МОДЕЛИРОВАНИЕ С ПОМОЩЬЮ «МАЛЕНЬКИХ ЧЕЛОВЕЧКОВ»

С каждой новой модификацией детерминированность шагов АРИЗ возрастает. Усиливается и информационное обеспечение. Тем не менее АРИЗ не отменяет необходимости думать, он лишь управляет процессом мышления, предохраняя от ошибок и заставляя совершать необычные («талантливые») мыслительные операции.

Существуют очень подробные наставления по управлению самолетами и не менее подробные наставления по хирургическим операциям. Можно выучить эти наставления, но этого мало, чтобы стать пилотом или хирургом. Кроме знания наставлений, нужна практика, нужны выработанные на практике навыки. Поэтому в общественных школах изобретательского творчества планируется на основе АРИЗ примерно 100 учеб. часов занятий в аудитории и 200 ч. на выполнение домашних заданий.

На первых порах нередки очень грубые ошибки, обусловленные самым элементарным неумением организованно мыслить. Например, как решают задачу 31? Четыре человека из пяти в начале обучения указывают в качестве конфликтующей пары агрессивную жидкость и стенки камеры. Изделия (кубики сплавов), для обработки которых существует техническая система «сосуд - жидкость - кубики», не попадают в конфликтующую пару и, следовательно, в модель задачи. В результате скромная задача об обработке кубиков заменяется намного более сложной проблемой сохранения любой агрессивной жидкости (притом горячей) в сосуде из обыкновенного металла. Такая задача, разумеется, достойна всяческого внимания, на нее не жалко потратить и годы. Решение подобных задач обычно требует изменения всей надсистемы, в которую входит рассматриваемая система. Детализация, проверка и внедрение новых идей требуют в этих случаях огромной по объему работы. Прежде чем посвятить этому годы (а может быть, и всю жизнь), целесообразно потратить пять минут на решение более простой, но тоже нужной задачи: как все-таки быть с кубиками?..

Если в качестве конфликтующей пары взяты «кубик-жидкость», камера не попадает в модель задачи. На первый взгляд, это утяжеляет условия: раз дело не в стенках камеры, они могут быть любые (их даже может вообще не быть!); придется искать решение, при котором хранение агрессивной жидкости вообще не зависит от стенок сосуда... Как обычно, мнимое утяжеление фактически означает упрощение задачи. В самом деле, в чем конфликт теперь, когда осталась пара «кубик-жидкость», а «камера» оказалась «вне игры»? В агрессивном действии жидкости? Но ведь в этой паре жидкость обязана быть агрессивной - это ее полезное (и только полезное!) качество... Конфликт теперь в том, что жидкость не будет держаться (без камеры) у кубика. Она просто-напросто разольется, выльется, утечет. Как сделать, чтобы жидкость, не разлилась, а надежно держалась у кубика? Налить ее внутрь кубика - ответ единственный и достаточно очевидный. Гравитационное поле действует на жидкость, но это действие не передается на кубик и поэтому жидкость и кубик не взаимодействуют (механически). Простейшая задача на постройку веполя: пусть гравитационное поле действует на жидкость, а та передаст это действие кубику. Заменить кубики «стаканами» (полыми кубиками) - первая идея, которая приходит в голову, если в модели задачи взяты кубик и жидкость, а не жидкость и камера. Стенка есть (стенка кубика) и стенки нет (стенки камеры) - отличное устранение физического противоречия. Такое решение заведомо не надо проверять - оно абсолютно ясно и надежно, здесь не нужна конструкторская разработка, нет проблемы внедрения. А чтобы получить это решение, нужно всего-навсего выполнить прямое и простое предписание АРИЗ: в конфликтующей паре должны быть изделие и непосредственно действующий на него элемент системы. Или (как в задаче о молниеотводе) можно рассмотреть конфликт между двумя парами: «кубик-жидкость» и «жидкость-камера». ИКР: отсутствующая жидкость сама не действует на камеру, сохраняя способность действовать на образец. Здесь путь к решению еще короче, ибо с самого начала принято, что жидкость отсутствует. Сразу возникает четкое противоречие: жидкость есть (для кубика) и жидкости нет (для камеры). По условиям задачи разделить конфликтующие свойства во времени нельзя (жидкость должна непрерывно действовать на образец), остается одна возможность: разделить конфликтующие свойства в пространстве - жидкость есть там, где кубик, и жидкости нет там, где камера.

Текст АРИЗ-77 включает девять простых правил, но научиться выполнять эти правила, увы, не так просто. Сначала правила не замечают, «пропускают», потом их начинают неверно применять и лишь постепенно, где-то на второй сотне задач вырабатывается умение уверенно работать с АРИЗ. Любое обучение трудно, но обучение организованности мышления при решении творческих задач трудно вдвойне. Если дать задачу на вычисление объема конуса, человек может неверно записать формулу, неверно перемножить числа, но никогда не скажет, даже не заглянув на цифры: «Объем конуса? А что если он равен 5 см3 или 3 м3? В какой цвет окрашен конус? А может быть, дело совсем не в конусе? Давайте лучше вычислим вес какой-нибудь полусферы...» При решении изобретательских задач такие «пируэты» называются «поиском решения» и никого не смущают...

Есть много тонких механизмов решения, которые сегодня еще нельзя сформулировать в виде простых правил. Они пока не включены в текст АРИЗ, но их можно «встроить» по усмотрению преподавателя, когда обучающиеся привыкнут вести анализ, не обрывая его где-то в середине извечным: «А что если сделать так?..»

Как мы уже говорили, Гордон, создавая синектику, дополнил мозговой штурм четырьмя видами аналогий, в том числе эмпатией - личной аналогией. Сущность этого приема заключается в том, что человек, решающий задачу, «входит» в образ совершенствуемого объекта и старается осуществить требуемое задачей действие. Если при этом удается найти какой-то подход, какую-то новую идею, решение «переводится» на технический язык. «Суть эмпатии,- говорит Дж. Диксон, - состоит в том, чтобы «стать» деталью и посмотреть с ее позиции и с ее точки зрения, что можно сделать» [9, с. 45]. Далее Дж. Диксон указывает, что этот метод очень полезен для получения новых идей.

Практика применения эмпатии при решении учебных и производственных задач показывает, что эмпатия действительно иногда бывает полезна. Но иногда она бывает и очень вредна. Почему?

Отождествляя себя с той или иной машиной (или ее частью) и рассматривая ее возможные изменения, изобретатель невольно отбирает те, которые приемлемы для человека, и отбрасывает неприемлемые для человеческого организма, например разрезание, дробление, растворение в кислоте и т. д.

Неделимость человеческого организма мешает успешно применять эмпатию при решении многих задач, подобных, например, задачам 23-25.

Недостатки эмпатии устранены в моделировании с помощью маленьких человечков (ММЧ) - методе, который применяется в АРИЗ. Суть его состоит в том, чтобы представить объект в виде множества («толпы») маленьких человечков. Такая модель сохраняет достоинства эмпатии (наглядность, простота) и не имеет присущих ей недостатков.

