Идеал, ИКР и прыгающий чайник

Когда-то Джемсу Уатту вид кипящего чайника подсказал идею паровой машины. Узнав об этом, известный персонаж клуба «12 стульев» «Литературной газеты» Евгений Сазонов воскликнул:

 

Я сорок лет гляжу на чайник,

Поэт, прозаик, эрудит.

Но никаких необычайных

Во мне он мыслей не родит!

 

А как у вас? Появились ли какие-нибудь мысли? Нет? Так и должно быть. Мы, собственно, не знаем, что нам нужно изобрес­ти. Лично мне задачу с чайником подсказал один трагикомический случай. Как всегда, в утренней суете взглянув на часы, понял, что могу опоздать, и поспешил из дома. Обошлось, вовремя успел. Через полчаса, отдышавшись, вдруг вспомнил, что оставил на включенной электрической плитке чайник. Перед глазами стали появляться картины одна страшнее другой... Под комментарии коллег-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?

Попробуем вместе превратить описанную ситуацию с чайни­ком в задачу: «Чайник, оставленный на включенной электрической плите, сам не допускает своего перегрева после полного выкипа­ния в нем воды». Находим в системе чайник — плита конфликтую­щие элементы: днище чайника и поверхность нагревательного эле­мента электроплиты. Теперь уточним задачу: днище чайника после выкипания воды не должно нагреваться от плиты. Интересно?! Плита же не выключена, а почему днище не должно нагреваться? Итак, мы подошли к техническому противоречию.

Теперь представим себе «идеальный» чайник. Днище такого чайника само не допускает перегрева и проявляет способность ограждать себя от поверхности плиты. Попробуем приблизиться и к идеалу: вот вся вода выкипела, температура чайника подня­лась выше 100 °С, в этот момент между днищем и плитой появляет­ся теплоизолятор. Поверим, что такая ситуация возможна, и по­ищем теплоизолятор, причем самый лучший. Из справочника по теплотехнике узнаем, что таковым является воздух. Следователь­но, при перегреве между днищем и плитой должен появиться воздушный зазор.

Но ведь для этого нужно поднять чайник, а как это сделать? Еще раз уточняем задачу, которая теперь звучит так: днище, пе­регреваясь, должно само поднять чайник. Увидели свет в конце тоннеля? Но продолжим. Нужно поднять чайник, а для этого нуж­на энергия. Где ее взять? Короткая ревизия имеющихся ресур­сов — и энергия найдена: это тепло самой плиты. Теперь необходи­мо только найти элемент, способный преобразовать тепловую энер­гию в механическую. Снова открываем справочник — таких термо­чувствительных элементов много, например биметалл: он, пере­греваясь, изгибается. Все, задача решена. Надо просто-напросто прикрепить к бокам днища чайника биметаллические пластины, ко­торые при нагреве выше 100 °С (выкипела вода) изогнутся и под­нимут его над плитой. Образуется теплоизолятор — воздушная прослойка толщиной 30—40 мм. Чайник спасен. Можно располо­жить у днища кольцевую пружину, которая в сжатом состоянии будет удерживаться биметаллическими фиксаторами. Нагревшись выше 100 °С, он отпустит пружину, и чайник или кастрюля в бук­вальном смысле прыгнет с плиты на пол, спасая себя от перегрева, а дом от пожара.

Остается добавить, что первыми чайник «спасли» школьники 8 класса кружка «Импульс», которые получили настоящие взрослые авторские свидетельства по заявке «Устройство для тепловой обработки пищевых продуктов (варианты)»*. Это Андрей Усынин, Игорь Иванов, Андрей Мотыченко, Геннадий Огородников, Виктор Синяк. Не исключено, что вы можете найти и другое решение, 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!» — считал На­полеон, наставляя своих генералов. Мы также должны ставить перед собой сверхзадачу, чтобы решить обычную задачу. Наша сверхзадача — это 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. Но идеал нужно научиться формулиро­вать. Для'этого в ТРИЗ существуют специальные правила со­ставления идеального конечного результата-ИКР. Если задача освобождена от лишних элементов и в ней до­статочно 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 «виновный» элемент и уже к нему составить ИКР. Если от этого элемента не удалось добиться требуемых действий, то берем в помощники некий икс-элемент, который наделяем все­могущими свойствами. Пусть это вас не смущает. Решая задачу, постепенно определите, что скрывается за этим незнакомцем и ка­кой он должен иметь вид. Общая канва составления формулиров­ки ИКР выглядит 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), сохраняя способ­ность... (указать рассматриваемый элемент) совершать... (указать необходимое полезное действие). Конечно, не исключается воз­можность самостоятельного уточнения и некоторого изменения формулы ИКР, если это поможет лучше отобразить желаемое действие.

