Неожиданность. Во всю ширину доски рисунки цветными мелками. Узнаем руку художницы Тани. Похоже, она мучилась над решением вчерашней задачи. Вот поверхность обмотки, покрытая твердыми желтыми каплями – натеками эпоксидной смолы. Рой зубастых маленьких человечков хищного вида набрасывается на капли, грызет их и запутывается в щелях и выемках катушки.

– Отличный рисунок, – отмечает преподаватель, – хотя в нем есть неточности. Так как же решить нашу задачу? Как избавить от этих… – Преподаватель ищет подходящее слово, и ребята подсказывают: человеко-акул?

– Выдувать их сжатым воздухом!

Неудачное решение. Кого-то выдует, а кто-то еще глубже заберется в щель. Ведь закон повышения идеальности подсказывает, что «акулы» должны были бы исчезнуть сами. Беда в том, что рисунок неточен. По правилам работы с человечками нужно каждую песчинку представить в виде толпы. И Таня исправляет рисунок. Теперь песчинки похожи на ядра, сбивающие натеки смолы. А ядро состоит из множества маленьких человечков, крепко схватившихся за руки. Вот ядро выполнило свой «долг» и теперь должно исчезнуть.

– Материя не может исчезнуть, – не утерпел Миша, – она может только превращаться в другие виды!

– Вот пусть она и превратится в такой вид, который сам исчезнет из машины.

– Да ясно, нужно сделать песчинки изо льда!

– Лучше из сухого льда! – уточняет Женя. – Тогда даже воды не останется в катушке.

– Так и была решена эта задача на реальном производстве. Сухой лед – действительно прекрасное решение, он очень твердый, прекрасно справляется со смолой.

Но вот вопрос: почему все-таки разбежались человечки, составлявшие песчинку?

– Очень просто – из-за нагрева.

– Вспомните, вы решали задачу об увеличении диаметра трубы на полярной станции. Как изобразить это решение в виде человечков?

– Человечки воды при замораживании расталкивают друг друга, занимают больше места, давят и растягивают стенки.

– Кто командует действиями человечков?

– Тепло… или холод!

– Что же могут делать человечки по их команде?

– Разбегаться в разные стороны – испаряться. Собираться вместе. Держаться крепче или слабее. Тогда вещество становится мягче, пластичнее – так было в задаче о прошивке труб.

– Человечки могут по команде тепла расталкивать друг друга – это тепловое расширение.

– Все правильно. Назовем тепло и холод тепловым полем. А какие еще поля могут командовать человечками?

– Магнитные поля! Электрические… Какой отсюда следует вывод? Ребята совещаются, шумят и наконец формулируют: маленькие человечки слушаются команды полей. Одним полям подчиняются все человечки, а другим – не все. Есть человечки «разного сорта», они по-разному реагируют на команды полей. С помощью человечков строится модель того, что происходит в задаче. И тогда видно, как и что нужно перестроить, чтобы найти решение.

Любая техническая система создается для того, чтобы что-то производить, обрабатывать, измерять. Это что-то – изделие. А для обработки изделия нужны инструмент и энергия. Получается, что нужны два вещественных элемента (изделие, инструмент) и один энергетический (будем называть его «полем»). Если коротко, два ВЕщества и ПОЛе. Такую модель технической системы называют ВЕПОЛЬ и выглядит она так:

Веполь – простейшая работоспособная модель технической системы. Изучением и преобразованием таких моделей занимается специальный раздел ТРИЗ – вепольный анализ. Оказывается, что система только тогда хорошо работает, когда налицо все три элемента. А если какого-то не хватает, возникает задача. Помните такие?

– В самом начале занятий была задача об обмолоте мокрого зерна, с которой не справилась команда знатоков клуба «Что? Где? Когда?», а наши старички ее быстренько решили вепольным анализом. Там было два вещества – зерно и вода. Для решения они ввели тепловое поле – охлаждение.

– Отлично! Такое преобразование системы называется достройкой веполя. Правило достройки такое: если есть неполный веполь, его нужно достроить, введя недостающие элементы. Схематически правило достройки выглядит так:

Задача 27

На заводе есть станок для резки труб. Отрезанный кусок скатывается вниз по направляющим со страшным грохотом. Как уменьшить грохот?

К доске выходит Саша. Он вызвался сам. В первый раз. Постепенно все ребята втягиваются в активную работу на занятиях. Саша рисует исходную вепольную схему: вещество B1 – труба, вещество В2 – направляющие, по которым она скатывается. Веполь неполный, поэтому и возникла задача. Для ее решения веполь необходимо достроить. Не хватает поля П. Но какого? Придется призвать на помощь человечков. Вот человечки трубы, они падают на направляющую и подскакивают – отсюда шум. А если человечек направляющей схватит человечка трубы и прижмет к себе? Тогда труба тихо соскользнет вниз. Значит, нужно поле, которое могло бы удержать человечков трубы. Нужен магнит!

Трубы и направляющие из стали. Если направляющие намагнитить, трубы будут «прилипать» к ним, и шума не будет.

Задача 28

При опрыскивании растений ядохимикатами капли попадают на листья только сверху. И гусеницы, живущие на нижней поверхности листа, остаются невредимыми. Как быть?

Дима рисует исходную вепольную схему: B1 – капля ядохимиката, B2 – лист. Нужно ввести поле П. Какое? Разберемся с человечками. Как зазвать человечка капли под лист? Затащить? Магнитное поле не годится, человечки капли его не слушаются. Тогда электрическое поле! Капли нужно зарядить, и они облепят весь лист.

Задача 29

Ягоды облепихи успешно сопротивляются всякому механизированному сбору. Нужно придумать способ уборки, не повреждающий ягоды.

Эту задачу ребята решают самостоятельно – каждый у себя в тетради. Мы ходим между рядами и смотрим, что у кого получается. Исходную вепольную формулу нарисовали все: это B1 – ягода. Некоторые уже успели достроить веполь и теперь рисуют человечков. Человечки ягоды – хилые. Нужно ввести других человечков – твердых, которые под действием поля прочно схватятся с мягкими человечками ягоды и не позволят грубым машинам их ранить. Вот и решение: заморозить ягоды. В ягоде много воды – будущих «твердых» человечков. Использование теплового поля в сочетании с водой, вообще очень сильный изобретательский прием. Трудно найти вещество дешевле и доступнее воды. А в сочетании с тепловым полем вода может совершать работу – это известно еще со времен изобретения паровых машин. Но, как мы убедились, работать может не только пар, но и лед!

А как это осуществить?

– Вода, наверное, есть в самих ягодах. Надо обдувать кусты холодным воздухом от холодильной машины или обрызгивать жидким азотом!

– А может быть, ничего не надо, просто дождаться первых заморозков и собирать ягоды, когда холодно! Это будет использование бесплатного ресурса!

Похоже, что правило достройки веполя ребята усвоили. Даем несколько задач для самостоятельного решения.

Задача 30

Придумать удобное крепление переносной автомобильной лампы к днищу автомобиля, чтобы руки оставались свободными.

Задача 31

Серьезную проблему в производстве представляет обработка слоистых материалов: слюды, стеклопластиков и т. п. При сверлении происходит их расслоение, края отверстий получаются рваными. Придумать способ сверления слюды на обычном станке обычными сверлами, но без расслоения.

Задача 32

На птицефабрике необходимо очищать яйца от прилипшей грязи. Мыть нельзя – снижается срок хранения. Нужно протирать, но щетка бьет яйца, быстро загрязняется и пачкает больше, чем чистит. Как быть?

Задача 33

Придумать способ, который повысит эффективность сбора пыльцы пчелами.

Ребята пытаются решать задачи сразу, выкрикивают ответы, среди которых есть и правильные. Но мы делаем вид, что не слышим. Пусть подумают. Выгоняем всех на перерыв. После перерыва переходим к следующему разделу вепольного анализа.

Как быть, если в нашей технической системе уже есть полный веполь, но по какой-то причине он нас не устраивает: недостаточно эффективный, плохо управляемый или просто неподходящий по условиям задачи?

Вопрос непростой, но после небольшого обсуждения ответ на него ясен: ну, конечно же, все системы должны развиваться по законам. Должна расти идеальность, эффективнее использоваться ресурсы. Системы должны становиться более согласованными, динамичными, переходить на микроуровень, развертываться и свертываться и т. п. А вепольные модели должны помогать изобретателю использовать законы.

Задача 34

В горных работах применяются гидромониторы – устройства, создающие мощные струи воды, под высоким давлением разламывающие, разрезающие самый твердый камень. Как улучшить работу гидромонитора?

– А что в нем плохо?

– Да вроде все хорошо. И веполь есть: B1 – камень, B2 – струя воды, поле П – высокое давление. Но для чего мы изучаем законы развития техники?

– Чтобы заглянуть в завтра! Чтобы знать, какой будет техническая система.

– Верно. Нет предела совершенствованию. Так зачем же ждать до завтра? Новая система нам пригодится и сегодня! Что нам рекомендует, например, закон согласования ритмики?

– У нас струя бьет постоянно. Можно сделать ее импульсной, чтобы она била толчками. Толчки будут сильнее, ведь в импульс можно вложить ту же энергию, но в короткое время, – рассуждает Женя.

– А еще лучше, если частота толчков будет соответствовать резонансной частоте камня! – добавляет Саша.

– Отлично! А если перейти на микроуровень?

– Можно добавить химическое действие. Например, струя не из воды, а из серной кислоты! – предлагает Миша.

– Хорошо! А теперь вспомним закон перехода к би-системе.

– Две струи!

– Ну, это слишком просто, – замечает Дима. – Можно еще добавить поле, электрическое, например. Пусть к струям подведут напряжение, тогда между ними будет проскакивать искра и разрушать камень дополнительно.

– А вот это уже очень интересно, потому что такого способа еще нет. Правда, для его реализации потребуется решить несколько проблем технического характера, но идея замечательная. Молодец!

– А конкуренты у гидромонитора есть? – спрашивает Таня.

– Конечно, есть, – отвечает Миша. – Взрывы, например.

– Вот и объединить гидромонитор со взрывами! Или еще лучше – добавить в воду песок. Он твердый и тяжелее воды, значит, струя станет сильнее…

– Очень хорошая идея. И тоже новая!

– Можно еще использовать тепловое поле. Вода попадает в щели камня, а потом замерзает. Или быстро испаряется. Так ведь и разрушаются камни в природе. Но там это происходит за много лет, а мы можем сами то нагревать, то охлаждать.

– Как раз недавно было сделано подобное изобретение. Воду нагревают до сотен градусов. При большом давлении в камере гидромонитора она не кипит, а вскипает в мельчайших щелях камня, вбитая туда страшной силой давления, и рвет камень. Производительность гидромонитора с перегретой жидкостью выше в десятки раз! Молодцы, ребята, отлично поработали.

– Это законы поработали.

– И вы тоже. А теперь переведем все ваши идеи на язык вепольных формул. Начнем с последней. Мы дополнительно ввели тепловое поле. Такой веполь называется двойным:

А веполь, в который добавили песок – третье вещество Вз, получился комплексным:

Переход к комплексным веполям – очень эффективный шаг. Вот, например:

Задача 35

Разлившуюся по поверхности моря нефть собирают с помощью плавающих пористых гранул, не смачиваемых водой, но хорошо впитывающих нефть. А как потом быстро собрать эти гранулы?

– Решение ребята предлагают чуть ли не хором: ввести в гранулы маленькие магнитики и собирать большим магнитом. Сегодня известны сотни изобретений, в которых для повышения управляемости вводится магнитный порошок.

Занятие заканчивается. Ребята сегодня возбуждены – они познакомились с очень сильным и довольно несложным инструментом ТРИЗ, который так хорошо помогает изобретать. А вечером предстоит вторая дискуссия о творчестве – надо готовиться!

 

Вторая дискуссия о творчестве

Как выбрать достойную цель

Когда лучше выбирать цель в жизни?

Обязательно ли выбирать цель самому?

Хорошая ли цель создать вечный двигатель?

Предложите новую цель, важную для той науки, которой вы увлекаетесь, или для всего человечества!

Плакат этот висит у входа в столовую уже несколько дней. С этих вопросов начнется сегодняшнее заседание клуба. Оперативные группы заняли места, «группы поддержки» и советники – тоже. Сначала обсудим предложения секций по новым целям. Первое слово – биологам.

– Многие врачи, биологи считают, что большинство болезней, уносящих жизнь людей, можно было бы победить разумным ограничением в пище. Сегодня ожирение – главный фактор риска для человечества. Казалось бы, что проще: есть меньше и все. И исследования говорят, что человек способен интенсивно жить, работать при употреблении пищи вдвое меньше обычной нормы. Но это трудно. Человек испытывает сильную потребность в избыточной пище, похожую на пристрастие к алкоголю. Как помочь человечеству сберечь свое здоровье? Цель очень важная. Сформулирована она с помощью комиссара биологов. После небольшого обсуждения цель принимается.

Теперь очередь физиков. Могучий скачок в физике произошел, когда атомы перестали считать неделимыми, появилось представление об их структуре. Ученые открыли элементарные частицы, радиоактивность, провели первую цепную ядерную реакцию. Сегодня в физике тоже есть неделимый элемент – квант энергии. Какова структура кванта? У атома оказалась сложная структура, может быть, и у кванта есть какая-то структура в пространстве или во времени?

И еще: есть сверхпроводимость, есть сверхтекучесть – а не может ли существовать «сверхпроницаемость», чтобы твердое тело могло свободно проходить через другое твердое тело?

Сегодня председатель ДКМК – руководитель физиков. Он – доктор физико-математических наук, и один из его интересов – как раз сверхпроводимость. Он немного ошалел от этих предложений, но очень доволен – ничего подобного он просто не ожидал.

Выступают ребята из секции психологии и социологии. Сколько недоразумений возникает от того, что люди не понимают друг друга! Из-за этого – ссоры, подозрения, вражда. Вот если бы люди умели видеть друг друга насквозь, тогда можно было бы достигнуть полного взаимопонимания. Но, с другой стороны, у каждого человека есть «тайна личности». Сознание, что ты весь как на ладони перед первым встречным, просто непереносимо. Получается противоречие: понимание должно быть, чтобы исключить недоразумения, и его не должно быть, чтобы сохранить душевное здоровье каждого отдельного человека. Цель – как это противоречие разрешить!

Теперь цель предлагают ребята из секции РТВ. Стало банальным повторять, что открытия делаются на стыках наук. Похоже на военные действия – там тоже предпочитают штурмовать оборону на стыках полков, армий, так как стыки всегда хуже обороняются. И в науке порой приходится штурмовать не столько саму науку, сколько ее жрецов, закрепившихся на определенных высотах и не желающих отходить даже под ураганным огнем новых фактов. Стыки прикрыты хуже, здесь легче прорваться в новое. Но вот беда – ведь и специалистов по штурму стыков нет, их специально никто не готовит. Да и как это делать? Специальностей тысячи, стыков между ними столько, что и не сосчитать. Единственный выход – специальная подготовка таких специалистов – поисковиков. Они должны обладать широким кругозором, знать о самых разных, отдаленных областях науки, историю, общие закономерности развития. А самое главное – они должны понимать различных специалистов, помогать им найти общий язык, уметь организовать их совместную работу. Поисковик – как дирижер, управляющий музыкантами так, чтобы игра каждого сливалась в общую мелодию оркестра.

При подготовке поисковиков широкого профиля возникает много вопросов: как составить программу такого обучения, систему подготовки, пособия, учебники. Ясно, что без ТРИЗ в этом деле не обойтись. Итак, цель – создание новой системы организации работы в науке. Несколько совсем новых целей – это неплохо. Пища для размышлений не только для детей.

– А как насчет вечного двигателя? Стоит ли им заниматься?

– Да разве можно ставить цель, которая заведомо не может быть достигнута?

– А почему нельзя? Конечно, если пытаться создать вечный двигатель, бездумно, бесконечно соединяя так или иначе разные детали, ничего не выйдет – это типичный метод проб и ошибок. Создать вечный двигатель запрещает термодинамика. А если изучить эту науку как следует, ее неясные места и парадоксы? Безусловно, маловероятно, даже и невозможно, что такая цель будет достигнута. Но ведь на пути к ней наверняка будут сделаны удивительные открытия!

– Лучше, когда цель никогда «не кончается». Еще вчера человек усиленно работал, чего-то добивался, а сегодня – все позади? Это ощущение знакомо многим, после последнего экзамена так бывает.

– Это явление называют «синдром пенсионера». Многие сразу теряют жизненный тонус, начинают болеть. Какой же должна быть цель – посильной или великой, недостижимой? Все дело в том, что цель – сложное понятие, она имеет свою структуру, законы развития.

Несколько лет назад одновременно с работой по изучению качества творческой личности началось исследование природы целей. Человек, творческая личность постепенно переходит от цели низшего уровня к высшему: от профессиональной цели к общенаучной, от общенаучной – к общечеловеческой. От детской цели «быть кем-то» (дворником, пожарным, летчиком, полярником и т. д.) – к цели «сделать что-то». Так происходит превращение Изобретателя в Мыслителя. Когда лучше всего выбирать цель в жизни?

– Конечно, в детстве!

– Но ведь в этом возрасте мало знаешь, легко ошибиться!

– Ну и что же? Главное, начать работать над целью! А потом можно ее скорректировать!

– Или она перерастет в новую! По закону!

– Должна ли цель быть конкретной?

– С конкретной легче начинать, сразу видно, что нужно делать.

– Но большая цель может быть и неконкретной. Что тогда?

– Об этом уже говорили – нужно составить пакет конкретных программ по ее достижению!

– А у меня такой вопрос. На занятиях в секции РТВ нам говорили, что развитие науки, техники происходит закономерно, что можно эти законы познать и создавать новое по правилам, без мучений. Может быть, тогда вообще творческие личности будут не нужны? Законы и правила введем в компьютер, он и будет придумывать новое!

– Нет, так быть не может! Творческие личности будут нужны всегда. Бывали же случаи, когда работа, ранее требовавшая творчества, становилась обычной. Но тогда появлялись другие, более сложные творческие задачи, о которых до этого и не подозревали.

– А мы не смогли придумать новую цель, – пожаловались математики. – Давайте подумаем вместе. Есть одно правило: нужно взять какое-то положение, которое сегодня считается незыблемым, и подумать, что будет, если оно окажется спорным. Какой главный принцип в математике? Ребята задумались. Им на помощь пришел советник:

– Пожалуй, требование непротиворечивости.

– Отлично. А теперь предположим, что может быть создана математика, в основе которой будет именно противоречивость. Какая она будет? Есть ли в ней необходимость? Может быть, она станет математическим аппаратом ТРИЗ?

– Значит, интересную цель можно найти в любой области?

– Видимо, так. Есть люди, которые всю жизнь меняют одно место работы на другое, жалуются, что ищут творческую работу и никак не могут найти. А другие за что ни возьмутся – везде им интересно. Они умеют ставить себе цели, а первые – нет.

– Как же научиться находить цели?

– Сегодня идет большая работа в этом направлении. Кстати, построить алгоритм выбора цели – тоже большая и достойная цель. Кое-какие идеи здесь есть, но еще требуют проверки. Например, профессиональная цель должна быть, по-видимому, достижимой. А как заранее узнать, достижима она или нет? Здесь может помочь правильный прогноз развития данной отрасли знаний. Ведь цель нужно выбирать в перспективном, прогрессивном направлении, иначе она теряет смысл. Например, К. Э. Циолковский всю жизнь наряду с вопросами покорения мирового пространства занимался дирижаблестроением. Но эта область перестала развиваться. Если бы Циолковский связал свою жизнь только с дирижаблями, возможно, мы и не знали бы о нем сегодня.

Итак, цель можно спрогнозировать, причем наиболее достоверные результаты получаются при использовании законов развития техники, науки. И все же главный рецепт – как можно раньше начать серьезную работу, без скидок на возраст. Мы рассказываем ребятам о жизненной стратегии творческой личности, о том, что ранний выбор цели – один из самых сильных упреждающих ходов в борьбе творческой личности против жизненных обстоятельств.

– А какие еще упреждающие ходы есть у творческой личности?

– Немало. Например, развитие творческого мышления, нравственная закалка, воспитание высокой работоспособности, памяти, умение находить «лишнее время» для работы…

Об этом тоже нужно поговорить!

– Конечно. Но это – тема отдельной беседы. А сейчас немного пофантазируем. Представьте себе, что в нашем городе открылся магазин целей. Заглянули ли бы вы туда?

– А зачем? Человек должен сам себе выбрать цель, иначе неинтересно.

– Ну почему? Любопытно посмотреть, что там есть!

– А что там может быть, как вы думаете?

– Консультационный пункт!

– Целевой суперкомпьютер!

– Ну и что вам этот «супер» предложит?

– Разные цели!

– А платить за них нужно?

– Нужно! А цена – это твой труд и время, которое нужно затратить для достижения!

– И еще нужно указывать, что получишь, если достигнешь цели!

– Отлично. Получается такая картина. Компьютер выдает нам список целей, к каждой приложена справочка: сколько часов работы требует, что сулит, какова вероятность достижения. Например, такие.

Цель № 1. 1000 часов работы, вероятность достижения – 85 %, над целью работают 150 человек, результат достижения – признание специалистов…

Цель № 1001. Сотни тысяч часов работы, над целью никто не работает, вероятность достижения – 0,2 %, но если добьешься успеха – благодарность всего человечества…

Интересно побывать в таком магазине? Дискуссия окончена. Ребята расходятся в задумчивости. В самом деле, какую выбрать цель? Большинство на эту тему думают впервые. Ну что же, лучшего результата дискуссии нечего и желать!

 

Вечерние размышления

Вторая дискуссия прошла лучше. Ребята были живее, очевидно, больше готовились, было, что сказать. Эти дискуссии – важная часть нашей работы. Творческая личность невозможна без большой творческой цели. Мы надеемся, что ребята это поняли. Во всяком случае, они осознали самое серьезное противоречие: для того чтобы цель вела за собой, вдохновляла, она должна быть «своей», выношенной. И чем раньше встанешь на путь к цели, тем дальше пройдешь. Но с другой стороны, трудно выбрать цель рано, когда еще мало знаешь и все на свете кажется интересным. Выбрать цель – значит, сразу себя в чем-то ограничить. Долг взрослых – помочь в выборе. Как? Нужно думать. Здесь готовых рецептов еще нет. «Магазин целей», придуманный ребятами, звучит как фантастика. Хотя…

Сегодня в ТРИЗ активно развивается новое направление, получившее название «управляемая эволюция» (Directed evolution). Важной частью «управляемой эволюции» является специальный «банк эволюционных возможностей (альтернатив)». Это – очень близко к «магазину целей».

Мы сегодня умышленно устроили небольшую провокацию с «вечным двигателем» – хотели посмотреть реакцию ребят. Слава Богу, она была вполне разумной. Нам ведь неоднократно приходилось сталкиваться с, мягко говоря, «странными персонажами», одержимыми «идеей фикс» – изобретателями вечного двигателя, безопорного движения, энергии эфира и т. п. Большинство из них просто отрицают не понравившиеся им законы природы. На ТРИЗ они слетаются, как мухи на запах меда, но, убедившись, что тризовцы вовсе не стремятся отрицать науку, так же быстро от ТРИЗ уходят. Нам было важно показать ребятам, что Большая цель не должна быть «Дурацкой целью».