В истории науки известны случаи, когда стихийно применялось нечто похожее на ММЧ. Два таких случая особенно интересны. Первый - открытие Кекуле структурной формулы бензола.

«Однажды вечером будучи в Лондоне, - рассказывает Кекуле, - я сидел в омнибусе и раздумывал о том, каким образом можно изобразить молекулу бензола С6 Н6 в виде структурной формулы, отвечающей свойствам бензола. В это время я увидел клетку с обезьянами, которые ловили друг друга, то схватываясь между собой, то опять расцепляясь, и один раз схватились таким образом. что составили кольцо. Каждая одной задней рукой держалась за клетку, а следующая держалась за другую ее заднюю руку обеими передними, хвостами же они весело размахивали по воздуху. Таким образом, пять обезьян, схватившись, образовали круг, и у меня сразу же блеснула в голове мысль: вот изображение бензола. Так возникла вышеприведенная формула, она нам объясняет прочность бензольного кольца» (цит. по [7. т. 2, с.80-81]).

Второй случай еще более известен. Это мысленный эксперимент Максвелла при разработке им динамической теории газов. В этом мысленном опыте были два сосуда с газами при одинаковой температуре. Максвелла интересовал вопрос, как сделать, чтобы в одном сосуде оказались быстрые молекулы, а в другом медленные. Поскольку температура газов одинакова. сами по себе молекулы не разделятся: в каждом сосуде в любой момент времени будет определенное число быстрых и медленных молекул. Максвелл мысленно соединил сосуды трубкой с дверцей, которую открывали и закрывали «демоны» - фантастические существа примерно молекулярных размеров. Демоны пропускали из одного сосуда в другой быстрые частицы и закрывали дверцу перед маленькими частицами.

Рис. 1.

Два эти случая интересны, прежде всего тем, что объясняют, почему в ММЧ взяты именно маленькие человечки, а не, например, шарики или микробы. Для моделирования нужно, чтобы маленькие частицы видели, понимали, могли действовать. Эти требования естественнее всего ассоциируются с человеком: у него есть глаза, мозг, руки. Применяя ММЧ, изобретатель использует эмпатию на микроуровне. Сохранена сильная сторона эмпатии и нет присущих ей недостатков.

Эпизоды с Кекуле и Максвеллом описывались многими авторами. Но никто не связывал их вместе и не задумывался над вопросом: вот два случая в разных отраслях науки, почему бы не превратить эти случаи в метод, используемый сознательно? Историю с Кекуле обычно приводили, чтобы поговорить о роли случайности в науке и изобретательстве. А из опыта Максвелла делали и без того очевидный вывод, что ученому нужно воображение...

Техника применения метода ММЧ сводится к следующим операциям:

- на шаге 3.3 надо выделить часть объекта, которая не может выполнить требования, указанные на шаге 3.2, и представить эту часть в виде маленьких человечков;

- надо разделить человечков на группы, действующие (перемещающиеся) по условиям задачи;

- полученную модель надо рассмотреть и перестроить так, чтобы выполнялись конфликтующие действия.

Например, в задаче 24 рисунок к шагу 3.3 обычно выглядит так, как показано на рис. 1, а : выделен внешний слой круга, который по структуре ничем не отличается от центральной части круга. На рис. 1, б показан тот же рисунок, но сделанный с использованием ММЧ. Маленькие человечки, соприкасающиеся с обрабатываемой поверхностью, удаляют частицы металла, а другие человечки придерживают «работников», не давая им вылететь из круга, упасть, быть отброшенными. Меняется глубина впадины - соответственно перестраиваются человечки. Рассматривая левый рисунок, не так просто прийти к выводу о необходимости раздробить наружную часть на «зерна», сделав эти зерна подвижными и в то же время «цепляющимися» за круг. Правый рисунок приводит к этой идее.

Однажды на семинаре по ТРИЗ слушателям была предложена задача об увеличении скорости движения ледокола: повысить скорость за счет увеличения мощности двигателей нельзя; современные ледоколы настолько «заполнены» двигателями, что почти не несут полезной нагрузки (подробные условия задачи и запись решения по АРИЗ, см. [13, с. 179-188]).

Рис. 2.

Сначала задачу решали, используя эмпатию. Один из слушателей, вживаясь в «образ ледокола», сосредоточенно ходил по комнате, а потом подошел к столу «Это - лед, - сказал слушатель. - А я - ледокол. Я хочу пройти сквозь лед, но лед меня не пропускает... ». Он давил на «лед», наскакивал на него с разбега, временами ноги «ледокола» пытались пройти под столом, но туловище этому мешало, иногда туловище пыталось пройти над столом, но мешали ноги... Отождествив себя с ледоколом, слушатель перенес на ледокол неделимость, присущую человеческому организму, и тем самым усложнил задачу, эмпатия в данном случае только затрудняла решение.

На следующем занятии тот же слушатель решал задачу, используя метод ММЧ. Он подошел к столу, несколько секунд подумал, потом с некоторой растерянностью сказал: «Не понимаю, в чем задача... Если я состою из толпы маленьких человечков, верхняя половина толпы пройдет над столом, нижняя - под столом... По-видимому, задача теперь в том, как соединить две части ледокола - надводную и ту, что подо льдом. Прядется ввести какие-то стойки, узкие, острые, они легко пройдут сквозь лед, не надо будет ломать огромную массу льда...»

Метод ММЧ еще не исследован до конца, в нем много загадочного. Скажем, в задачах на измерение длины выделенную часть элемента лучше представлять, не в виде сплошной шеренги человечков, а как шеренгу «через одного». Еще лучше, если человечки расположены в виде треугольника. И еще лучше - неправильным треугольником (с неравными или криволинейными сторонами). Почему? Пока тут можно только строить догадки. Но правило действует...

Вспомним хотя бы задачу 7. Нужно измерить глубину реки с самолета. По условиям задачи вертолет применить нельзя, высадка людей недопустима, использовать какие-нибудь свойства радиоволн тоже нельзя, потому что нет возможности заказывать специальное оборудование. К тому же замеры глубины надо вы- полнить в сущности бесплатно (допустимы только расходы на оплату полета вдоль реки).

Используем метод ММЧ. Еще неизвестная «измерялка», которую придется использовать, бросив или направив с самолета, должна иметь форму неправильного треугольника. Мыслимы только два варианта расположения маленьких человечков (рис. 2), образующих эту «измерялку».

Рис 3.

Верхние человечки должны быть легче воды, нижние - тяжелее. Предположим, что это деревяшки и камни, объединенные леской (рис. 3); реализовать такой треугольник нетрудно. Деревяшки А и Б соединены с камнем В лесками, причем длины обеих лесок заведомо превышают глубину реки (это можно проверить пробным сбросом). Чем глубже река, тем меньше расстояние АБ (деревяшки не связаны между собой). К одному из поплавков надо прикрепить (для «масштаба») метровую рейку, и можно сбрасывать это «оборудование», а затем фотографировать сверху. Зная АВ и БВ и измерив на снимке АБ, легко вычислить ВГ. Решение удивительно простое и красивое (а. с. № 180815), Прийти к нему без подсказки («Сбрось трех человечков, прикажи им расположиться в виде неправильного треугольника...») очень трудно, читатель сможет убедиться в этом, предложив задачу своим коллегам...