При решении изобретательских задач достичь полного идеала удается редко. Чаще приходится отступать от намеченной цели и вводить какие-то новые элементы. Но идея все же срабатывает -мы получаем максимум.

Не приходилось ли вам в школе, еще даже не решив задачу, заглядывать в конец учебника в поисках ответа, а затем старатель-, но подгонять к нему свое решение? Конечно, это нечестный способ получать 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.

Итак, кратко сформулируем основные мысли, которые были рассмотрены в главе об идеальности.

Техническая система в своем развитии приближается к идеалу, т. е. для выполнения единичной своей функции она все меньше затрачивает энергии, времени и пространства. Достигнув идеала, система исчезает, а ее функция продолжает выполняться.

Основные пути приближения к идеалу: повышение количества выполняемых функций, «сворачивание» в рабочий орган, переход в надсистему.

При приближении к идеалу техническая система вначале бо­рется с силами природы, с окружающей средой, затем приспосаб­ливается к ним и, наконец, использует их для своих целей. Закон повышения степени идеальности наиболее эффективно применяет­ся к тому элементу, который непосредственно расположен в зоне возникновения конфликта или сам порождает нежелательные яв­ления.

При этом повышение степени идеальности, как правило, осу­ществляется применением незадействованных ранее веществ и энергий, имеющихся в зоне возникновения задачи. Чем дальше от зоны возникновения конфликта будут взяты вещества и энергии, тем в меньшей степени удастся продвинуться к идеалу. Но в любом случае, продвигаясь к идеалу, вы будете испытывать все возраста­ющее сопротивление в виде противоречий. Их нужно знать и уметь преодолевать. Именно об этом пойдет у нас разговор со следую­щей главы.

А пока хочется напомнить одну древнюю притчу, которая, как мне кажется, заслуживает внимания изобретателя.

Обожженные солнцем Франции, блестят от пота спины грузчи­ков XI века. Гулко катятся по дощатому настилу тяжело груженные мрамором тачки. Идет закладка фундамента под знаменитый в будущем Шартрский собор.

Чем ты занят, уважаемый? — спросил прохожий первого грузчика.

Не видишь что ли? — ответствовал тот.— Камень 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.

Используя понятие об идеале, попытайтесь самостоятельно ре­шить несколько изобретательских задач. Пусть вас не смущает, что они взяты из различных областей деятельности человека. Для их решения достаточно будет представить себе идеал рассматрива­емой технической системы. Ответы сможете найти в конце книги, но не торопитесь заглядывать туда. Напоминаем, что в конце книги есть для вас небольшие подсказки.

Задача 4. Основание пирамиды Хеопса имеет абсолютно точную нивелировку, хотя занимает площадь 4,5 га. Как древние египтяне, не имея современных высокоточных приборов для ниве­лировки, могли выполнить эту работу?

Задача 5. Вы у врача в зубном кабинете. Поставив на боль­ной зуб пломбу, врач предупреждает вас: «Если пломба выпадет, нужно немедленно обратиться снова, чтобы поставить новую, ина­че зуб может разрушиться окончательно и его придется удалить». Однако пломба выпадает иногда совершенно незаметно, и человек может неделями не подозревать о случившемся.

Как узнать, что пломба выпала и следует набраться мужества для очередного визита к врачу?

Задача 6. Л теперь вы портной. Вам принесли модную яркую ткань с различными цветовыми полосами и попросили сшить лет­ний костюм, но так, чтобы нитки шва не были видны на костюме. Вы приняли заказ и задумались. Любая по цвету нитка будет вы­деляться на этом костюме. Спрятать шов вовнутрь не позволяет фасон. Как быть?

Задача 7. Как узнать, какой из радиоэлементов перегрева­ется при работе и его следует заменить?

Задача 8. Формовочный автомат каждую секунду выдает одну круглую таблетку. Она катится по наклонному лотку и попа­дает на приемный стол линии упаковки. Бывает, что автомат выда­ет брак: таблетку не круглой формы, а со сколами по краям или не вообще расколотую на две половинки. Как, не применяя каких-ли­бо специальных механизмов, отделить бракованные таблетки от целых?

