить десять тысяч сочетаний по два приема! Если же учесть, что могут быть сочетания и трех, четырех, пяти приемов, то число «ключей» к задачам становится практически безграничным… И мы возвращаемся к необходимости наугад перебирать варианты.
Некоторые приемы были известны еще в конце прошлого века. Изобретатели, психологи, разные специалисты проводили списки, иногда включавшие до двадцати — тридцати приемов. Не раз казалось, что остается сделать немногое — пополнить списки, классифицировать приемы — и, пожалуйста, можно решать
А если подойти к проблеме с другой стороны и попытаться понять, откуда берутся изобретательские задачи и вообще что это такое — изобретательская задача?
Возьмем хотя бы задачу о резке труб. Существовала техническая система — комплекс машин и устройств для изготовления труб. Одну из частей этой системы — сварочный стан — улучшили, сделали более мощным. И возникло техническое противоречие: стан мог вести сварку с большой скоростью, а режущее устройство не успевало отрезать трубы. Чем больше скорость сварки, тем тяжелее работать режущему устройству. Попробовали переделать это устройство, и снова возникло техническое противоречие: увеличишь мощность ножа — выиграешь в скорости резания, но проиграешь в утяжелении устройства, замедлится его перемещение.
Технические системы, подобно живым организмам, состоят из взаимосвязанных частей. Если «просто так» увеличить одну часть системы, это отрицательно скажется на других ее частях. Поэтому изобретательские задачи всегда содержат два требования: надо улучшить какую-то часть (какое-то свойство) системы и при этом не ухудшить другие ее части (другие свойства) или всей системы в целом. Сделать изобретение — значит преодолеть техническое противоречие.
Задача 8. Вездеход на Марсе
В одном фантастическом рассказе описана экспедиция на Марс. Космический корабль опустился в долину с очень неровной поверхностью: всюду холмы, ямы, камни. Космонавты быстро снарядили вездеход — колесный, с большими надувными шинами. Но на первом же крутом склоне вездеход опрокинулся набок.
И тут… Нет, к сожалению, в рассказе изобретатель не появился.
А как вы думаете: что бы он предложил?
Учтите, у космонавтов не было возможности переделывать вездеход.
Эту задачу тоже напечатали в «Пионерской правде». В большинстве писем был такой ответ: «Под днищем вездехода подвесить груз. Центр тяжести станет ниже, машина будет устойчивее». Не спешите выдвигать свою идею, давайте сначала оценим чужие предложения. У нас теперь есть критерий для оценки: преодолевается техническое противоречие или нет?
Груз, подвешенный под днищем машины, повысит ее устойчивость. Но одновременно ухудшится проходимость: груз будет цепляться за выступы в почве, за камни. Техническое противоречие!
Были и другие предложения:
выпустить воздух из шин, чтобы они просели наполовину;
снабдить вездеход дополнительной парой боковых колес;
экипажу высовываться из окон и дверей и держать равновесие, как это делают мотогонщики…
Нетрудно заметить, что в каждом из этих предложений выигрыш связан с проигрышем. Просевшие наполовину шины резко замедлят движение вездехода. Дополнительные колеса — серьезное усложнение конструкции, а мастерских на Марсе нет. Заставлять космонавтов выполнять опасные акробатические трюки — недопустимый риск… Избежать противоречий так трудно, что автор одного из писем признался: «Ничего не могу придумать. Пусть космонавты идут пешком…»