Рассмотрим теперь задачу 8, в ней речь идет об измерении радиуса шлифовального круга, поэтому здесь тоже должны помочь маленькие человечки.

Шлифовальный круг обрабатывает деталь - со шлифованием, таким образом, все в порядке (в отличие от задачи 24), веполь уже есть. Но круг работает внутри цилиндра, и надо определить изменение радиуса круга, не выводя инструмент из недр детали. Задача класса 14. Решение (по таблице типовых моделей): к В2 надо присоединить такое В3, которое меняет поле П в зависимости от состояния В3 и, следовательно, В2. Если на торец круга нанести электропроводную полоску и пропускать ток, то по изменению сопротивления можно судить об изменении радиуса круга (рис. 4).

К сожалению, такая схема не обеспечивает точность измерений. Сопротивление зависит не только от длины полоски, но и от силы прижатия круга к обрабатываемой поверхности и от состояния контакта «цепь-вал», и от температуры круга...

Попробуем расположить маленьких человечков цепочкой «через одного» (рис. 5).

Теперь об измерении радиуса круга можно судить по числу импульсов тока, а величина самих импульсов не имеет значения. Решение намного более эффективное, чем предыдущее. Правда, подвести ток к каждому человечку не так просто.

Перейдем к «треугольнику». Правильный «треугольник» ничего не дает. Зато неправильный - это еще одно решение (рис. 6), причем теперь уже без изъянов: с изменением радиуса меняется скважность (отношение сигнала к паузе) проходящих импульсов, это позволяет просто и надежно измерять радиус круга.

В методе ММЧ есть и другие, не вполне ясные хитрости. Придет время, мы поймем действующие здесь закономерности, и метод войдет в АРИЗ в виде обязательных шагов. Так получилось, например, с оператором РВС, который поначалу тоже казался странным и экзотическим.

РВС - это размеры, время, стоимость. Любая техническая система, данная в условиях задачи, имеет привычный для нас образ. Можно, например, убрать из текста задачи слово «ледокол», но

Рис.4., Рис.5. Рис.6

останется образ ледокола: нечто «кораблеобразное», примерно соответствующее по размерам ледоколу, действующее примерно в таком же темпе и стоящее примерно столько же. Термина уже нет, но образ исходной системы сохранился и несет сильный заряд психологической инерции. Цель оператора РВС - преодолеть эту инерцию, сломать навязчивый старый образ технической системы. Оператор РВС включает шесть мысленных экспериментов, перестраивающих условия задачи (шаг 1.9 в тексте АРИЗ-77). Эксперименты могут быть осуществлены на разных уровнях - тут многое зависит от силы воображения, от характера задачи и от других обстоятельств. Однако даже формальное выполнение этих операций резко сбивает психологическую инерцию, связанную с привычным образом системы.

 

СТРУКТУРА ТАЛАНТЛИВОГО МЫШЛЕНИЯ

Сильное воображение позволяет эффективнее применять оператор РВС. Но и применение его, в свою очередь, развивает воображение. Я уже не раз подчеркивал, что АРИЗ не просто организует мышление, он организует талантливое мышление. Что же это такое - талантливое мышление? Снова обратимся к задаче.

Задача 33

Есть катер, на котором поставлен абсолютный рекорд скорости. Он имеет идеальную форму, лучшие двигатели. Как установить новый рекорд, намного (на 100-200 км/ч) превысив имеющиеся показатели?

Воображение обычного изобретателя послушно рисует существующий рекордный катер. Включается мысленный экран, на нем возникает четкое изображение. В этот исходный образ воображение начинает вносить различные изменения. Слабый изобретатель подолгу рассматривает каждый вариант, дело идет медленно. Варианты (даже десятый, пятнадцатый) лишь немногим отличаются от исходного образа. «Может быть, удлинить корпус? Придать корпусу более обтекаемую форму? Поставить более мощный двигатель?...» Сильный изобретатель смелее перебирает варианты: на мысленном экране быстро сменяются рисунки, появляются необычные картинки. Вариант шестьдесят седьмой: «А если покрыть корабль чем-то вроде гепардовой шкуры: ведь не случайно же гепард бегает быстрее других сухопутных животных. Может быть, мех помогает сохранять плавность обтекания, не дает образоваться вихрям?» (Кстати, недавно советскому изобретателю Г. И. Сутягину было выдано а. с. № 464 716 на «поверхность, обтекаемую жидкостью или газом». В описании изобретения сказано: «...с целью снижения сопротивления трения... облицовка ее (поверхности) выполнена из искусственного меха, ворсистых тканей и т. п. материалов»).

Технические системы существуют не сами по себе. Каждая из них входит в надсистему, являясь одной из ее частей и взаимодействуя с другими ее частями; но и сами системы тоже состоят из взаимодействующих частей - подсистем. Первый признак талантливого мышления - умение переходить от системы к надсистеме и подсистемам. А для этого должны работать три мысленных экрана (рис. 7).

Рис 7.

Иными словами, когда речь идет о дереве (системе), надо видеть лес (надсистему) и отдельные части дерева (корни, ствол, ветки, листья - подсистемы). Впрочем, этого мало - на каждом этапе необходимо видеть линию развития: прошлое, настоящее и будущее (рис. 8). Что значит «видеть лилию развития»? Вот одна из подсистем скоростного катера - корпус. Чем выше скорость, тем больше сопротивление внешней среды. И потому корпус стремится сжаться, уменьшиться. Идеальный корпус - когда корпуса вовсе нет... А двигатель, другая подсистема катера, наоборот, стремится стать больше, мощнее. Дай ему волю, он заполнит весь корпус, а потом перерастет его, вырвется наружу. Борьба этих двух взаимопротиворечивых тенденций и определяет линию развития подсистем катера: корпус сжимается, суживается, становится все более «поджарым»; а двигатели увеличиваются, растут, заполняя пустоты внутри корпуса.

На мысленных экранах талантливого мыслителя постоянно бушуют страсти: сталкиваются противоречивые тенденции, возникают и обостряются конфликты, идет борьба противоположностей... В азарте этой борьбы изображение подчас сменяется антиизображением. Рядом с катером появляется антикатер. Обычный катер плавает, значит, антикатер, не плавает. Корабль, который не умеет держаться на воде и тонет... С точки зрения обычного мышления это просто нелепость.

А если все-таки поразмышлять? «Средняя плотность» обычного корабля меньше единицы, именно поэтому корабль держится на воде. Внутри корпуса много свободного пространства - отсюда большой объем корпуса и большое сопротивление внешней среды при движении. Подводные крылья, правда, поднимают корпус над водой, но существует сопротивление воздуха.