Задача 9. Когда Петр I строил свой город на Неве, среди рабочего люда пошла молва, что это не богоугодное дело. Все ссылались на икону Богородицы, которая вдруг заплакала, когда началось строительство. Накинул Петр поверх своего царского мундира армянок и вместе с тульским оружейником мастером Тычкой пошел в церковь, где народ глазел на плачущую икону. Петр посмотрел на икону и спросил Тычку: «Большой ли тут зало­жен секрет?» Тот ответил: «Что хитро, то и просто»,— и потушил горящую свечку, что стояла у самой иконы. После этого визита ца­ря глаза Богородицы всегда были сухими. Какой секрет разгадал Тычка?

Задача 10. Во многих крупных городах автомобильные пе­рекрестки оборудуются специальными светофорами, которые сами регулируют длительность свечения красного или зеленого цвета, в зависимости от количества скопившихся автомашин. Как это мо­жет быть?

Задача 11. В бункер по трубопроводу самотеком подается песок. По мере заполнения бункера требуется перекрывать трубо­провод, но любые задвижки или краны быстро истираются песком. Предложите идеальный кран.

Задача 12. Назовите некоторые принципиальные изменения, которые произойдут в будущем с наручными часами при их движе­нии к идеалу.

Задача 13. Вы попали на консервный завод. Позванивая, нескончаемым потоком движутся по конвейеру обмытые горячей водой пустые стеклянные банки. Но некоторые из них имеют тре­щины в корпусе и сколы на горловинах. Предложите устройство для отделения бракованных банок от их общего потока. Только, прошу вас, не окунайте банку в воду, не применяйте фотоэлементы и прочую экзотику. Делайте проще, идеальнее! Удачи вам на пути к ИКР!

 

 

 

Наличие противоречия есть критерий истины, отсутствие противоречия – критерий заблуждения… Георг Гегель

 

ЗАРОДЫШ В НОВОРОЖДЕННОМ

(Закон единства противоречий)

... И подъехал богатырь на своем коне к перекрестку двух дорог и видит: лежит большой камень, а на камне том надпись: «Направо пойдешь — коня потеряешь, налево пойдешь — голову сложишь». Задумался Иван-царевич...

Кому не знакома эта русская сказка? Давно ли вы с затаен­ным дыханием слушали ее, искренне переживая и горячо желая удачи Ивану-царевичу? Но вот вы выросли, и у вас появились свои проблемы, и теперь уже сами частенько стоите на перекрестке дорог, изучая безрадостную надпись на камне. А камень этот в изо­бретательской практике называется противоречием. Оно появляется внезапно, как злой джинн во весь огромный рост, когда хотят основательно улучшить что-либо в машине или в технологии производства. Да и в быту вы сталкиваетесь с ним. Хотите по­быстрее сварить обед, увеличиваете пламя — и пожалуйста, оно, это противоречие, здесь ехидно выглядывает из наполовину сож­женной каши.

Мир техники полон противоречий явных и неявных. Именно они заставляют изобретателя вершить свой бесконечный поиск. Иммануил Кант, судивший обо всем основательно, заявил: «Изо­брести что-то — это совсем не то, что открыть, 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. Действительно, изоб­ретатель вынужден искать то, что в природе еще не существует, а если и существует, то по многим причинам неприменимо и тре­бует изменения. Создавая это «несуществующее», мы не имеем права, да и не можем нарушить уже существующие законы при­роды. Но и остановиться в своем развитии мы тоже не можем.

В этой ситуации знаменитый гамлетовский вопрос «быть или не быть?» из своей риторической сути перерастает в конкретную жестокую 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.