Рис. 8

Антикорабль не обязан держаться на воде. Следовательно, его можно до отказа заполнить «железом» - двигателями. Чем больше мощность двигателей, тем выше скорость. Но антикорабль с его прекрасными сверхмощными двигателями камнем пойдет на дно... Впрочем, при движении он будет держаться за счет подъемной силы, создаваемой подводными крыльями. А на стоянке можно использовать «поплавки» - дополнительные надувные емкости. На стоянке наш антикорабль подобно обычному кораблю (и дирижаблю) будет держаться на плаву по закону Архимеда. А разогнавшись и подняв корпус над водой, антикорабль «сожмется» - уберет ненужные теперь дополнительные емкости (дирижабль станет самолетом).

Идея антикорабля уже не кажется такой дикой. Наоборот, странной представляется обычная конструкция, у которой поднятый над водой корпус сохраняет большой объем, нужный лишь в воде...

В 1911 г. была создана камера Вильсона - один из основных инструментов ядерной физики. Заряженные частицы, двигаясь в пересыщенном водяном паре, заполняющем камеру, становились видимыми, образовывали след из капелек жидкости. Были предложены тысячи усовершенствований камеры Вильсона. Но почти полвека никому не приходила в голову идея «антикамеры», в которой след образовывался бы пузырьками газа в жидкой среде. В 1960 г. Д. Глезер получил Нобелевскую премию за создание пузырьковой камеры...

Вернемся к экранам талантливого мышления. Три этажа, девять экранов, изображения и антиизображения - это все-таки предельно упрощенная схема. Настоящее талантливое мышление имеет много этажей вверх от системы (надсистема - наднадсистема - ...) и много этажей вниз от системы (подсистема - подподсистема-...). За деревом надо видеть не только лес, но и биосферу вообще, и не только лист, но и клетку листа. Много экранов должно быть влево от системы (недавнее прошлое, далекое прошлое...) и вправо от нее (близкое будущее, далекое будущее...). Изображение на экранах становится то большим, то маленьким, действие то замедляется, то ускоряется...

Сложно? Да. сложно. Мир, в котором мы живем, устроен сложно. И если мы хотим его познавать и преобразовывать, наше мышление должно правильно отражать этот мир. Сложному, динамичному, диалектически развивающемуся миру должна соответствовать в нашем сознании его полная модель - сложная, динамичная, диалектически развивающаяся.

Зеркало, отражающее образ мира, должно быть большим и многогранным. Как на картинах Чюрлениса.

Пожалуй, ни у какого другого художника нет столь сильного «системного видения» мира. Во многих картинах Чюрлениса на одном полотне даны не только «изображаемая система», но и ее «подсистемы» и «надсистема», в которую входит «система». В «Сонате моря» (аллегро) одновременно три разных масштаба. С высоты птичьего полета изображены прибрежные холмы. Но волны нарисованы в ином масштабе; они показаны глазами человека. стоящего на мелководье: сквозь воду видна игра света и теней на песчаном дне, видны силуэты рыб. И тут же еще один масштаб, совсем крупный - для «подсистем»: капли и пузырьки воздуха увидены почти вплотную...

Читатель вправе спросить: речь, (следовательно, идет уже не о талантливом, а о гениальном мышлении? Да, это так. Более того, даже у гениев такое мышление бывает далеко не каждый день. В сущности, «полная экранная схема» показывает мышление гения в его звездные часы, весьма нечастые и в жизни великих мыслителей и художников. «Полная схема»-это ИКР, а приближение к этому идеалу - АРИЗ. Нетрудно заметить, что АРИЗ представляет собой линейную развертку «полной схемы» плюс информационное обеспечение, позволяющее «рисовать» требуемые схемой «изображения».

 

ДИАЛЕКТИКА АНАЛИЗА

При изучении ТРИЗ сначала осваивают отдельные операции, составляющие «полную схему», а затем начинается самое трудное - объединение отдельных операций в систему мышления. На этом этапе наряду с решением обычных изобретательских задач нужны тренировки на сложных проблемах. В частности, в экспериментах использовался вопрос: «В чем смысл жизни? »)

Если группа только приступила к занятиям, идет обычный перебор вариантов: все варианты на уровне исходной системы («смысл жизни человека») и только в настоящем времени.

Рис. 9.

Иначе проходит занятие в обученной групп. Сразу вносятся коррективы в саму постановку вопроса: жизнь надо рассматривать как минимум на трех уровнях (клетка, организм, общество), причем на каждом уровне должно быть три этапа (прошлое, настоящее, будущее). Возникает схема наподобие той, что приведена на рис. 8. Но клетки древнее организмов, а организмы древнее общества. схему надо изменить, это очевидно (рис. 9).

Рис. 10.

Развитие одноклеточных замедлилось с тех пор, как природа «изобрела» организм (этаж Б ). Поправка вторая: развитие организмов (биологическое) замедлилось с тех пор, как было «изобретено» общество (этаж В ). Главная линия развития идет ступенчато, переходя с этажа на этаж (рис. 10).

Схему можно дополнить снизу еще более длинными этажами: «жизнями» молекул, атомов, элементарных частиц... Слишком тяжелые атомы неустойчивы: «этаж» атомов обрывается где-то около сотого «образца», дальнейшее развитие идет за счет объединения атомов в молекулы. «Этаж» молекул перехватывает эстафету развития: образуются все более сложные молекулы, вплоть до полимеров и белков. Однако с появлением белков развитие молекул останавливается: эстафета перехватываемся клетками, которые тоже образуют «этаж» последовательно развивающихся «образцов», и, хотя известны очень крупные клетки (у водорослей), развитие опять-таки перехватывает надсистема - организм. Сначала происходит простое объединение клеток, но постепенно возникают все более сложные организмы - вплоть до человека. Впрочем, еще задолго до появления человека природа начала «экспериментировать», пробуя создавать из организмов (муравьи, пчелы) надсистемы. По-видимому, эти экспериментальные надсистемы оказались плохими по одному, но решающему критерию: они не обеспечивали ускорения темпов развития, наоборот, темпы развития этих надсистем оказались близкими к нулю. Природа вынуждена была «изобрести» человека, и только тогда развитие перешло на следующий «этаж».

Возникает вопрос о причинах «лестничной» эстафеты. Ответ почти очевиден: чем выше этаж, тем больше он независим от внешних условий. Элементарные частицы (если они взаимодействуют с внешней средой) живут ничтожно мало. Неорганические (и простые органические) соединения более «живучи», но и они почти беззащитны против внешнего воздействия - нагрева, охлаждения, химических реакций. Белок и клетка - более высокие ступени организации материи в ее борьбе за независимость от внешних условий. Еще более высокая ступень - организм. Клетки нашего тела обновляются в среднем через семь лет; организм в целом живет на порядок больше. Он выстаивает и в тех случаях, когда внешнее воздействие уничтожает часть клеток. Общество еще устойчивее по отношению к внешним воздействиям и намного защищеннее отдельного организма.