Применение 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 требовалась уже несравненно большая мощность. По этой причине он становился все более тугим. Оттянуть же тетиву такого лука было под силу далеко не каждому. Возникло противоречие. Вначале была сдела­на попытка преодолеть это противоречие «в лоб». Создавались огромные луки, которые оттягивались целой командой стрелков. Но в результате резко снижалась подвижность боевых отрядов и терялось одно из главных достоинств лучника — скорострель­ность. Следующая попытка обойти противоречие была предприня­та на «конструкторском» уровне. Это был тот же лук, но его тетива оттягивалась уже с помощью ручной лебедки. С этим арбалетом мог управляться уже один стрелок, но на взвод и заряжание ухо­дило слишком много времени. По этой причине орудие не получи­ло широкого 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 достаточную энергию, чтобы пробить любые доспехи. Но и это новое стрелковое оружие не оставалось без изменений. Оно совершенствовалось, испытывая новые противоречия. Например, первые ружья заряжались со ство­ла и по этой причине должны были быть короткими, но они же должны были быть и длинными, так как при коротком стволе пуля не успевала набирать достаточную скорость от давления расширя­ющихся пороховых газов. Противоречие разрешилось при снабже­нии ружья затвором и магазинной коробкой, которые позволяли вкладывать пулю в ствол уже со стороны приклада.

Дальнейший путь развития стрелкового огнестрельного ору­жия также был связан с преодолением очередных противоречий. Собственно, проследив развитие любой технической системы, мож­но увидеть везде общий признак — качественное ее улучшение ста­новилось возможным только через преодоление противоречий. 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, столкнувшись с про­тиворечиями в задаче, пугается и отступает перед их кажущейся непреодолимостью. Но это равносильно тому, как если бы хирург во время операции испугался воспаленного аппендикса и, не уда­лив его, спешно зашил рану. Изобретатель — хирург техники, его обязанность изменить или вообще убрать «воспаленный» узел ма­шины. И нельзя стать настоящим изобретателем, если не научиться находить и преодолевать противоречия.

С тех пор как человечество от делания подков перешло к изго­товлению автомобилей, оно накопило достаточно большой опыт общения с противоречиями в технике. Как правило, это были не­радостные встречи, каждая из них заставляла останавливаться и мучительно выбирать дальнейший путь. Велико было желание по­пытаться обойти противоречия стороной. Но подобные действия напоминают поведение страуса, который в случае опасности пря­чет голову в песок, наивно полагая, что теперь он весь находится в безопасности.

В конце прошлого века лондонские эксперты подсчитали, что если гужевой транспорт будет и дальше развиваться темпами, которые диктовала бурно развивающаяся промышленность горо­да, то через 20 лет Лондон окажется под двухметровым слоем навоза... Эта безрадостная картина виделась в неразрешимости противоречия — лошадей должно быть много, чтобы обеспечить сырьем фабрики и заводы, и лошадей должно быть мало, чтобы сохранить город. Положение спас автомобиль. Лошадиных сил в городе стало действительно во много раз больше — в каждом мо­торе их насчитывалось уже десятки или даже сотни, в то же время лошадей не стало. Противоречие разрешилось переходом транс­портной системы на качественно новый уровень. С появлением ав­томобиля казалось, что достигнуто полное благополучие и городу уже ничего не грозит. Но, как говорят французы, «если у вас все нормально, не беспокойтесь — это ненадолго».

Радуясь автомобилю, в 20-е годы никто не думал, что безудерж­ный рост их числа приведет к другой проблеме — загрязнению воздушной среды. Лондон снова первым почувствовал неладное. Над городом повис печально знаменитый автомобильный смог, образованный выхлопными газами сотен тысяч моторов. Люди задыхались, регулировщики на перекрестках облачались в кисло­родные скафандры. Так заявляло о себе непреодоленное техни­ческое противоречие 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 образовывать токсичные соединения.

Когда автомобилей было мало, это положение не вызывало особого беспокойства. Мощь, скорость, комфорт завораживали конструкторов. Вылетающее полусгоревшее топливо из выхлопных труб наводило лишь на мысль — установить более емкие баки для топлива. С увеличением числа автомобилей положение резко из­менилось. Неразрешенное техническое противоречие вступило в конфликт с человеком и природой. Различные дожигатели выхлоп­ных газов значительно усложняют двигатель и забирают изрядную долю его мощности. Не очень-то помогают и различные добавки, вводимые в топливо. Они вредно действуют на сам двигатель. Эти­ми и подобными средствами мы пытаемся обойти противоречие, но не разрешить его. Уже знакомая нам тактика страуса...

Любимое дитя XX века, развившись, успело накопить в себе столько неразрешенных противоречий, что уже давно и успешно воюет с человеком, наказывая его за скудость и робость изоб­ретательской мысли. Ныне на дорогах мира от автомобиля по­гибает более четверти миллиона человек в год. Это больше, чем погибает от всех стихийных бедствий планеты — землетрясе­ний, ураганов, штормов и т. д. Автомобиль, нарушая экологичес­кое равновесие и тесня природу, наносит ей несравненно больший ущерб, чем все остальные вредители и болезнетворные микробы. Если бы природа умела стрелять, она в первую очередь «застре­лила» бы автомобиль.