Любопытно применить построенную схему к анализу «Соляриса» Лема или «Черного Облака» Хойла. В обоих случаях - явное нарушение «лестничной» эстафеты: организм должен был перейти на уровень общества, а он продолжал увеличиваться, оставаясь одним организмом, и дорос до размеров целой планеты...

Схему можно дополнить и сверху. Развитие общества будет идти до определенного времени, а затем произойдет переход на следующий «этаж», на котором общество будет играть такую же роль, какую клетка играет в организме...

Сейчас много внимания уделяют проблеме внеземных цивилизаций. Каковы они, эти иноземные цивилизации? Почему они не ищут нас и не сигналят нам? Почему мы не видим проявлений их деятельности?

Сверхцивилизация мыслится на уровне общества, но только более развитого, более энергетически вооруженного. А на самом деле сверхцивилизации должны быть этажом выше, на уровне надобщества. Может ли отдельная клетка рассчитывать на то, что именно ее будет специально искать (для установления контакта!) организм?..

На проекты радиотелескопов, на попытки поймать сигналы сверхцивилизаций затрачивается все больше и больше средств и усилий. Между тем из схемы видно, что каждый этаж все быстрее создает условия для появления следующего этажа. Над этажом «общество» должен сравнительно быстро появиться этаж «надобщество». а потом - еще быстрее - этаж «наднадобщество». Сверхцивилизации могут оказаться удаленными от нас (по этажам) дальше, чем человек удален от элементарных частиц...

Обратите внимание: мы еще не начали исследование взятой проблемы («В чем смысл жизни человека?»), но сама постановка проблемы по «полной схеме» уже дала много нового и интересного. Надо подчеркнуть: это всего лишь фрагмент одного из занятий. В учебную программу общественных школ изобретательского творчества входит 15 занятий такого типа. составляющих вместе курс развития воображения. Другие примеры читатель найдет в [19, с. 138-166].

В результате таких занятий яснее становится механизм развития технических систем, в частности «лестничный» характер этого развития. Исчерпав резервы развития, техническая система входит в качестве подсистемы в состав более сложной системы. При этом развитие исходной системы резко замедляется. Эстафету перехватывает образовавшаяся система.

Взять хотя бы историю кораблестроения. Корабли, приводимые в движение веслами, были вытеснены парусно-гребными кораблями, и весла перестали развиваться. Началась долгая жизнь новой системы - кораблей парусно-гребных. Постепенно они стали чисто парусными, и тогда снова совершился переход к более сложной системе: появились корабли парусно-паровые. Темпы развития парусов замедлились: со временем парусно-паровые корабли стали чисто паровыми...

 

ЭКСПЕРИМЕНТ ДУНКЕРА

Итак, многие признаки талантливого мышления нам известны. Мы можем обоснованно судить об операциях, совершаемых при решении задачи: хороши или плохи эти операции, ведут ли они в тупик или приближают к ответу. Но ведь психологи, экспериментировавшие с решением задач, не знали о системном подходе, об ИКР и т. д. Как же они вели эксперименты?

Возьмем один из самых известных экспериментов К. Дункера - решение задачи об Х-лучах (1926 г.). В 1935 г. появилась его другая работа - более подробная, но основанная на тех же экспериментах.

Вот эта задача [5, с. 49]: «Ваша задача состоит в том, чтобы определить, каким образом следует применить определенный вид Х-лучей, имеющих большую интенсивность и способных разрушить здоровые ткани, чтобы излечить человека от опухоли в его организме (например, в желудке)».

Ниже приведен протокол решения, который, как пишет К. Дункер, «особенно богат типическими ходами мысли» [5, с. 88]:

«1. Пустить лучи через пищевод.

2. Сделать здоровые ткани нечувствительными к лучам путем введения химических веществ.

3. Путем операции вывести желудок наружу.

4. Уменьшить интенсивность лучей, когда они проходят через здоровые ткани, например (можно так?) полностью включить лучи лишь тогда, когда они достигнут опухоли. (Экспериментатор: Неверное представление, лучи - не шприц.)

5. Взять что-либо неорганическое (не пропускающее лучей) и защитить таким образом здоровые стенки желудка. (Экспериментатор: Надо защитить не только стенки желудка.)

6. Что-нибудь одно: или лучи должны пройти внутрь, или желудок должен быть снаружи. Может быть, изменить местоположение желудка? Но как? Путем давления? Нет.

7. Ввести (в полость живота) трубочку? (Экспериментатор : Что, вообще говоря, делают, когда надо вызвать каким-либо агентом на определенном месте такое действие, которого надо избежать на пути, ведущем к этому месту?)

8. Нейтрализуют действие на этом пути. Я все время стараюсь это сделать.

9. Вывести желудок наружу. (Экспериментатор повторяет задачу и подчеркивает: «при достаточной интенсивности».)

10. Интенсивность должна быть такова, чтобы ее можно было изменять.

11. Закалить здоровые части предварительным слабым облучением. (Экспериментатор: Как сделать, чтобы лучи разрушали только область опухоли?)

12. Я вижу только две возможности: или защитить здоровые ткани, или сделать лучи безвредными. (Экспериментатор : Как можно уменьшить интенсивность лучей на пути до желудка?)

13. Как-нибудь отклонить их диффузное излучение - рассеять... Широкий и слабый пучок света пропускать через линзу таким образом, чтобы опухоль оказалась в фокусе и, следовательно, под сильным действием лучей. (Общая продолжительность около 30 мин.)»

Итак, сделано более 10 проб. За 30 мин мы приблизились к ответу (в опухоли перекрещиваются многие слабые лучи, идущие с разных сторон). При этом экспериментатор многократно вмешивался в ход решения.

Введем одно правило из АРИЗ: менять надо инструмент, а не изделие (технический объект, а не природный). Рассмотрим каждый этап решения с учетом этого правила.

1. В задаче два вещества (опухоль и здоровые ткани вокруг нее) и одно поле (рентгеновские лучи). Оба вещества - природные, оба изделия. Инструмент - лучи. Первый вариант - попытка что-то сделать со здоровыми тканями (найти в них «сквозной путь»). Это явное нарушение правила, отсюда пустой вариант.

2. Снова объектом взято «изделие» - снова пустой вариант.

3. Взято «изделие» - пустой вариант.

4. Впервые взят инструмент! Формулировка, кстати, близка к ИКР. Но экспериментатор грубо обрывает отличную мысль. Испытуемый очень хорошо сформулировал, что надо в идеальном случае. Лучи, как и шприц, сначала занимают большой объем, потом идут тонкой «иглой», затем снова занимают большой объем (облучая всю опухоль). Много - мало - много. Экспериментатор должен был сказать: наконец-то взят нужный элемент (лучи), теперь только о нем и надо думать. Между тем экспериментатор мешает испытуемому, сбивает его с правильного пути: лучи - не шприц, идея не годится... Можно ли сделать так, чтобы плотность энергии была разной вдоль луча? В принципе можно: стоячие волны; пучность в районе опухоли. Отсюда, кстати, легко прийти к идее пучка.

5. Испытуемый, сбитый экспериментатором с правильного пути, снова берется за элемент, который нельзя менять...

6. В переводе на язык АРИЗ: за что браться - за инструмент или за изделие? Поставив так вопрос, испытуемый берется за изделие...

7. Снова взято изделие. И экспериментатор начинает подталкивать испытуемого в нужную сторону, обращая его внимание на инструмент, обозначенный словом «агент».

8. Испытуемый резонно отвечает: надо нейтрализовать (тут два пути - сделать ткани нечувствительными или как-то обезвредить лучи).

9. Опять взято изделие... Экспериментатор вынужден обратить внимание испытуемого на лучи. Для этого приходится повторить задачу и подчеркнуть слова, относящиеся к интенсивности лучей.

10. Испытуемый частично возвращается к формулировке 4.

11. Но тут же вновь перескакивает на тот элемент, который нельзя менять. Тогда экспериментатор, отбросив тонкости, прямо «разворачивает» испытуемого «лицом к лучам».

12. Испытуемый повторяет старое: «или-или». И тут происходит нечто потрясающее: экспериментатор дает прямую подсказку.., повторяя то, что сам отверг на шаге 4: как уменьшить интенсивность лучей на пути до желудка?..

13. Естественно, сразу появляется верный ответ. Зная правило (меняй инструмент), мы теперь видим, в чем причины ошибок испытуемого... и экспериментатора. Пожалуй, экспериментатор в этот раз действовал хуже испытуемого. Испытуемый сформулировал нечто похожее на ИКР, а экспериментатор резко сбил его с этой позиции. Экспериментатору хотелось прямого приближения к ответу, он не учитывал, что путь познания - не прямая линия. Сначала нужен ход в сторону - к ИКР, а оттуда- к ответу.

Что же делает дальше сам К. Дункер? Как он анализирует протокол? А вот как. Он группирует ответы. Получаются три группы:

1. Устранение контакта между лучами и здоровыми тканями (на языке АРИЗ: рассматриваются два элемента - изделие и инструмент).

2. Понижение чувствительности здоровых тканей (рассматривается изделие).

3. Понижение интенсивности лучей на пути через здоровые ткани. Сюда относятся два варианта - 4 и 13 (объектом взят инструмент. Интересная деталь: логика анализа заставила Дункера объединить ответы 4 и 13; но он не пересмотрел своей реплики в варианте 4, не увидел, что она уводила испытуемого с правильного пути...).

Итак, 11 «пустых» вариантов из 13 не появились бы, если бы было введено правило об изделии и инструменте.

Эту задачу предложили решить в группе из 15 чел. (учащиеся ПТУ). Задачу решил один человек (киномеханик, для которого рассеивание и фокусирование лучей - азбука), остальные за 45 мин не получили контрольный ответ. После объяснения правила задачу решили все, самый длинный перебор был четыре вари- анта. В другой группе сначала объяснили правило, а затем предложили задачу. Решили все, более половины - с первого варианта.

Почему же Дункер не заметил того, что так отчетливо выделилось, когда он сгруппировал варианты? Почему не обнаружил, что ошибки связаны с попытками менять природные объекты, а правильные ответы привязаны к изменению инструмента? Дункер - психолог. Его интересовали не объективные законы развития технических систем, а психологические аспекты: как испытуемый уясняет задачу, как развивается решение (от первой идеи до окончательной формулировки) и т. д. Дункер (как и другие исследователи, изучающие творчество с «чисто психологических» позиций) не понимал, что развитие систем первично, а психология вторична.

Мыслительные операции хороши тогда, когда они соответствуют объективным законам развития технических систем (вспомните аналогию с действиями рулевого на корабле, плывущем по извилистой реке). Технические системы развиваются в направлении увеличения идеальности - это закон. Когда на шаге 4 испытуемый сделал попытку наметить идеальную (для заданной задачи) структуру луча, это было правильное действие. А экспериментатор решил, что здесь ошибка.

Стоит ли после этого удивляться, что «чисто психологический» подход практически ничего не дал изобретателям?

Впрочем, для нас важнее другое. Применив к задаче Дункера операции АРИЗ, мы получили возможность яснее увидеть механизм действия шагов: эти шаги позволяют отбрасывать «пустые» варианты и ведут к ответу в обход. Зачем биться о стену, если ее можно обойти?..

 

ДВА ИНТЕРЕСНЫХ ПРИМЕРА

Вернемся к задачам.

Задача 34

Небольшие пластмассовые изделия цилиндрической формы снаружи покрывают краской с помощью распылителя. Если распылители включены на полную мощность, цилиндры, почти мгновенно покрываются слишком толстым слоем краски: получается плохое покрытие, которое к тому же долго сохнет. Если распылители работают на минимальном режиме, процесс нанесения краски растягивается на 30 - 40 с и становится управляемым: можно легко уловить нужный момент, когда уже не будет неокрашенных мест, но еще не образуются избыточные слои краски. Однако при этом, естественно, резко снижается производительность. Применение электростатического способа окраски в данном случае исключено. Введение добавок в краску недопустимо. Как быть?

Запишем решение с шага 2.2 (терминов в условиях задачи уже нет).

2.2. Изделие - цилиндр (по правилу 4 берем один цилиндр). Краска (поток краски, факел распыляемой краски) - инструмент (строго говоря, часть инструмента, непосредственно взаимодействующая с изделием). Краскораспылитель без краски не взаимодействует с цилиндром, поэтому не входит в конфликтующую пару. А раз так, значит, наша задача в том, чтобы научиться хорошо красить плохим (любым, даже отсутствующим) распылителем.

По условиям задачи краски может быть очень много или очень мало. Предпочтение надо отдать первому варианту (правило 3). Итак, конфликтующая пара: цилиндр и большое (избыточное) количество краски.

2.3. 1. Большое количество краски легко и быстро наносится на цилиндр (облили его краской или опустили в краску).

2. Большое количество краски образует на цилиндре лишний слой.

Вся задача фактически сводится к ликвидации избытка краски (правда, лучше ликвидировать не вообще, а так, чтобы избыток вернулся в бак). По «здравому смыслу» надо стараться не допустить образования избытка: зачем сначала создавать избыток, а потом его ликвидировать?.. Логика АРИЗ иная: избыточный слой краски можно легко нанести; что ж, прекрасно - наносим его! Изделие покрашено (притом быстро), остается убрать избыток краски. Фактически задача «Как хорошо наносить краску?» заменена задачей «Как хорошо удалять краску?».

2.4. Итак, модель задачи следующая. Даны цилиндр и большое количество краски, которое легко нанести на цилиндр, но при этом образуется лишний, избыточный слой.

3.1. Оба элемента с трудом поддаются изменению. Цилиндр - изделие, а на изменение краски условиями задачи наложены ограничения. Используем в качестве изменяемого элемента внешнюю среду.

3.2. ИКР: внешняя среда сама ликвидирует лишний слой краски на цилиндре, хотя краска подается на цилиндр в большом количестве (с избытком).

3.3. Можно просто показать цилиндр с толстым слоем краски и отметить избыток (рис. 11, а ). Можно, используя метод ММЧ, показать границу краски (что такое в данном случае «внешняя среда», мы пока не знаем) в виде маленьких человечков (рис. 11,5). В обоих случаях выделенная зона там, где избыточный слой.

Рис. 11 а, б.

3.4. Далее решение пойдет двояко - в зависимости от того, как мы записали шаг 3.3:

для рис. 11. а

а) для удаления избыточного слоя нужны какие-то силы;

б) эти силы не нужны или даже вредны. Почему? Видимо, чтобы они не тянули вслед за избыточным слоем полезный слой;

для рис. 11,б

а) для удаления лишних человечков нужны какие-то силы;

б) но эти силы вредны, ибо могут утащить и тех человечков, которые примыкают к поверхности цилиндра. На рисунке сразу видна важная особенность: частицы краски соединены между собой связями, притом разными. «Полезные» человечки держатся за поверхность, а «лишние» - друг за друга. Разная сила связи обозначает, что есть признак, по которому можно отличать «лишних» человечков от «полезных».

Если учесть, что даны два вещества (краска и цилиндр) и, следовательно, придется ввести поле, мы вплотную подойдем к решению задачи. Неэлектрическое (таковы условия задачи) поле должно отрывать «лишних» (удаленных от цилиндра) человечков и не должно отрывать «полезных» (ближайших к цилиндру).

Не используем ММЧ, так как задача несложная и метод способен «перемолоть» ее на полдороги.

3.5. ФП: а) выделенная зона внешней среды должна действовать на избыток краски, чтобы его удалять, и не должна действовать на избыток, чтобы он не потянул за собой полезный слой;

б) выделенная зона внешней среды должна быть и не должна быть.

4.1. Здесь явно требуется разделить противоречивые свойства в пространстве. Но как?

4.2. Задача класса 8: взаимодействуют два вещества, причем оба они плохо поддаются управлению (поэтому и плохо взаимодействуют). Решение: нужно ввести поле, которое по-разному действует на эти вещества

Какое именно поле? Электрическое поле отпадает по условиям задачи, магнитное поле - тоже (краска и цилиндр немагнитны, а вводить добавки запрещено. Гравитационное поле уже есть, но оно не дает нужного взаимодействия. Остаются два поля - тепловое и механическое. Тепловое поле может испортить краску, в механическом поле краску надо привести в движение, чтобы при этом удалился лишний слой. Механическое поле должно быть слабым у поверхности цилиндра и сильным в более далеких слоях краски. Рассмотрим приложение 3. Для данной задачи подходят п.п. 6, 7 и 12. Если рассматривать только механические эффекты, ответ очевиден: действуют центробежные силы. Цилиндр окунают в краску и вращают: центробежная сила сбрасывает лишнюю краску. Сбросом управляют, регулируя число оборотов. Одновременно можно обрабатывать много цилиндров (а с. № 242714).

Задача 34 может показаться легкой: цилиндры (банки!), краска - уровень XIX века... Удастся ли с той же легкостью управлять процессом решения современной сложной задачи? Что ж, возьмем современную задачу.

Задача 35

Для исследовательских целей нужно знать так называемую подвижность ионов в газах (скорость их направленного перемещения). Напряженность заданна, расстояние между электродами известно, нужно измерить время дрейфа ионов от электрода к электроду. Так и поступают. В фиксируемый момент времени вводят (у поверхности одного из электродов) ионы, а затем измеряют время их дрейфа под действием поля до другой точки (у другого электрода). Для определения подвижности ионов другого знака полярности меняются на противоположные.

Однажды потребовалось решить эту задачу при условии, что состав газа быстро (30 млс) меняется. Было и дополнительное требование: простота оборудования. Между тем с увеличением быстродействия появилась необходимость создать высоковольтные схемы синхронизации и запуска, на разработку которых нужно было затратить немало времени и сил.

Итак, за 30 млс нужно измерить продолжительность дрейфа ионов обоих знаков. Если проводить измерения последовательно, каждое из них придется выполнять максимум за 10-12 млс. Явно выгоднее проводить измерения одновременно. Задача так и была поставлена. Но проработка по оператору РВС, проведенная до анализа, заставила вернуться к принципу последовательных измерений. Мысленно увеличим размеры ионов: навстречу друг другу движутся противоположно заряженные теннисные шары. Еще увеличим размеры: на встречных курсах движутся противоположно заряженные планеты. Огромные заряды неизбежно вызовут взаимодействие планет. Но ведь подобное взаимодействие должно возникнуть и при сближении противоположно заряженных ионов! Оператор РВС заставил обратить внимание на обстоятельство, которое не было замечено при постановке задачи. Пришлось отказаться от принципа одновременного измерения подвижности ионов двух знаков. Пусть один ион пробежит дистанцию и мгновенно, без потерь времени сменится ионом другого знака. Мы избавляемся от помех, но, увы, проигрываем в дополнительном усложнении оборудования: нужно с величайшей точностью определить момент прибытия на «финиш» иона одного знака, чтобы тут же дать «старт» иону другого знака.

В задаче упомянуто шесть элементов: два электрода, два вида ионов, газ, электрическое поле. Что же взять в качестве конфликтующей пары? «Изделие» - ионы, инструмент - поле. Электроды остаются «вне игры» (как краскораспылитель в задаче 33 и камера в задаче 29).

Однако здесь мы впервые сталкиваемся с «электрической» спецификой задачи. Какой ион включить в конфликтующую пару - положительный или отрицательный? С отрицательного иона, когда он прибудет на «финиш», нужно будет «сдирать» лишние электроны, к положительному иону на финише придется «добавлять» недостающие электроны. В сущности та же ситуация, что и в задаче о краске: идти от «много», убирая избыток, или от «мало», добавляя то, чего недостает?

Когда задача 34 решалась впервые, взяли положительные ионы... и ни к чему не пришли. Потом взяли отрицательные ионы и получили новую идею. Сломать что-то (будь то дом, статуя, молекула или атом) легче, чем достроить - увы, таково правило. Хотя бы просто потому, что для постройки нужно привнести материал извне (его может не оказаться), а для разрушения дополнительного материала не нужно. «Увеличивать энтропию проще, чем уменьшать», - можно пользоваться и такой формулировкой.

Итак, конфликтующая пара «отрицательный ион - электрическое поле». Суть конфликта в том, что поле умеет гнать ион от электрода к электроду, но на «финише» поле без посторонней помощи не может заменить отрицательный ион положительным. На шаге 3.1 в качестве объекта возьмем поле (инструмент), тогда ИКР будет звучать так: «Поле само меняет знак отрицательного иона. сохраняя способность перемещать этот ион». Отчетливо видно ФП: «Поле должно ломать отрицательный ион, чтобы его нейтрализовать или превратить в положительный, и не должно ломать ион, чтобы он пробежал дистанцию». Столь же ясно просматривается и путь устранения ФП (шаг 4.1): разделение противоречивых свойств в пространстве.

На дистанции поле не должно ломать ионы, а у финиша поле должно быть иным - пусть ломает отрицательные ионы, пусть отбирает у них электроны (тогда из отрицательных ионов будут возникать положительные). Как это сделать? У нас уже была такая задача: в столбе воздуха не появлялись ионы (никто не изымал электроны у нейтральных молекул) при слабых полях (радиоволны) и происходила ионизация (шло изъятие электронов у нейтральных молекул) при появлении сильного поля (молния).

Итак, нужно неоднородное поле: у поверхности «финишного» электрода оно должно иметь местное усиление, своего рода «прибрежный риф», о который разобьется «ионный корабль», или гвоздь, на который натолкнется поднимающийся вверх воздушный шарик: натолкнется, лопнет... и пойдет вниз (уже в другом состоянии).

С точки зрения вепольного анализа модель задачи относится к классу 9: взаимодействуют поле и вещество, заменять эти элементы по условиям задачи нельзя (мы измеряем подвижность именно ионов и именно в электрическом поле); нужно обеспечить хорошее управление одним из элементов. Типовое вепольное преобразование: введение второго вещества, хорошо поддающегося управлению или превращающего поле П1 и П1. На «финишном» электроде должно быть вещество, которое превращает относительно слабое поле, общее для всей «дистанции», в местное сильное поле.

Итак, положительный электрод должен иметь «иглу» (или вообще только из иглы и состоять). Положительный потенциал надо подобрать так, чтобы напряженность у «иглы» была меньше начальной напряженности самостоятельного коронного разряда (такой разряд создал бы помехи), но больше критической напряженности, при которой распадаются отрицательные ионы. Вот, собственно, и все. В момент времени Т1, регистрируемый, например, с помощью электронного осциллографа, у внутренней поверхности отрицательного электрода создают сгусток отрицательных ионов, которые под действием поля начинают дрейфовать к положительному электроду. При подходе к нему ионы попадают в область сильного поля и там распадаются на электроды и нейтральные молекулы. Электроны ионизируют нейтральные молекулы газа, вызывая вспышку несамостоятельной положительной короны, в которой возникают положительные ионы.

Регистрируют момент времени Т2 образования этой вспышки, которая одновременно служит и индикатором поступления отрицательных ионов, и генератором положительных ионов, стартующих в момент времени Т2 в обратном направлении. Далее регистрируют момент времени Т3 прихода положительных ионов на отрицательный электрод и получают, таким образом, на одной осциллограмме три отметки времени, по которым определяют времена дрейфа отрицательных и положительных ионов.

Впрочем, это уже технические детали. Важно другое: решение такой задачи по АРИЗ не отличается от решения простых задач с банками, калькой или шлифовальным кругом. Лишь на самом последнем этапе - при переходе от физического решения к техническому - требуются специальные знания. Надо, например, знать, что распад отрицательных ионов может сопровождаться вспышкой. Пока это не отражено в таблице физических эффектов и явлений...

 

ЗАДАЧИ

Пять приведенных ниже задач надо решить по АРИЗ с шага 2.2 по 4.2. Основное внимание по-прежнему должно быть уделено ходу решения, точному выполнению шагов.

Задача 36

По трубопроводу перекачивают железорудную пульпу (взвесь железной руды в воде). Регулируют поток пульпы с помощью вентиля (задвижки). Но частицы руды, обладающие абразивными свойствами, быстро «съедают» задвижку. Как быть?

Задача 37

Существует способ групповой запайки ампул. 25 ампул, заполненных лекарством, устанавливают вертикально в гнездах металлического держателя (пять рядов по пять ампул). Сверху подводят групповую горелку (пять рядов по пять горелок). Над каждой ампулой оказывается горелка. Огонь запаивает капилляры ампул. К сожалению, способ имеет недостаток: пламя плохо регулируется. Оно то слишком большое, то слишком маленькое. Некоторые ампулы перегреваются, некоторые не запаиваются. Можно, конечно, пустить огонь на полную мощность. Тогда все ампулы запаяются, но в большинстве ампул от перегрева испортится лекарство. Можно, наоборот, пустить очень слабый огонь. Тогда ни в одной ампуле не испортится лекарство, но мнение ампулы не запаяются. Пробовали использовать перегородку - пластинку с дырками, прикрывающую ампулы. Однако если капилляры свободно проходят в дырки, то проходит и огонь. А если капилляры проходят в дырки без зазоров, сложно и долго вставлять ампулы в такую пластинку. К тому же она тоже нагревается и передаст тепло ампулам. Как быть?

Задача 38

Чтобы продемонстрировать равноускоренное движение под действием силы тяжести, используют наглядное пособие, состоящее из наклонной плоскости и скатывающейся по ней тележки. На тележке установлена капельница - сосуд с окрашенной жидкостью, вытекающей в виде отдельных капель через равные промежутки времени. Вдоль пути тележки укладывают бумажную ленту. Если тележка движется равномерно, расстояние между упавшими каплями на ленте одинаковое, если тележка движется ускоренно, расстояние между точками - каплями возрастает.

Чтобы продемонстрировать равноускоренное движение возможно нагляднее, нужно, чтобы на ленте было много капель - отметок, т. е. нужна очень длинная наклонная плоскость. Но длинная плоскость (даже складная, раздвижная и т. п.) неудобна.

Нужно сохранить схему прибора, но сделать так, чтобы при небольших размерах наклонной плоскости на ленте получилось побольше отметок. Увеличивать частоту падения капель нельзя - будем считать, что они и так падают одна за другой.

Задача 39

Известно и широко применяется нанесение покрытий на металлические поверхности (без тока) химическим способом. Его сущность состоит в том, что металлическое изделие помещают в ванну, заполненную горячим раствором соли металла (никеля, кобальта, палладия, золота, меди). Начинается реакция восстановления, и на поверхность изделия оседает металл из раствора.

Процесс проходит тем быстрее, чем выше температура. Но при высокой температуре раствор разлагается, металл выпадает в осадок на дно и на стенки ванны, раствор быстро теряет рабочие свойства, через два-три часа его приходится менять. До 75 % химикатов идут в отходы, это удорожает процесс. Применение стабилизирующих добавок не решает задачу. Как быть?

Задача 40

Информация из журнала «Изобретатель и рационализатор» (1976, № 6, с. 5): «Хорошее мясо тонет " - этот принцип положили в основу своего изобретения (а. с. № 485 380) Е. Г. Савран, Н. Ф. Панков и В. П. Стоянов из ВНИИ птицеперерабатывающей промышленности, предложившие таким образом студить о качестве мяса. Продукт последовательно погружают в раствор поваренной соли различной концентрации». Взяв это изобретение за прототип, сделайте следующее, более совершенное изобретение.