Противоречие, которое несет в себе автомобильный двигатель внутреннего сгорания, перерастает в бедствие глобальных масш­табов. Такое положение не может оставаться дальше. Оно должно быть изменено. И оно изменится, когда мы научимся сжигать топливо в цилиндре без образования токсичных выхлопов. Но для этого нужно намного увеличить время его горения, что приве­дет к потере мощности... Снова противоречие. Попробуйте его разрешить, используя рекомендации ТРИЗ, и разнесите противоречивые требования во времени и пространстве (см. приложение 1). Это значит, что сжигать топливо, причем полностью и качественно, нужно в одном месте, а использовать полученную энергию в другом. Надо освободить автомобиль от двигателя внутреннего сгорания, поставив на это место аккумули­рующую установку — электрическую, инерционную, газовую и иного типа. Думается, что первым будет инерционный аккумуля­тор. Он проще, легче и надежней, чем электрический. Созданные сегодня супермаховики уже могут запасать в себе энергию, доста­точную для движения автомобиля на многие сотни километров. Конструкции супермаховиков совершенствуются. Единожды раскрученные, в вакуумированном кожухе они могут сохранять свое вращение в течение многих месяцев.

Реальной станет картина, когда на автозаводах вместо мотора в автомобиль будут устанавливать супермаховик, раскрученный на полные обороты. Его энергии хватит на несколько месяцев эксплуатации автомобиля. Затем последует новая подкрутка, и снова автомобиль будет ездить, не имея мотора. Для раскрутки маховиков будут предусмотрены специальные ТЭС, которые по су­ти своей представляют те же самые автомобильные двигатели, но вынесенные за пределы города и объединенные в один. При этом появляется реальная возможность запасать в маховиках энергию от низкопотенциальных возобновляемых источников -ветер, геотермальные воды, солнечное тепло и т. д.

Итак, автомобиль станет экологически чистым. Что же дальше? Все ли проблемы исчезнут? Увы, при дальнейшем развитии авто­мобиля обязательно появятся новые противоречия, которые также потребуют своего разрешения. Этот процесс нескончаем, он дикту­ется самой диалектикой развития. Любая техническая система уже в зародыше несет в себе начало будущих проблем, которые возрастают по мере увеличения наших потребностей.

Следует еще раз четко уяснить — противоречия в технике появляются лишь тогда, когда мы повышаем свои требования к той или иной технической системе или к ее какому-либо узлу. Причем требования к объекту могут быть самыми различными — отсюда и множественность противоре­чий. Тесная взаимосвязь желае­мого и нежелаемого была отме­чена еще в древности. Китай­ская монада трактовала эту двуединую связь следующим образом: «Нет добра, в котором бы не содержалось зло, и нет зла, в котором бы не содержа­лось добро». Графически это выражалось следующим обра­зом.

Конечно, можно соглашаться или не соглашаться с такими обобщениями, но что касается изобретателя, то он обязан видеть в своей новой, только что рожденной им машине и зародыши ее будущих недостатков. Это позволяет своевременно принять меры для устранения противоречий еще до того, как они сами заявят о себе во весь голос.

Допустим, что удалось спроектировать автомобиль, развиваю­щий скорость 700...800 км/ч. Какие появятся противоречия? Одно из них — тормоза: необходимы надежные, «мертвые» тормоза, чтобы в случае опасности произвести резкое торможение, и нельзя их иметь, так как при резком торможении могут возникнуть перегрузки, которые не выдержат пассажиры. Выход: снабдить автомобиль специальной радарной установкой, которая прощупы­вала бы дорогу на несколько километров вперед, так как тормозной путь составляет более 500 м. Но все это невероятно усложнит автомобиль, и к тому же любая дорога имеет повороты, уклоны, где радарная установка будет бесполезной. Выявленное противо­речие заставляет отказаться от задуманного автомобиля. А люди хотят ездить все быстрее...

Как же быть? Противоречие, обнаруженное в задуманном ав­томобиле, можно разрешить только на уровне надсистемы, в кото­рую он входит, т. е. нужно заняться изменением самой дороги. Ее полотно следует поднять над уровнем земли, чтобы исключить по­явление на ней любого случайного предмета, вызывающего необхо­димость экстренного торможения. Скорее всего, эта дорога будет напоминать монорельс, который служит не только опорой для ко­лес, но и позволяет транспортировать энергию для движения. А что же осталось от автомобиля? Кабина для пассажиров и двига­тель электрического или электромагнитного типа. Цель достигну­та — можно безопасно перемещаться со скоростью 700...800 км/ч.

Преодолевая противоречия, городской транспорт из моноси­стемы, которую сегодня представляют собой отдельные автомоби­ли, неизбежно перейдет в полисистему. Это будут и уже упомя­нутые монорельсовые дороги, и подвижные высокоскоростные тротуары, и спрятанный под землей пневмотрубопроводный тран­спорт, и другие не менее высокоорганизованные, экологически чистые и безопасные технические системы. Конечно, не исключе­на возможность использования обычного автомобиля. Но это бу­дет прогулочный, специальный или спортивный автомобиль, от­носительно тихоходный и такой же редкий, как сегодня лошадь на улицах города.

Из сказанного следует, что противоречия определяют не толь­ко настоящее, но и будущее развиваемой технической системы. Выявление и анализ противоречий лежат в основе прогнозиро­вания техники будущего.

Интересно отметить удивительную изобретательность природы, которую она проявляет при возникновении противоречий. Вот один из примеров. Затерянный в океанских просторах остров Маврикий покрывают заросли кальварии. Но семена этих растений усиленно склевываются птицей дронт. Природа вышла из неблаго­приятного положения следующим образом. Она снабдила семена кальварии необычно толстой оболочкой. Зародыш растения может проклюнуться лишь в том случае, если скорлупа семени поистер­лась о пищеварительные камушки, которые дронт, подобно мно­гим другим птицам, глотает и постоянно носит в желудке. Разре­шив противоречие — быть съеденным и не быть съеденным, каль­варии получили возможность размножаться и благоденствовать.

Теперь, после того как мы «нарисовали» общий портрет 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.

Но перед этим попробуйте попрактиковаться в нахождении противоречий общих видов и в их преодолении на задачах.

3 а д а ч а № 14. Одно из семи чудес света — Александрийский маяк на египетском берегу Средиземного моря. Время разрушило маяк, но археологи утверждают, что он был высотой более 300 м.

Несколько веков простоял маяк с надписью на вершине: «Для богов и во имя спасения моряков построил Состратос из Книда, сын Дексифона». Так звали строителя, и люди запомнили его имя на века. Но история помнит и другое. Когда строительство маяка заканчивалось, Состратоса вызвал император и повелел: «Ты вы­сечешь на маяке мое имя!» Строитель знал — если он не выпол­нит приказ, то его казнят, а если выполнит — то потомки никогда не узнают имени настоящего автора маяка. Строитель остался жив, но и весь мир узнал его имя. Как это могло произойти?

3 а д а ч а № 15. Жил-был всемогущий черт. Однажды он пой­мал трех путников и согласился отпустить их, если они поставят ему невыполнимую задачу.

Первый путник попросил сделать дерево золотым, второй — повернуть реку вспять. Оба задания черт с легкостью выполнил.

Третий путник остался жив. Какое задание он поручил черту?

Задача № 16. Какое противоречие существует в упавшем с дерева зрелом яблоке и как оно разрешается природой?

3 а д а ч а № 17. Какое противоречие не разрешено в наконеч­нике забитой строительной сваи?

3 а д а ч а № 18. Назовите предметы домашнего обихода, кото­рые были бы одновременно: горячие и холодные, единые и раз­дробленные, съедобные и несъедобные, твердые и жидкие.

Задача № 19. Назовите живое существо, которое одновре­менно летит со скоростью звука и со скоростью пешехода.

3 а д а ч а № 20. Как съесть то, что все знают, но никто никогда не видел?

Если некоторые задачи будут для вас трудноваты, не отчаи­вайтесь. Вернитесь к ним после прочтения главы «Поединок с про­тиворечиями», и успех вам будет обеспечен.

 

 

ЗНАЮ, ЧТО, НО НЕ ЗНАЮ, КАК

(Административное противоречие)

Философия административного противоречия проста и звучит обезоруживающе прямолинейно, например: «Так делать нельзя, но делать все-таки нужно!», или: «Так продолжаться больше не может, нужно что-то делать!»

Убедительно, не правда ли? Административные противоречия, как правило, порождает сам человек, точнее, те организационные обстоятельства, которые он создал. Приведем в качестве примера следующий исторический случай.

Около двенадцати столетий назад, в 800 г., происходила ко­ронация Карла Великого. По ритуалу возложить корону на Карла должен был папа римский. Перед Карлом возникла нелегкая за­дача. Коронация была нужна для укрепления власти, поэтому политические соображения диктовали необходимость ее проведе­ния «по всей форме». С другой стороны, из-за политических же соображений было совершенно недопустимо, чтобы папа римский короновал Карла, поскольку получалось, что папа выше импера­тора: раз папа дал корону, он может когда-нибудь и забрать ее. Возникла сложная ситуация: Карл должен быть коронован папой римским, чтобы соблюсти ритуал, и не должен, чтобы не оказать­ся в зависимости от духовенства. Карл Великий нашел ориги­нальный выход. В момент коронации он выхватил корону из рук папы и сам водрузил ее на свою голову. Да здравствует король! Ничто и никто не может быть выше короля!

Тысячу лет спустя, в декабре 1804 г., в парижском соборе Нотр-Дам происходила коронация Наполеона. И снова возник­ла аналогичная ситуация. Наполеон воспользовался приемом Карла Великого и также перехватил 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 все же связано с человеком и наводит его на размышления — нужно что-то де­лать, но не знаю, как и с чего начинать.

Административное противоречие включает в себя целый клу­бок задач, и многие трудности при его разрешении обусловлены попытками сразу понять ситуацию, без выявления конкретной задачи. Непопулярность многих заводских темников, этого своеоб­разного перечня изобретательских задач, и определена именно тем, что в них, как правило, представлены задачи на уровне адми­нистративного противоречия. В обязанности изобретателя входит преодоление этого противоречия путем превращения неясной, рас­плывчатой ситуации, состоящей из клубка задач, в одну конкрет­ную техническую задачу. Давайте заглянем в один из таких перечней и попытаемся преодолеть имеющееся там административное противоречие на примере такой задачи. «Усовершенствуйте существующую высо­ковольтную линию электропередачи, мачтовые опоры которой расположены в зоне вечной мерзлоты. Некоторые фундаменты мач­товых опор отогревают прилегающий к ним грунт, который разжи­жается, теряет свою несущую способность, и опоры падают. Предложите способ, исключающий это явление». Прочитав такую формулировку, вы вряд ли сможете 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. Изменить мачту уже не представляется возможным. Предложить новый фундамент? И этого делать нель­зя. Потребовались бы значительные капитальные работы и связан­ное с ними отключение линии. Сменить вокруг фундамента грунт? Мало вероятно, что удастся сделать это без отключения линии. Выходит, можно заняться только укреплением имеющегося грун­та путем его искусственного подмораживания. Но опор сотни. Неужели придется возле каждой из них в теплое время года пропитывать грунт низкотемпературной жидкостью? Это невоз­можно, да и не нужно. Аварийная оттайка грунта происходит только под некоторыми опорами. Но как узнать, под которой именно? Вот и появилась конкретная задача. Формулируется она так: «Предложите устройство или способ обнаружения аварий­ной оттайки вечномерзлого грунта под опорами линии электро­передачи».

Сравните эту формулировку с первоначальной. Разница, как видите, значительная. Теперь вы уже точно знаете, какой пробле­мой надо заниматься.

В случае вновь проектируемой линии могло быть выявлено совсем иное направление, например создание самоохлаждающих­ся опор. Но к уже построенной линии такой подход невозмо­жен. Требуется исходить из сложившейся ситуации и из клубка имеющихся задач выбрать ту, решение которой реально внед­ряемо.

Итак, основные признаки административного противоречия в технике — неясность ситуации, конфликт между человеком и тех­никой, появление новой потребности при отсутствии средств ее реализации, или неспособность техники удовлетворить старые по­требности, но в большем объеме.

Преодоление административного противоречия, т. е. выбор конкретной задачи в конкретных условиях, связано с проведе­нием причинно-следственного анализа ситуации, поиска первопри­чины. Позже вы более подробно ознакомитесь с этой работой, а сейчас напоминаю, что, преодолев административное противо­речие и выйдя на задачу, вы неизбежно столкнетесь с новым, так называемым техническим противоречием.

 

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: