НА ГЛАВНУЮТЕКСТЫ КНИГ БКАУДИОКНИГИ БКПОЛИТ-ИНФОСОВЕТСКИЕ УЧЕБНИКИЗА СТРАНИЦАМИ УЧЕБНИКАФОТО-ПИТЕРНАСТРОИ СЫТИНАРАДИОСПЕКТАКЛИКНИЖНАЯ ИЛЛЮСТРАЦИЯ

Библиотечка «За страницами учебника»

Путь к изобретению (серия «Эврика»). Петрович, Цуриков. — 1986 г.

Серия «Эврика»
Николай Тимофеевич Петрович
Владимир Михайлович Цуриков

Путь к изобретению

(Десять шагов)

*** 1986 ***


DjVu


 

PEKЛAMA

Услада для слуха, пища для ума, радость для души. Надёжный запас в офф-лайне, который не помешает. Заказать 500 советских радиоспектаклей на 9-ти DVD. Ознакомьтесь подробнее >>>>


      Полный текст книги

 

      СОДЕРЖАНИЕ

Кому и зачем нужна эта книга? 3

Шаг первый Тема изобретения Повседневный труд рождает темы
Можно ли сегодня изобрести молоток? 6
Докажем теорему И
«Изобрести можно Было бы что!» 13
Полезность и новизна 19
С чего же начинать? 23

Шаг второй Тема намечена Формулируем задачу
Ясность цели 32
Чертеж подсказал решение 33
Электромагнитный молоток 37
Микропроцессор контролирует робота 38
Телевизор плюс тренажер 39
Автомобиль-шар 40
Плуг продолжает совершенствоваться 43
Мини-молнии рыхлят землю 44
Изобретатели, помогите геологам, строителям, альпинистам! 45

Шаг трети й Не решена ли задача другими? Определение прототипа
Кто первый? 48
Площадь меховой шкурки 50
Аналоги и прототипы 5!
Мировой фонд изобретений 53

Шаг четвертый Знакомство с методиками творчества и теорией решения изобретательских задач
Осторожно: метод проб! 58
Начало пути 60
Проблему решаем штурмом 61
От мозгового штурма к синектике 62
Сокровища морфологического ящика 64
Зададим себе вопрос 66
Что там за семью печатями? 67
От знания законов техники к теории мышления в технике 68
Изобретения бывают разные 70
Пойдешь направо — коня потеряешь, налево — головы не снесешь 72
Оригинальные идеи по типовым приемам 76
Веполь, или система-минимум 81
По алгоритму надежнее 83
Вскроем резервы 85
Идеальный — значит наилучший 85
Иголка для хозяйки 87
Всеобщая мобилизация 93
Систем много, а принципов мало 95
Экзамен на доктора 98
Жизнь одна, а эффектов тысячи 101
Эффекты надо знать заранее 104
Тайны зеленой тетради 107
В соответствии с законом 111
С маркой АРИЗа 116
Даешь радиоконтакт! 119

Шаг пятый Не поможет ли решить задачу ЭВМ?
От искусства до науки 130
ЭВМ — соавтор открытия 133
Мутации плюс искусственный отбор 135
Швейная игла, рулетка и ядерный реактор 138
«Свет мой, зеркальце, скажи 139
Компьютеры против рака 145
Машина учит изобретать 148
Поколение, которое достигнет цели 150
ПК, или приставка к извилинам 151

Шаг шестой Битва с психологической инерцией
Преграды строим сами 150
Маленькие человечки, которые все умеют 158
Шесть раундов оператора РВС 161
Зачем инженеру фантастика? 163
Четыре этажа сундука идей 165
Если прогнать трех китов 166
Фокальные объекты, гирлянды, биномы 168
Дорогу осилит идущий 169

Шаг седьмой Решение найдено Что дальше?
Идеи витают в воздухе 174
Изобретение должно быть полезным, но 177
Время Александра Любищева 180

Шаг восьмой Составление формулы изобретения
Формула без математики 184
Термоэлемент создает холод 187
Побеждает молодость 188
Радиоастрономия помогает медицине 190

Шаг девятый Составление описания изобретения
Письмо поясняет телеграмму 192
«Вся электроника зиждется на контактах» 193
Письмо о термохолодильнике 197
Солнце сигналит инопланетянам 201

Шаг десятый Оформление авторской заявки
Авторское свидетельство или патент? 208
Приоритет от 210
Вознаграждение за идею и труд 216
Приложение Организация массовой изобретательской работы 218
Литература в помощь начинающему изобретателю 219



      Мысль написать книгу возникла при попытке объяснить наблюдаемый, странный на первый взгляд парадокс. Известно, что творческие способности есть у каждого человека, каждый может творить новое. Особенно ярко это проявляется в острых критических, иногда аварийных ситуациях, когда включаются все потенциальные творческие возможности человека для решения возникшей срочной задачи.
      Однако если отнести число изобретателей и рационализаторов в нашей стране к общему числу тружеников, занятых в промышленности и сельском хозяйстве, то получим очень небольшую величину, измеряемую долями процента.
      В чем же дело? Может быть, на всех не хватает творческих задач? Абсолютно неверно! История развития техники показывает, что нетпределъно совершенных машин, устройств, процессов... Даже такие простейшие спутники человека на протяжении сотен и тысяч лет, как лопата, молоток, гвоздь, спичка... продолжают совершенствоваться и в наши дни, не говоря уже о более сложных творениях.
      Совершенно ясно, что каким бы трудом ни был занят человек, везде есть возможность творить, совершенствовать орудия и процесс производства, создавать новые. Особенно это важно сейчас, когда поставлена государственная задача огромного масштаба — ускорение научно-технического прогресса во всех звеньях народного хозяйства. Таким образом, число творческих задач необозримо!
      В чем же причины странного парадокса?
      По нашему мнению, одна из них в том, что творческие силы у многих людей находятся как бы в дремоте, очень слабо используются. Более того, некоторые даже вовсе не верят, что они у них есть, что они могут творить.
      Эти творческие силы надо обязательно будить, напоминать о них, увлекать творческими задачами, помогать сделать первые, самые трудные шаги в удивительный мир творчества.
      Такую цель и имели в виду авторы, работая над рукописью.
      Когда созревал план книги, то казалось, что весь путь начинающего изобретателя можно разбить на десять равных по вели-
      чине шагов-этапов. При работе же над рукописью выяснилось, что эти шаги разные: есть маленькие, средние и даже один
      огромный. Это, конечно, главный этап, в котором представлены современные методики творчества, вобравшие в себя весь многовековой опыт человечества. А самый маленький — это составление дополнительных документов к заявке на изобретение, когда уже найдено техническое решение, когда составлена формула изобретения и описание к нему, когда виден финиш первой задачи и уже манят следующие.
      Поэтому, читатель, не удивляйтесь различию в «протяженности» наших десяти шагов: величина шага-этапа пропорциональна его значимости и содержанию.
      Авторы
     
     
      Шаг первый
      ТЕМА ИЗОБРЕТЕНИЯ. ПОВСЕДНЕВНЫЙ ТРУД РОЖДАЕТ ТЕМЫ
     
      Изобрести — это значит увеличить следующую дробь:
      произведенные товары
      затраченный труд
      А. Э Й н ш т е и н
     
      Можно ли сегодня изобрести молоток!
      Молоток?! Да, ведь это один из самых древних инструментов человека. Его история началась по крайней мере миллион лет назад, когда наш далекий предок в расщепленной на конце палке укрепил камень. За истекший миллион лет появилась добрая сотня вариантов молотка: кузнечный, слесарный, кувалда, киянка, сапожный, обойный, председательский, для настройки роялей, для ремонта часов, отбойный... Так что же, человеческий ум уже исчерпал все варианты молотка и надо считать, что это изобретение закончено, отшлифовано временем, его даже можно назвать мертвым, окаменелым и в таком виде оно и войдет в историю техники земной цивилизации?!
      Ничего подобного! Даже оно — древнейшее и простейшее творение человека — не может окаменеть и будет совершенствоваться и дальше. Читатель может спросить, откуда такая уверенность.
      Ответ прост. Непрерывное развитие цивилизации, ее науки и техники ставит все новые н новые задачи, а открытие новых закономерностей в природе, получение новых материалов создает новую базу для совершенствования даже самых древних и самых простых устройств, машин, процессов.
      Вот молоток с ультразвуковым вибратором, который облегчает и ускоряет труд. Вот молоток с встроенным магнитом: он сам хватает гвоздь за шляпку и ориентирует его под удар. А вот одно из последних детищ — молоток для работы в... космосе. Там потребовался молоток без отдачи. Ведь сила отдачи в условиях невесомости может вызвать опасное движение космонавта.
      Такой молоток разработан конструктором Л. Некипеловой. Берем его в руку н, сильно размахнувшись, ударяем по стальной плите. Отдачи нет! Один металл словно прилип к другому. Опять встроенный магнит? Нет. Использован иной физический эффект: дробь, засыпанная в ударную часть инструмента, благодаря трению между шариками гасит отдачу.
      А вот «молоток с памятью». Что же он помнит: сколько сделано ударов или координаты гвоздя, чтобы точно попадать в него? Ни то, ни другое. Его название связано с использованием нового металлического сплава — нитпнола (55 процентов никеля п 45 титана), обладающего памятью. Пластинка из питипола запоминает приданную ей форму и неизменно возвращается к ней сколько угодно раз. Говорят, на этом эффекте даже осуществлен «вечпый двигатель», построенный американским инженером Р. Бенксом. На оси вращается без всякой видимой причины колесо размером с велосипедное. Но что это за две ванны под колесом с горячей и холодной водой? Вот в этом и заключена сущность конструкции. Со спиц колеса свисают подковообразные пластинки из нитинола. Когда очередная подковка окунается в горячую воду, она распрямляется и часть возникшей при этом энергии расходуется на вращение колеса. Попадая в холодную воду, пластинка «вспоминает» заданную ей форму и снова становится подковообразной. Самое удивительное, что усилие, необходимое для приобретения пластинкой подковообразной формы, гораздо меньше силы, возникающей при ее распрямлении. Что здесь — нарушение закона сохранения энергии? Конечно, нет, несмотря на то, что физики еще не дали убедительного объяснения этому эффекту.
      Нитинол может быть использован для создания высоконадежного «дублера» пневматического молотка. Широко применяемые пневматические молотки, работающие на сжатом воздухе от компрессора, часто выходят из строя. Ремонтные мастерские буквально завалены этим инструментом. Использование S-образной нитиноловой пластинки в молотке может исключить и потребность в сжатом воздухе, и сделать его очень надежным и простым. Касаясь электрических контактов, пластинка нагревается и, распрямляясь, толкает ударный боек молотка. При этом она разрывает электрический контакт и теряет нагрев, касаясь теплоотводящих охлаждающих колодок. Тут пластинка «вспоминает» заданную ей образную форму, и цикл повторяется. Наверное, у читателя возникает сомнение в достаточной силе разгибающейся пластинки. Эксперимент опровергает эти сомнения: пластинка питинола размером IX Ю сантиметров при нагревании разгибается с силой 600—700 килограммов. Комментарии, как видим, излишни.
      Не пытайтесь пока приобрести такой молоток: его еще нет. А идею создания предложил инженер А. Иванов. Она с нетерпением «ждет» изобретателя, который воплотит ее в удачную конструкцию. Может быть, им станешь ты, читатель этой книги?
      Итак, простая, даже простецкая, идея молотка, которую нашел, но не смог запатентовать по понятным причинам первобытный человек, живет и развивается миллион лет и, вероятно, никогда не окаменеет, пока существует род человеческий.
      Если начать сейчас прослеживать эволюцию всех только простых инструментов и устройств, сопутствовавших человеку с самых первых его шагов по пути прогресса, то, конечно, не хватило бы страниц этой книги. Потребовалась бы многотомная энциклопедия. Ее можно было бы начать, например, со слова Абажур (кстати, уже изобретены электрические лампочки, взявшие на себя функции и абажура), многие варианты которого упоминал еще Владимир Даль: «Косой навесец на свет, на свечу, лампу для затина; навесец, теннпк, затнн, щиток, колпак, козырек...» С тех пор изобретено еще несколько сот вариантов этого устройства. Да и каждый читатель в случае необходимости сооружал свой оригинальный абажур из подручных средств. Ну а закончить такую энциклопедию можно было бы словом Ящик, для которого в том же словаре находим десятка два вариантов.
      Еще одно изобретение, достойное внимания в связи с упоминанием молотка, это его извечный спутник — гвоздь. Он тоже не «застыл» и все время совершенствуется. Всем хорошо известны десятки вариантов гвоздей. Вот несколько последних изобретений. Гвоздь-шуруп объединяет достоинства того и другого: его заколачивают молотком, затем поворачивают на половину оборота. и готово. Гвоздь с двумя шляпками, одна под другой. Надеемся, что читатель сам догадается, зачем две. Гвоздь из прессованного... сахара. Им иногда «сколачивают» хирурги разошедшиеся кости. По мере срастания костей такие гвозди рассасываются в организме.
      Итак, молоток и гвоздь продолжают развиваться, видоизменяться. И это по единственные примеры. Скажем, дымящая заводская труба тоже совершенствуется.
      Приходилось ли вам видеть когда-нибудь летающую трубу? Речь идет не о выдумке, а об интересном изобретении.
      Предлагаемое инженерами П. Каминским и А. Степаненко устройство внешне совсем на трубу не похоже. Это две гигантские оболочки, которые поочередно наполняются горячим дымом и поочередно транспортируют его в верхние слои атмосферы, где он выпускается из оболочек и нейтрализуется под действием ультрафиолетовых солнечных лучей. Каждая из оболочек соединена с тросом, с помощью которого спускают «пустую тару» на землю для следующего цикла. При размере каждой «трубы» в 100 метров высоты и 80 метров в диаметре, объем ее будет равен 500 тысячам кубометров. Две оболочки могут уносить весь дым тепловой электростанции в 1200 мегаватт, делая по пять рейсов в час.
      Напрашивается следующий шаг: а что, если не возвращать обратно наполненные газом шары! Пусть уносятся еще дальше от поверхности Земли и еще меньше загрязняют им атмосферу. Надо только иметь запас дешевых объемных оболочек. При этом отпадает необходимость в лебедках и тросах.
      Заглянем в общежитие студентов. Трое пьют чай, а четвертый зачем-то водит чайнпком по столу. Подходим ближе, и все становится ясно: четвертый гладит чайником брюки. Мы в студенческие годы пользовались более примитивным методом — всовывали картонки в штанины и укладывали под матрац. Если спешишь на свидание, то, конечно, «чайник-утюг» — лучшее решение.
      А вот принципиально новый утюг — авторское свидетельство № 538074 В. Корнюхина. Он отлично гладит, не может прожечь ткань, обжечь руки, так как он... холоден! Здесь тепло заменено потоком фотонов. Испытания образца показали, что он гладит лучше, «так как прогревает материал объемно благодаря способности лучистой энергии проходить сквозь воздушные поры материала» (цитата из формулы изобретения). Заметим, что, несмотря на ряд преимуществ холодного утюга, на значительную экономию металла при массовом выпуске, его пока не производят. Но выступление «Правды» в защиту идеи, вероятно, сдвинет дело.
      А что происходит с более сложными изобретениями? Естественно, у них этот процесс идет еще более широким фронтом, еще большее число модификаций и остроумных их вариантов рождается по мере развития науки и техники.
      Уже во времена египетских фараонов существовали токарные станки. Об этом говорят и изображения на древних памятниках Египта, и находки в могилах фараонов. Первые станки были лучковые: заготовка приводилась во вращение движением лука, нить которого делала виток вокруг заготовки. Тысячи вариантов токарных станков отделяют лучковую его конструкцию, которую и теперь любят мастерить пионеры, от современного токарного станка с числовым управлением, гибкой программой, с высокой точностью выполняющего команды микропроцессора.
      Теперь один пример из области радиоэлектроники. Мы не будем говорить о том гигантском скачке, который был вызван изобретением транзистора и больших интегральных систем. Замена ими электронных ламп позволила в сотни и тысячи раз уменьшить габариты приемников и потребляемую мощность. Это все знают по приборам, используемым и дома, и на работе.
      Менее известна революционная роль сигпалов, используемых для связи двух пунктов на Земле, для связи с космическими кораблями, например, летящими к комете Галлея, между подводными лодками и т. д. Ступени развития этой области обязаны изобретению новых форм используемых сигналов.
      Многие из читателей наблюдали на экранах телевизоров не одно изображение, а два-три, но несколько сдвинутых друг от друга. Вместо приятного лица диктора мы видим странный размытый образ. Причина известна: на приемную антенну приходит несколько лучей от передатчика, но с разным запаздыванием. Например, второй и третий лучи приходят не прямым путем, а отразившись от соседнего небоскреба, башни. В подводной связи это могут быть лучи, отразившиеся от дна, водной поверхности, дельфина. В космосе такие дополнительные лучи возникают, например, из-за неоднородности межзвездной среды, скоплений пыли.
      Многие десятилетия считалось, что разделить эти лучи в приемнике или выделить только один из них принципиально неразрешимая задача.
      Но вот был придуман сигнал в виде отрезка шума или его искусственной подделки (псевдошум), и задача была решена. При этом можно не только выделить, например, самый сильный луч, но все лучи разделить, совместить их во времени и просто сложить! Если три луча имеют одинаковые амплитуды, то амплитуда суммарного сигнала возрастет в три раза, а его мощность почти в 10 раз.
      Читатель, далекий от радиотехники, может спросить: каким образом шум, то есть хаос, может нести информацию? Оказывается, может, только па приеме падо точно знать те образцы шума или нсевдошума, которые используются на передаче.
      Таким образом, мы приходим к фундаментальному выводу: по мере развития общества все время возникают новые задачи и появляются новые возможности, которые приводят к совершенствованию абсолютно всех орудий труда и любых других устройств, используемых человеком.
      Кратко это можно сказать так — нет мертвых изобретений, человек все совершенствует дальше.
      Докажем теорему
      Теорема краткая, но очень важная: «Каждый человек — потенциальный изобретатель». Пока ее нельзя доказать математически: наука слишком мало знает о законах творчества. Можно было бы попытаться сделать это статистическим экспериментом. Отобрать случайным образом, скажем, тысячу испытуемых, дать им набор творческих технических задач и подсчитать число участников, не решивших ни одной задачи. Допустим, что их оказалось 10. Тогда приближенно вероятность числа «не-изобретателей» составит один процент.
      Но этот эксперимент никак нельзя назвать чпстым. Во-первых, если говорить о всем человечестве, то слишком мала выборка, всего тысяча человек. Во-вторых, и это более существенно, вдохновенно решать по заказу, по выданному тесту, без острой необходимости далеко не каждый из испытуемых захочет и сможет.
      Поэтому у нас остается единственный путь — доказать нашу теорему чисто логическими рассуждениями, используя накопленный опыт людей.
      Многие из читателей, покопавшись в своей памяти, обязательно вспомнят творческие задачи, пусть очень простые, которые они решали на работе или дома.
      Некоторые, возможно, не придали им значения и забыли их. А как быть с теми, которые твердо знают, что им не ириходилось решать таких задач? Ведь у математиков есть правило: для опровержения любой теоремы достаточно найти один случай, не согласующийся с ней. Вот для них и введено в теорему слово «потенциальный», то есть возможный, но еще не проявившийся.
      Хорошо известно, что в случае острой необходимости человек может мобилизовать колоссальные резервы, таящиеся в живом организмо. Это в полной мере относится как к физическим, так и к творческим возможностям. Примеров предостаточно.
      Сколько смекалки, находчивости, неожиданных решений находили паши бойцы и командиры, громя немецких захватчиков. Недаром пословица гласит: «У сметливого солдата и рукавица — граната». Не меньше творческих находок было и в тылу, при передислокации заводов, быстром налаживании выпуска новой боевой техники. Можно вспомнить удивительную изобретательность полярников на дрейфующих льдинах у Северного полюса.
      Полистайте подшивку газет, и вы обязательно встретите сообщения об удивительных творческих решениях, мгновенно найденных в экстремальных ситуациях — при тушении пожара, спасении утопающих, при аварии на заводах, на транспорте.
      Итак, железная необходимость пробуждает в каждом творческие способности, мобилизует их. Значит, они есть у каждого! Но у одних они находятся всегда в боевой готовности, у других как бы в дреме, третьи из-за скромности просто не верят в свои способности творить новое.
      Одна из задач авторов этой книги — пробудить в каждом веру в свои возможности творить новое, разбудить дремлющие способности. Миф о том, что творить могут только избранные, особо одаренные, что это «дар божий», насаждался веками. Он и до сих пор влачит существование, но он обречен.
      Зайдите в любую школу молодых изобретателей, где обучают творчеству, где изучают современные методы поиска нового, где учеба завершается полезным изобретением каждого, подчеркиваем, каждого обучающегося, и вы убедитесь в справедливости нашей теоремы.
      Конечно, способности к творчеству различны у людей, и решают они задачи различного уровня сложности, начиная от простой рационализации до создания невиданных доселе машин, работающих на основе новых закономерностей, открытых в природе. Но об этом речь впереди.
      «Изобрести можно. Было бы что!»
      Такую фразу приходилось слышать не раз. Ее могут сказать только те, кто не хочет глубоко вникнуть ни в свою работу, ни в работу окружающих людей, либо те, кто прикрывает ею свою лень и сладкую дремоту своих творческих способностей. Это изобретители-обломовы.
      В самом деле, сейчас по всей стране идет борьба за повышение производительности труда, за улучшение качества продукции, за экономию материала и энергии. Тут бескрайнее поле творческой деятельности.
      Обратим взор на болт с гайкой. Гениально простое крепежное устройство, история которого уходит в глубь веков (вспомним винт Архимеда). Миллионы их, если не миллиарды, непрерывно изготовляются и используются. С нервого взгляда кажется, что этот кренеж достиг своего полного совершенства: прост, удобен, надежен. Но творческая мысль, как мы уже говорили, не признает застоя, окаменелости.
      Вот болт сварной. Цепочка из трех простых станков-автоматов работает так: первый штампуют головки болтов, второй нарезает «тело» винта, третий соединяет головку с винтом точечной сваркой. Получаем большую экоиомию
      металла (более 80 процентов) и времени (более 50 процентов). Ведь теперь не надо точить его из толстой болванки — головки штампуются из более толстого прутка, винты из прутка потоньше.
      Почему у этого болта не привычная шестигранная головка, а непонятная овальная? Брак? Отнюдь! Это маленький подарок людям от их детища — ЭВМ. У нее хватило терпения и настойчивости проанализировать сотни форм головок болта и гаечных ключей к ним. Результат: овал предпочтительнее. Эта форма обеспечивает большую долговечность: металл от ключа почти не сминается. Многим читателям, вероятно, приходилось с большими муками отвинчивать смятую гайку, шестиугольник уже почти окружность, ключ срывался, бил по рукам... И часто только зубило (тоже древнейшая находка) и молоток помогали ее отвернуть. Овал снимает эти муки. Мы все настолько привыкли к шестиугольнику, что десяток опрошенных автомобилистов при взгляде на овал отрицательно качали головами. Но эксперимент, самый объективный судья, показал, что ЭВМ молодчина, ей можно доверять.
      Не подумайте, что все уже решено с болтом и гайкой. Всем известно, что как бы мы ни затянули гайку, рано или поздно она отвернется. Это может быть опасно. Несмотря на множество изобретений на эту тему — контргайка, шайба гровера, шпилька, фиксация маленьким взрывом, разная резьба у болта и гайки, — простого, универсального и экономичного решения пока не найдено. Может, кто-нибудь из читателей попытает свои силы над решением этой древней задачи?
      Смело можно держать пари, что, присмотревшись внимательно к организации своего рабочего места, проведя анализ и хронометраж своих рабочих операций, вы обязательно найдете пути более рациональной его организации, лучшего использования времени. В связи с этим вспоминается курьез. Для сокращения времени проводимых совещаний мягкие, удобные кресла, в которых участники почти лежали, заменили на жесткие табуретки. Обсуждения стали проходить в два раза быстрее. Есть и более радикальный пример. Совещания проводились в кабинете, где вообще не было ни одного стула. Вопросы решались еще быстрее. Но бывают и обратные примеры.
      Вот «кресло для размышлений» японского доктора И. Накамацу, получившее иервую премию на выставке необычных изобретений в Токио. Голова сидящего в кресле и размышляющего покоится на мягкой подушечке, установленной на высокой спинке. Но это не простая подушечка, а скорей радиоподушка; она излучает микроволны, проникающие в мозг и стимулирующие, по мысли автора, его активность. Ноги сидящего покоятся на удобной подставке и обогреваются инфракрасными лучами. По сведениям печати первые испытания показали, что после десяти минут сидения в кресле студенты одного из университетов гораздо лучше запоминали числа, быстрее их складывали, перемножали, делили.
      Традиционно токарь работает, стоя у своего станка, и, конечно, это создает дополнительную усталость, иногда появляются болезни ног. Мы наблюдали токаря, который помещался у станка на вращающемся кресле.
      Справа были расположены размеченные яркими рисунками гнезда с необходимым инструментом, а слева — такие же гнезда с заготовками и материалом. Простое усовершенствование заметно повысило производительность труда.
      Раз уж мы коснулись токарного станка, то нельзя никак обойти вопрос о совершенствовании резцов. Здесь главная проблема — борьба с его нагревом. Как только резец перегреется, он теряет твердость, тупится, не снимает стружку. Есть много изобретений, «сражающихся» с силой трения, нагревающей резец: охлаждающие жидкости, термостойкие резцы, новые формы резцов. Но далеко продвинуться не удавалось. Творческое содружество токаря Л. Гика, теперь он уже кандидат технических
      наук, и академика АН БССР Е. Коновалова значительно потеснило вездесущую силу трения. Появился новый резец в виде вращающейся чашки с острым краем, свободно сидящей на оси. Вращает ее сама заготовка. Чашка-резец устанавливается под острым углом к обрабатываемой поверхности.
      Произошло удивительное — скорость обработки, а она определяется допустимой скоростью вращения заготовки, возросла в 5—6 раз! Гребной вал длиной в 12 метров и диаметром в полметра обтачивали раньше сутки, а новым резцом — 4 часа. Более того, резец стал одновременно и шлифовальным. Форма чашки выбрана так, что ее задняя кромка выглаживает металл, убирая следы точения.
      В чем же дело? Почему чашка лучше неподвижного резца? Если бы на этот вопрос отвечал Шерлок Холмс, то он, вероятно, сказал бы: «Ватсон, это элементарно!» Действительно, объяснение простое: к точке резания подходят все новые и новые участки кромки чашки. Получается нечто вроде бесконечного резца. Каждый участок работает очень недолго и успевает остыть до следующего момента резания. Это уже не рационализация, а принципиально новое решение.
      Очень актуальной задачей сейчас является механизация ручного труда. Она ждет не дождется новаторов. И больно и смешно было видеть на здании красиво, крупно написанный лозунг: «РУЧНОЙ ТРУД НА ПЛЕЧИ МЕХАНИЗАТОРОВ!», а под ним с помощью лома и топора двое мобилизованных на борьбу со стихией интеллигентов, возможно конструкторов машин, скалывали лед.
      Стройка. Машина за машиной подвозят необходимый материал. Приставной скоростной лифт мигом подымает все это ввысь. Но почему так велики паузы между его взлетами и почему работающие наверху так долго «скучают», ожидая его? Подходим к лифту. Все ясно. Связующим звеном между горой материалов и чудом скоростной техники является... одно из древнейших изобретений человека, ближайший родственник палки с закрепленным камнем — носилки, нагружаемые — передвигаемые — разгружаемые двумя гомо сапиенсами. Думается, комментарии здесь не требуются.
      Что тащит этот человек в огромном мешке? Не гоголевский ли это кузнец Вакула с чертом в мешке? Все значительно проще. Эго тоже «связующее звено» Между мусоропроводом современного дома н мусорными контейнерами, которые лихо подхватывает сложная современная машина с собственным краном. Может, кого-либо из читателей, проектирующих современные дома, осенит простая идея: заканчивать мусоропровод домов сменными выдвижными контейнерами?
      Может, он пойдет и дальше, навстречу давно назревшим потребностям: сконструирует простую надежную дешевую раздвижную стенку в современных квартирах, о которой многие мечтают, особенно при приеме гостей, или введет простейшую автоматику — нажал у постели кнопку, форточка или окно открылось, нажал — и закрылось...
      Но почему все время авторы ведут речь об одиночках-изобретателях? Ведь сейчас изобретениями занимаются тысячи научно-исследовательских институтов и лабораторий, где этой проблемой заняты большие коллективы, где творит «коллективный ум». Подключив к проблеме вместо одного тысячу человек, мы действительно увеличиваем вероятность ее решения. Но не потому, что происходит сложение творческих способностей всех решающих задачу в «коллективный ум», который станет в 1000 раз лучше решать задачи! Большой коллектив может вести поиск по нескольким направлениям, появляется элемент соревнования, возникает больше возможностей ставить эксперимент па макетах и ЭВМ. Кроме того, есть методики коллективного поиска решений. Мы их будем обсуждать в следующих шагах. Но все равно объединить способности людей так, как мы объединяем работу нескольких генераторов па общую нагрузку и получаем суммирование их мощностей, для решения творческих задач, к сожалению, не удается. Идея нового решения задачи рождается одним индивидуумом. Конечно, чем больше людей участвует в решении задачи, тем больше будет разных идей, тем быстрее возникшие идеи будут дальше развиваться, усовершенствоваться, воплощаться в практику. Но акт рождения любой новой идеи есть индивидуальный акт творения одного человека.
      Неужели, объединяя группу талантливых людей, нельзя сформировать коллективное гениальное мышление, коллективного гения! Можно! Рецепт дан в книге «Четверть гения» (М., «Молодая гвардия», 1970). Используя специальные тесты, подбирают талантливых людей, которые дополняют друг друга по глубине мышления, полету фантазии, по сумасшедшим идеям... Если каждый из них есть лишь lU гения, то творческое объединение четырех и составит полного гения. К сожалению, автор этой захватывающей книги Р. Подольный «утаил» секрет этих тестов. Но, несомненно, удачное объединение талантов, конечно, есть нечто большее, чем их сумма. Достаточно вспомнить и поклониться двум создателям образа Остапа Бендера.
      Самый древний способ поиска новых технических решений — «метод проб и ошибок», или так называемый слепой поиск. Попробовал так — не вышло, попробовал эдак — еще хуже, а если вот так... Несмотря на появление ряда эффективных методик поиска, применение которых уже принесло много полезных изобретений и усовершенствований, несмотря на то, что решить сложные задачи древним методом, который хлестко окрестили «методом тыка», невозможно, он очень живуч.
      Как мы уже отмечали, первая задача книги состоит в пробуждении к творчеству тех, кто пребывает в сладкой дреме или не верит в свои способности творить новое.
      Вторая задача — рассказать о современных методиках творчества и показать на конкретных примерах их эффективность и доступность.
      Умение пользоваться этими методиками сделает акт творчества каждого индивида и коллектива более результативным, а творчество всего коллектива приумножится во много раз.
      Мы показали на примерах, что творческие задачи буквально валяются у нас под ногами, мы ходим по ним. Все, что нас окружает на работе, дома, на улице — машины, устройства, инструмент, транспортные средства... — все может быть улучшено, усовершенствовано, решено по-новому, построено на новых, лучших принципах.
      Мы приводили простые примеры, чтобы не утомлять читателя и не углубляться в анализ сложных современных систем. Но ведь каждому ясно, что если молоток и болт с гайкой продолжают до сих пор совершенствоваться, то более сложные системы, например автомобиль, самолет, радиолокатор, робот, принципиально обладают колоссальным числом вариантов их построения и большим числом принципов, на которых они могут быть построены. История развития этих систем блестяще подтверждает это.
      Вернемся все ж к выбору первой творческой задачи, с которой следует начать свой дебют. Поскольку, как мы говорили, темы буквально окружают нас, то выходит, что начинать усовершенствовать надо первое, что приглянется?
      Не совсем так. Выбираемую задачу надо проверить на два критерия.
      Первый из них — полезность. То, что вы задумали, должно приносить пользу. Или, как сказано в руководствах по изобретательству и рационализации, давать экономический или социальный эффект. Экономический эффект мы уже разбирали на примерах: экономия материала, увеличение числа производимых станком изделий, повышение надежности изделий...
      Социальный эффект — это улучшение условий труда и быта, улучшение медицинской диагностики и профилактики и т. д. Несколько примеров.
      Введение электронного противошумного устройства ликвидировало неприятный свист ткацких станков, что снизило утомляемость ткачих.
      Добавка некоторых компонентов в топливо автомашин уменьшила токсичность выхлопных газов. Еще больший эффект даст замена бензина сжиженным водородом, использование электромобилей с питанием от аккумуляторов или солнечных батарей и автомобилей, движущихся за счет энергии солнца или накапливаемой в раскрученном маховике.
      Второй критерий, по которому надо проверить выбираемую задачу, — не противоречит ли предполагаемое ее решение законам физики или, говоря кратко, решаема ли она принципиально.
      Классический пример принципиально не решаемых задач, правда, изрядно затасканный, — древняя задача создания вечного двигателя, то есть устройства, которое создает энергию из пичего.
      Несмотря на то, что, защищаясь от сотен изобретателей, предлагавших разные варианты вечных двигателей, Французская академия наук еще в 1775 году постановила не принимать к рассмотрению эти проекты, они продолжают поступать до сих пор. Время от времени в бюро по изобретениям разных стран появляются лица с фанатическим блеском в глазах и, застенчиво улыбаясь, сообщают, что проблема вечного двигателя наконец-то ими разрешена. Как правило, это способные люди, которые могли бы создавать повые, полезные устройства.
      Совсем иное дело двигатели, которые только на первый взгляд кажутся творящими энергию из ничего, а на самом деле утилизируют некоторые свойства окружающей природы. Это устройства, использующие разность температур в разных слоях океана или атмосферы, разность температур земной коры на разпых глубинах, движение воздуха и морские прибои, тепло земного покрова вблизи вулканов и др. Ряд остроумных изобретений, использующих эффекты такого типа, уже нашел практическое применение.
      Задача создания вечного двигателя отнюдь не одинока. Сюда примыкает задача управления силой тяготения для осуществления полетов, поднятия тяжестей... так блестяще «решенная» Г. Уэллсом в книге «Первые люди на Луне» с помощью изобретенного им вещества — кейво-рпта. Силу тяготения Земли действительно можно устранить, точнее, компенсировать противоположно направленной силой, что первым экспериментально доказал в космосе Ю. Гагарин. Более того, возникающую при этом невесомость можно использовать для получения очень чистых сплавов, для выращивания невиданных кристаллов и т. д. Но это совсем другое дело.
      Несколько лет назад в журнале «Техника — молодежи» шла горячая дискуссия по поводу так называемых инерциоидов, в которой участвовали и изобретатели этих машин, и ученые разных рангов. Что же такое инер-циопд?
      Устройство, которое якобы может перемещаться в пространстве, пи от чего не отталкиваясь и без всякого действия на него внешних снл. Это современное название давно известной пресловутой «машины Дина», движущейся под действием только внутренних сил.
      Принцип предлагаемых различных инерциоидов можно пояснить па примерах. Имеется тележка на четырех колесах без всякого привода. Возьмем две увесистые гантели и сядем в тележку. При резком разведении рук с гантелями в стороны и назад, тележка немного сдвинется вперед. Снова сведем и разведем гантели — тележка еще немного прокатится и т. д. Но этот опыт ничего не доказывает: система «тележка — человек — гантели» не изолированная система, она колесами связана с дорогой, что и создает внешнюю силу трения.
      Известный вращающийся диск «Грация», по прилагаемой инструкции, гарантирующей женщинам гибкость и грацию, тоже один из кажущихся иперцпопдов. Став на диск и двигая руками и корпусом, легко вызвать вращательное движение. Но ведь подшинник, на котором вра щается диск, удерживается от вращения опять-таки за счет силы трения. Так что природу не обманешь!
      Закон инерции, установленный еще II. Ньютоном, говорит о невозможности сдвинуть центр масс механической системы только внутренними силами. Приведем любопытную цитату из упомянутой дискуссии доктора тех нических наук Н. Гулиа: «Выступаю в роли попа, по рвавшего с религией и читающего лекции на атеистиче скую тему. Семь лет своей жизни я отдал (к счастью лишь частично) изобретению пнерциопдов. Я их изго
      товлял сотнями, испытывал, недоумевал, почему они не работают или работают не так, как хотелось бы, и упрямо делал их снова. Спасло меня то, что я стал преподавать теоретическую механику и получил возможность тщательно разобраться в тонкостях дела. Теперь мне смешно вспомнить о зря потраченном времени, а каково было раньше! Не желал бы я молодежи получать такие травмы».
      А как же изолированная система в виде ракеты, летящей в межзвездной среде, меняет направление своего движения при включении двигателя? Ведь это тоже инер-циоид? Да, ракету можно так назвать, но с существенной оговоркой. Изменение движения ракеты происходит за счет нарушения ее целостности. Часть системы в виде газовой струи покидает ее. Взаимодействие между струей и ракетой и вызывает изменение движения, но уже другой системы, ракеты с меньшей массой. При сохранении массы ракеты неизменной изменение движения за счет внутренних сил невозможно.
      Это же относится и к космонавту, вышедшему из корабля в открытый космос, если ои не связан с кораблем фалом или это связующее звено оборвалось. Снова приблизиться к кораблю он может, только нарушив целостность «своей системы»: выстрелить из пистолета или выбросить какой-либо предмет в сторону, противоположную направлению на корабль. Практически для этих целей в скафандр космонавта встраиваются миниатюрные реактивные двигатели.
      На фоне гигантского потока нолезпых изобретений встречаются и бесполезные, курьезные творения, на которые не стоило бы тратить силы. Вот несколько примеров.
      Электровилка для быстрого навертывания спагетти. Вряд ли ее будет применять истинный любитель этого блюда. Сюда же примыкает п зубная щетка с моторчиком, которой легко поранить десны.
      А вот совсем странный и даже опасный американский патент: пропускать через тело пианиста электрический ток в момент нажатия нм клавиш! Вероятно, с сомнительной целью увеличения эмоциональности исполнения. По ассоциации вспомнилось «изобретение», сделанное более 400 лет назад: весы для установления, связана ли та или иная женщина с... нечистой силой. Их п ныне показывают в небольшом голландском городе Оуде Ватер. Устройство работало элементарно просто. На огромпую чашу из темного мореного дуба, висящую на тяжелых чугунных цепях, бросалась подозреваемая женщина вместе со своим движителем — помелом, на другую чашу ставили чугунные гири. Если суммарный вес женщины и движителя не превышал 49,5 килограмма, то ее признавали ведьмой, так как при таком весе она в состоянии вылететь через печную трубу.
      Но вернемся в наши просвещенные дни. Хотелось бы, чтобы наш читатель, выбирая себе первую или одну из первых тем для творческой работы, не шел бы по пути бесполезных курьезов типа «удобная тарелка для чтения за едой», «зонтик с перископом», «шляпа с вентилятором», «шляпа, сама отвешивающая поклоны», «очки с дворником»...
      Кроме бесполезных изобретений, встречаются и опасные. Например, разработка некоторыми зарубежными фирмами в Японии, ФРГ и США новых лекарств, которые без надлежащей проверки поступали в продажу и приводили к тяжелым последствиям.
      Таким образом, выбирая задачу для решения, необходимо убедиться в ее несомненной полезности и в ее решаемости с точки зрения законов природы.
      Наконец, последнее: начинать, конечно, надо с простейших задач и, постепенно набирая опыт и сноровку, осваивая современные методики творчества, о которых речь впереди, переходить к более сложным. Кто-то очень удачно сравнил поиск решения сложной творческой задачи с первовосхождением на трудную вершину. Путь неизвестен. Опасностей много. Высота большая. На такую гору идут только альпинисты, покорившие уже более простые вершины, хорошо тренированные, владеющие техникой движения по скалам, снегу, льду и техникой страховки.
      Кстати, и с опасностями в горах сражаются изобретатели. Известно, что каждый год на земном шаре гибнут от снежных лавип десятки тысяч жителей горных районов, альпинистов, туристов, лыжников. Совет попавшим в лавину, который дается в некоторых руководствах, краток и прост — «делайте плавательные движения». Один ез авторов, дважды попадавший в лавину, пытался делать эти движения и был наказан за свою наивность. Оказывается, в лавине действительно можно плыть, если воспользоваться простым изобретением. Отправляясь в лавиноопасный район, на спине закрепляется небольшой пакет с воздушным шаром и баллончиком со сжатым газом. При приближении лавины, нажимается кнопка, за одну-две секунды шар надувается и удерживает человека на поверхности снежного потока. Теперь действительно можно применить брасс пли кроль для движения к краю лавины, где ее сила слабее.
      С чего же начинать
      Уточним на примерах три основные градации технического творчества: рационализаторское предложение,
      изобретение, открытие.
      Токарь А обтачивал деталь и переносил ее токарю Б для нарезки резьбы. Расстояние между станками составляло 15 метров. Проведя хронометраж, А установил, что
      20 процентов рабочего времени уходит на переноску деталей. Поразившись этой величиной, которую считал значительно меньше, он сконструировал простейший транспортер деталей между станками в виде бесконечно бегущей широкой ленты. Положив на ленту деталь, он кричал (в цехе было довольно шумно): «Лови». Б, продолжая работать правой рукой, левой шарил по ленте, ожидая деталь. Поначалу такая игра забавляла и А и Б, но скоро надоела п стала утомительной. Поразмыслив, Б за два вечера сконструировал и установил автоматический сбрасыватель деталей в накопительное устройство. Когда А закричал: «Лови», Б ответил: «Не буду!»
      Несколько обидевшись тайно сделанному усовершенствованию его ленточного механизма, А решил взять реванш. Начав как-то утром работу, Б заметил, что транспортер недвижим. «Включи ленту!» — закричал он. «И не подумаю», — ответствовал А.
      Когда жз на ленте появилась деталь, лента тут же двинулась и после сброса ее в накопитель остановилась. Это действовал оптический датчик, установленный А. Деталь прерывала луч, падающий на фотоэлемент, и мотор включался.
      Наконец, А и Б, объединившись, нашли способ совместить операции обточки и нарезки на одном станке, который уже применялся на одном из заводов. Производительность возросла в три раза.
      Бригадиром объединенной бригады, перешедшей на работу по единому наряду, стал комсомолец Е. Несмотря на молодость и спортивную закалку, он буквально валился с ног к вечеру. Оперативное руководство требовало контакта с пятью отдельными группами бригады. А это значило отмахать за день несколько десятков километров. Натягивая утром свои почти развалившиеся сапоги, он невольно вспоминал цитату из учебника: «Радиоволна распространяется с максимально возможной в природе скоростью...» Оснащение всех групп бригады портативными радиостанциями и использование коротких сеансов связи по точному расписанию резко увеличило производительность труда. У бригадира Е появилась возможность не только руководить, но и самому работать в одной из групп.
      Приведенные примеры — типичная рационализа-ц и я. то есть использование уже известных методов и устройств впервые на своем предприятии.
      Если рацпредложение можно кратко определить формулой:
      РАЦПРЕДЛОЖЕНИЕ= (пРЕДПРИЯТИИ) + (ПОЛЕЗНОСТЬ), то изобретение определится как:
      ИЗОБРЕТЕНИЕ= (миРОВАЯ )+ (П0ЛЕЗН0СТЬ)-
      Пример. Бумагу и картон веками резали с помощью ножниц, ножей, резаков. Но вот впервые предложен способ резания с помощью тончайшей струи воды под высоким давлением. Эксперимент одним махом погасил саркастические улыбки скептиков. Скорость резания газетной бумаги возросла до 1500 метров в минуту при не очень большом расходе воды — 100 литров в час. К этому надо добавить социальный эффект — водяной резак совершенно не загрязняет атмосферу вредной бумажной пылью, вода ее полностью поглощает. Это изобретение.
      Что за «летающая тарелка» движется над самым виноградником? Это не пресловутая «летающая тарелка» инопланетян, а рукотворное сооружение землян: машина для внесения удобрений в почву и уничтожения вредных насекомых ядохимикатами. Но как же оно парит над макушками кустов? Очень просто: падению препятствует... воздушная подушка. Скорость обработки возрастает в десяток раз, и никаких следов от ног, колес, гусениц на почве. Несомненное изобретение!
      Наконец, третья ступень творчества — открытия. По мере развития науки и техники мы все глубже познаем законы окружающего нас материального мира. Каждая вскрытая закономерность делает человека более могущественным, позволяет создать новые устройства, новые процессы.
      Конечно, речь идет о существенных открытиях, как сказано в определяющих документах, «вносящих коренные изменения в уровень познания».
      Пример. Вы приобрели новую автомашину. Все вас радует. Особенно почти бесшумная работа мотора, мягкое включение и переключение скоростей, плавность управления. Прошел лишь год, и машину не узнать: мотор стучит, задний мост угрюмо гудит, скорости с трудом включаются. Это результат износа деталей за счет вездесущей силы трения.
      И вдруг открытие — «эффект безызносности», — сделанное профессором Д. Гаркуиовым и инженером И. Кра-
      гельскнм. Разве это возможно? А почему бы и нет! Ведь, например, суставы человека работают всю жизнь и почти не изнашиваются. Открыто неизвестное ранее явление: в паре трения сталь — медь, сталь — бронза или сталь — латунь из-за разрушения атомных связей выделяется медь. При этом она не уносится из зоны контакта, а переносится на поверхность стали в виде тончайшего слоя и делает ее очень гладкой. Износ трущихся поверхностей практически прекращается!
      Это открытие нашло много применений в промышленности. На его основе сделан ряд изобретений. Например, если сталь трется о сталь или о чугун, то в одной из трущихся деталей делается отверстие, в которое запрессовывается кусочек бронзы. Она и будет во время работы выделять медь, которая, обволакивая поверхности, предохраняет их от износа.
      Из приведенных примеров следует, что где бы ни трудился человек, какую бы работу он ни выполнял, везде есть пища для творчества, для совершенствования орудий труда, производственных процессов, экономии материалов и времепи, улучшения условий труда и быта.
      Но не только процесс труда рождает темы. Внимательно наблюдая окружающую жизнь, можно увидеть очень много полезных задач, давно ждущих решения. Вот несколько примеров, выбранных совершенно случайно.
      Нас угощает хозяйка сочным жареным мясом «с кровыо», три гарнира на выбор — жареный лук, жареные помидоры, жареные шампиньоны. Как прославленный Арутюн Акопян, она все это достает из одной сковородки. Что за чудо! Ларчик открывался просто: сковорода была разгорожена на несколько отделений. Ее сотворил муж-умелец, приварив эти перегородки. Экономия времени хозяйки, газа или электроэнергии несомненная. Почему рационализаторы до сих пор не внесли такого усовершенствования в выпускаемую продукцию?
      По асфальтовой дороге, согнувшись почти под прямым углом, шагает не то турист, не то альпинист с огромным, тяжелым рюкзаком. Солнце палит. Пот застилает ему очи. А ведь, казалось бы, ничего не стоит выпускающему заводу рационализировать рюкзак: вшить в его дно тонкий стержень, приложить к нему два легких пластмассовых колесика, которые можно при движении но дорогам падеть на ось и легко катить рюкзак.
      Вы вбегаете в кассу кинотеатра за несколько минут до сеанса. Ищете заветное окошечко, но его нет. Не туда попал? Да вот же автоматы для продажи билетов. Их много. Над каждым световое табло со светящимися, еще незанятыми местами. Красота! Выбирай любое без пререкания с кассиршей. Вместе с билетом автомат выдаст сдачу, вежливо попросит поспешить и сообщит, что до начала сеанса осталась лишь одна минута.
      К сожалению, такого кинотеатра еще нет. Тем, кто возьмется решать эту задачу, рекомендуем посетить дворец питания завода ВЭФ в Риге. Не ищите касс. Их заменили автоматы. Выбор блюд делается нажатием кнопок. Расчет по кредитной карточке, вставляемой в тот же автомат. Тут же на дисплее контроль выбранных блюд. Ровно через 100 секунд конвейер, обслуживаемый только роботами-манипуляторами и дозаторами, на подносе подаст вам выбранные блюда. Пообедав, ставите свой поднос с посудой на другой конвейер. Мойку, сушку посуды и облучение ее ультрафиолетовыми лучами для стерши,пост и тоже делают роботы.
      Небольшой альпинистский лагерь утопает в вековых соснах. Расположен он па слиянии двух стремительных горных рек, шум которых сродни музыкальной симфонии. Но что за периодическое уханье раздается, как только начинает темнеть? Это работает дизельный двигатель, вращающий дииамомашииу для освещения лагеря. Работает он на солярке, сильно дымит. В безветренную погоду лагерь погружается в дымное облако. Кроме того, двигатель пожирает уйму топлива, которое надо возить по скверной горной дороге. Больше одного сезона автомашина без капитального ремонта не выдерживает.
      Но ведь рядом у лагеря два непрерывных потока энергии в виде падающей воды, которые в сотни раз мощнее коптящего дизеля! Почему их не использовать? Потому, что до сих пор нет простой, надежной, дешевой, легко устанавливаемой в реке гидроэлектростанции. И пусть читатель не подумает, что описан единичный курьезный случай. Подобную картину можно наблюдать в десятках ущелий в лагерях и туристских базах на Кавказе, на Тянь-Шане и в других наших горных районах.
      Не менее актуальна задача использования энергии морских волн. Каждая волна ударяет о берег, и энергия удара пропадает даром! Когда лежишь на морском пляже и «медленно ворочается в тине сердца глупая вобла воображения», то, кажется, решить эту проблему так просто. Например, каждый удар закручивает немного
      пружину, и она накапливает энергию... Но орешек этот очень твердый, непросто его раскусить.
      К нам подошел человек. Сразу видно, что оп пишет перьевой ручкой — пальцы в чернилах. Ручки текут. Если не сразу после покупки, то через некоторое время. Нужен новый принцип ее конструкции, исключающий этот дефект. Ведь не все могут пли желают писать шариковой ручкой.
      Не пора ли сконструировать электронную пишущую машинку без сотни рычагов, которые нередко подводят, — машинку надежпую, бесшумную. Производительность людей в комнате, где грохочет старая «установка», резко снижается, не говоря уже о творческой работе, которая у многих при грохоте падает до нуля.
      Этот перечень можно было бы продолжать и продолжать, но пора остановиться. Ведь самая увлекательная задача все же та, с которой сама жизнь столкнула человека.
      Нельзя не упомянуть еще об одном многоумном подсказчике творческих задач: об окружающей нас живой природе. С момента возникновения живой клетки в течение нескольких миллиардов лет в жестокой борьбе за существование шло на планете совершенствование жиз-пи и приспособление ее к меняющимся условиям. И были найдены удивительные решения, часто их называют патентами природы. Многие из них пока недоступны нашей науке и технике.
      Один из ярких примеров — запись наследственного кода человека в горошине диаметром в 0,1 миллиметра. Если эту информацию записать в виде 0 и 1 (это сделать можно), то она заняла бы все тома БСЭ.
      Удивительно компактная и удивительно надежная система передачи генетической информации есть и хороший пример, и хороший стимул для совершенствования наших систем связи, систем памяти ЭВМ, хранилищ информации.
      Секреты многих патентов природы уже разгаданы и переносятся в устройства, творимые людьми. Так, замена традиционного винта у моторной лодки на устройство, скопированное с дельфиньего хвоста, дало 30 процентов экономии топлива. Сделано оно из каучука и пластмасс. Длина 66, а ширина 17 сантиметров. С помощью гибких рычагов оно совершает колебательные движения, напоминающие движения хвостового плавника дельфина.
      Дельфин интересен и своими методами подводной локации целей. Непрерывное изменение частоты излучаемого им сигнала, в частности, снижает искажения от запаздывающих сигналов, отраженных от дна, морской поверхности, погруженной части корабля и позволяет бороться с явлением многолучевости, о котором мы уже говорили. Сейчас изучается возможность использования таких сигналов для тех же целей в наших системах связи. Так, одним из авторов книги предложен метод передачи двоичных сигналов, при котором частота сигнала плавно меняется почти как у дельфина, а информация заложена в текущей разности фаз соседних посылок (авторское свидетельство № 105692).
      Качающийся на ветру тоненький тростник, но выдерживающий даже ураганные ветры, подсказал архитекто-
      рам принцип строительства надежных сейсмоустойчивых высотных зданий. Авиаконструкторы начиная с Леонардо да Винчи продолжают изучать полет птиц, удивляясь совершенству этого живого летательного аппарата, запатентованного природой в тысячах вариантов.
      Профессор А. Пирогов, известный своими исследованиями и изобретениями в области передачи информации, наблюдая вместе с сыном полет лебедя над озером, подметил, что динамика его полета имеет много общего с динамикой любимого всеми детьми занятия — раскачиванием на качелях. Девочка, раскачиваясь все с большей амплитудой, приседает в высшей точке и распрямляется в нижней, то есть смещает свой центр тяжести в определенной фазе. Нечто подобное делает при полете и лебедь. Это сопоставление заинтересовало наблюдателей. Нельзя ли, подумали они,, доску качелей заставить совершать не возвратно-поступательные движения, а, оторвав ее от крепления, двигаться как летательный аппарат, совершая плавные колебательные движения за счет смещения центра тяжести некоторой его части?
      Математический анализ подтвердил гипотезу. Авторами идеи была разработана схема таких «летающих качелей». Это конструкция типа обычного самолета, но имеющийся на нем мотор выполняет две функции — разгон для стартового взлета и для смещения центра тяжести самолета подобно приседанию девочки на качелях. Его можно осуществить, например, за счет периодического смещения положения самого мотора с одновременным с той же частотой изменением угла атаки несущих поверхностей.
      При некоторых сдвигах фаз между двумя этими периодическими колебаниями возникает сила, вполне конкурентоспособная с силой, создаваемой винтомоторной группой или реактивным двигателем. Более того, мощность двигателя может быть снижена, по расчетам авторов, в несколько раз, а следовательно, уменьшено и засорение среды газовыми отходами и шумом, пе говоря уже о расходе топлива или увеличении дальности полета.
      Наш перечень возможных путей возникновения и формирования творческих задач был бы неполным, если бы мы не упомянули сказки и научную фантастику. А. С. Пушкин кратко и прекрасно это сформулировал:
      Сказка — ложь, да в ней намек!
      Добрым молодцам урок.
      Вероятно, он к добрым молодцам относил всех новаторов — ученых, изобретателей, рационализаторов. Ведь ковры-самолеты давно обернулись самолетами. Сказочное волшебное зеркальце вошло в нашу жизнь... телевизором. Передача мыслей на расстояние — радиосвязью.
      Всем известно, что большинство фантастических идей Жюля Верна давно воплотилось в жизнь. Ряд идей А. Беляева и других наших фантастов тоже стал реальностью.
      Фантастика, сказки будят творческие силы человека, ставят все новые и новые задачи, уносят мыслью в будущее. Больше пейте из этого источника!
     
      Шаг второй
      ТЕМА НАМЕЧЕНА. ФОРМУЛИРУЕМ ЗАДАЧУ
     
      Изобретатель — это технический революционер, большой и малый.
      П. Энгельмаер
     
      Ясность цели
      Если первый шаг совершен, то есть творческая тема определилась, то надо идти дальше — возможно нагляднее представить себе и сформулировать задачу. Нередко встречаются изобретатели, особенно среди начинающих, которые считают это излишним, преждевременным. Мотивировка у них такая: «Вот, если все получится, тогда и изложу. А пока незачем тратить время и бумагу».
      Крайне ошибочное мнение. Поговорите с изобретателями, у которых несколько авторских свидетельств, и они расскажут, сколько задач и способов решения заканчивало свой путь уже на этапе четкого их формулирования на бумаге, при составлении эскизов или функциональных схем. Это оказывалось не лишней тратой времени и сил, а как раз наоборот — экономным их расходованием.
      Ведь негативная оценка идеи — это тоже полезный результат: в дальнейшем о ней можно уже не думать, буквально выбросить ее из головы и искать другие, более плодотворные. Недаром говорится, что глупость, написанная на бумаге, становится более очевидной.
      Начинать второй шаг нужно, конечно, с уяснения п формулировки цели, которую хочет достичь изобретатель, решая намеченную задачу. Понятие цели более широкое, чем поставленная техническая задача. Ведь цель может в большинстве случаев быть достигнута различными путями, решением различных технических задач.
      Мы уже знакомились с задачей создания нового типа токарного резца для увеличения скорости резания, поставленной и решенной двумя изобретателями в городе Минске. Цель здесь очевидна: увеличить производитель-
      ность токарных станков путем увеличения скорости резания.
      Так как основным препятствием на пути к цели является перегрев резца, то она могла быть достигнута разными путями: охлаждением резца подачей жидкости, созданием для него более термостойкого материала, созданием условий, при которых резец работает дискретно — то режет, то не режет, а только охлаждается.
      Последний вариант и явился предметом поиска, так как первые два на сегодня уже реализованы. Задача может быть сформулирована так: увеличить скорость обработки деталей на токарном станке за счет нового режима работы, при котором резец то режет, то только охлаждается.
      Первая мысль, которая приходит, — применить суппорт с набором сменяющих друг друга резцов. Но получается очень сложная конструкция, и вряд ли можно обеспечить переход с одного резца на другой, не нарушая режима обточки.
      Как помнит читатель, поиск увенчался изобретением резца в виде вращающейся чашки, заметно ослабившей нагрев благодаря ее непрерывному движению. Не один десяток эскизов резцов был изображен на бумаге и опробован, прежде чем было найдено это удивительно простое решение.
      Чертеж подсказап решение
      Рассмотрим задачу, решить которую помогла именно ее графическая интерпретация. Академиком В. Котельниковым, ныне вице-президентом АН СССР, было доказано, что предельно возможную защиту от шумов при передаче самых простых информационных сигналов типа ДА — НЕТ (их принято обзначать 0 и 1), широко применяемых в системах управления, связи и ЭВМ, обеспечивают сигналы с фазовой манипуляцией на 180 градусов. Если при передаче ДА синусоидальное колебание имеет фазу ср, то при передаче НЕТ эта фаза скачком меняется на 180 градусов (рис. на стр. 35).
      Различить их может только приемник, чувствительный к фазе сигнала: при приеме сигнала ДА на его выходе должно возникать, например, напряжение ( + U), а при приеме НЕТ, напряжение (— U). Реализовать это можно при наличии в приемнике колебания точно той же частоты, но без скачков фазы: его называют опорным напряжением. Сравнивая фазы несущего информацию сигнала и опорного напряжения (это можно сделать путем их перемножения) легко установить, что передается — ДА или НЕТ.
      Но как создать в приемнике опорное напряжение? Нельзя ли для этого использовать имеющийся в нем местный очень стабильный геператор, сделав частоту его точно равной частоте принимаемого сигнала в начале сеанса связи? Можно, но... под действием различных дестабилизирующих факторов — старения деталей, колебаний питающего напряжения, изменения температуры и влажности окружающей среды и т. д., влияющих как на генератор сигналов на передаче, так и на наш генератор в приемнике, — через некоторый интервал времени установленное равенство частот принимаемого сигнала и местного опорного напряжения неизбежно нарушится и вызовет искажение принимаемой информации.
      Описанная ситуация аналогична поведению двух часов. Какой бы высокой точности часы мы ни взяли, установив на них стрелки в одном положении, неизбежно через некоторый интервал времени их синхронность нарушится и они будут показывать разное время.
      Следовательно, создать опорное напряжение за счет местного генератора принципиально невозможно. А нельзя ли создать его из самого сигнала, если в нем устранить каким-либо образом скачки фазы? Можно. Эту задачу первым решил советский ученый, ныне член-корреспондент АН СССР А. Пистолькорс.
      Его идея очень проста. Принимаемый сигнал поступает в приемнике на два параллельных канала. В одном он нормально усиливается. В другом его возводят в квадрат (это, конечно, устраняет скачки фазы, но, к сожалению, повышает частоту в два раза), правда, затем с помощью делителя понижают его частоту в два раза. В результате этих двух операций получаем опорное напряжение с частотой, точно равной частоте сигнала, но без скачков фазы.
      Казалось, что проблема решена, опорное напряжение получено. Однако экспериментальные исследования такой системы не подтвердили эти надежды. Опорное напряжение то устойчиво держало фазу посылок ДА, то в некоторый случайный момент времени скачком преходило на фазу посылок НЕТ и устойчиво держало эту фазу. Это приводило к тому, что участки с правильным приемом сменялись участками, когда ДА регистрировалось как НЕТ, а НЕТ как ДА. Поэтому вскрытое опытом явление получило название «обратная работа». В начале создалось впечатление, что это просто дефект схемы А. Пи-столькорса. Многие изобретатели и ученые начали поиск новых схемных решений для создания опорного напряжения из самого сигнала. Известны схемы В. Сифорова, Д. Агеева, Д. Костоса и многих других. Но ни одна из них не спасала от «обратной работы».
      Один из авторов этой книги в течение целого года ломал голову над поиском схемы без «обратной работы» и в конце концов доказал печальную теорему: при классических сигналах фазовой манипуляции (смотри рис. на стр. 35) в силу их симметрии принципиально нельзя сформировать опорное напряжение, пе подверженное явлению «обратной работы».
      Что же делать? Неужели лучшая из возможностей передачи сигналов ДА — НЕТ так и не будет реализована?
      Многократно рисуя разные варианты изображения фазовых сигналов типа приведенных выше и размышляя над ними, вдруг из одного из графических изображений стало ясно, что решение есть, оно смотрит на нас из самого рисунка! Только надо отказаться от общего единого опорного сигнала, а для каждой посылки ДА и НЕТ надо иметь свой опорный сигнал, а он есть в самом сигнале — это предшествующая каждой ДА или каждой НЕТ посылка. На передаче надо выбирать фазу посылки относительно предыдущей (например, для ДА брать ту же, что у предыщуей, для НЕТ — сдвигать на 180 градусов), а на приеме надо предыдущую посылку задержать на время длительности одной посылки и сравнить ее фазу с данной.
      Поражали и простота решения, и то, что до сих пор никто не обнаружил эту простую, буквально кричащую с чертежа возможность реализации. Сейчас этот метод передачи, получивший название относительной фазовой манипуляции (ОФМ), нашел широкое применение в земных и космических линиях связи.
      В начале описанного поиска формулировка задачи звучала так: «Найти способ ПРИЕМА сигналов ДА — НЕТ при фазовой манипуляции, устраняющий явление «обратной работы», без введения дополнительного канала для передачи опорного напряжения (это требует расширения занимаемой полосы частот), без введения дополнительных импульсов в сигналы только для синхронизации опорного напряжения (это требует снижение скорости передачи) и без заметного снижения ее сопротивляемости действию помех».
      После того как в процессе работы было доказано, что явление «обратной работы» при исходных сигналах принципиально неустранимо, начало формулировки задачи было изменено:
      «Найти способ ПЕРЕДАЧИ и ПРИЕМА сигналов ДА — НЕТ при фазовой манипуляции, устраняющий явление «обратной работы», без введения...»
      Итак, графическая интерпретация позволила наглядно увидеть, что опорное напряжение есть в самом сигнале, надо только несколько изменить отсчет фазы на передаче, а для приема самой первой посылки в начале се-
      анса связи ввести на передаче одну избыточную посылку, не несущую информации, для отсчета фазы первой информационной.
      Электромагнитный молоток
      Многим, вероятно, приходилось испытывать муки при забивании гвоздя в стесненных условиях, где нет возможности замахнуться молотком и использовать инерцию его движения для сильного удара. Эта же задача встает, например, при сборке на конвейере автомашин. Есть узлы, где точная посадка детали требует некоторого удара, а для замаха молотка, находящегося в руке человека или в захвате манипулятора, совсем пет места. Цель поиска ясна — создать молоток, способный выполнять свои ударные функции при очень небольшом движении относительно точки удара. Чем можно заменить силу инерции? Например, электромагнитной силон. Само собой возникает мысль — создать электромолоток. Давайте вместе сформулируем задачу.
      «Изобрести электромагнитный молоток, который не требовал бы замаха перед ударом, но мог бы обеспечить достаточную силу удара».
      В обычном молотке момент удара происходит при соприкосновении молотка с деталью, а как будет в электромолотке? Ведь там удара нет! Значит, нашу формулировку необходимо дополнить: «Изобрести электромолоток, который не требовал бы замаха перед ударом, обеспечивал бы достаточную силу удара, а момент удара определялся бы нажатием кнопки на ручке молотка, замыкающей цепь электромагнита».
      Постойте, ведь можно иначе сделать управление ударом там, где есть хотя бы небольшое пространство для движения молотка. Формула уточняется: «Изобрести электромолоток... в котором момент удара определяется либо нажатием кнопки на рукоятке молотка, замыкающей цепь электромагнита в молотке, либо моментом соприкосновения молотка с электропроводящей деталью, замыкающей ту же цепь». Задача, кажется, полностью сформулирована?
      Нет. Как быть с силой удара? Обычно она определяется величиной замаха и скоростью сближения с деталью. А здесь?
      Надо дополнить формулу. «Изобрести электромагнитный молоток, не требующий замаха при ударе, имеющий достаточную силу удара за счет электромагнита, включаемого либо кнопкой на рукоятке, либо при контакте с деталью, допускающий регулировку силы удара за счет регулировки тока электромагнита, питаемого либо от батарей, либо от осветительной сети».
      Теперь, прежде чем перейти к разработке, полезно набросать несколько эскизов его возможной конструкции.
      Микропроцессор контролирует робота
      На конвейере автозавода многие ручные операции были переданы роботам-манипуляторам: перенос деталей и их установка, сверление отверстий, точечная сварка и ряд других. Роботы трудились без устали в три смены, и казалось поначалу, что их и контролировать не надо. Но по мере износа деталей в подвижных соединениях роботов стал появляться брак — обрабатываемая деталь не поступала в нужное место, отверстие смещалось, сварка попадала на самый край кузова...
      Одному из инженеров, недавно окончившему политехнический институт, поручили возглавить группу по обеспечению нормального режима функционирования ро-ботов-манипуляторов. Работа была хлопотная. Надо было в короткие промежутки остановки конвейера проверить работу манипуляторов — точность позицирования, а она составляла величину порядка одного миллиметра, силу 8ахвата, скорость возвращения в исходное состояние и т. д. Если имели место недопустимые отклонения, то надо было успеть это отрегулировать, заменить изношенные детали.
      Через месяц напряженной работы инженера стала одолевать тоска. Работа авральная, а КПД низкий. Надо отыскать, может быть, единственного робота, который портит все дело и требует ремонта, а приходится обследовать все подряд. Нельзя ли как-то получить информацию о том, какой именно робот «заболел»?
      Вспомнилось, что в институте учили решению изобретательских задач в курсе «Основы технического творчества».
      И вот извлечен конспект лекций, и началась творческая работа. Пользуясь так называемым алгоритмом решения изобретательских задач (АРИЗ), который мы разберем позже, инженер нашел несколько вариантов решения задачи, которую он сформулировал так: «Найти
      способ непрерывного или дискретного, через небольшие
      промежутки времени, контроля режима работы каждого робота-манипулятора, не нарушая его функционирования на конвейере и своевременной сигнализации о приближении его к границе предельно допустимых отклонений».
      Больше всего надежд он возлагал на такой вариант: лазерный луч последовательно обследует каждый робот, измеряя его параметры в динамике работы. Эта информация поступает в микропроцессор, обрабатывается там, и в случае нарастания отклонений в режиме манипулятора подается сигнал приближения к аварийной ситуации.
      Теперь предстояла более детальная разработка найденных вариантов, их сравнение, определение наиболее эффективного.
      Телевизор плюс тренажер
      Нанеся очередную точку своего веса на график, некто X с неудовольствием отметил, что вес неизменно ползет вверх, да и сердце стало напоминать о себе. В чем же дело?
      «Слишком много сижу без движения тела, а иногда и мысли у телевизора! Да и не у меня одного такая судьба. Статистика, которая, как известно, все знает, утверждает, что в Японии в среднем люди сидят у телевизора по три часа, в США и того больше — около четырех часов. И сидят, конечно, без движения.
      Чтобы преодолеть эту телестатику, нужен тренажер, который заставит зрителя совершать упражнения, давать физическую нагрузку организму. Но, может, не нужен тренажер; делай, например, упражнения хатха-йога: то принял позу лотоса, то позу змеи, то кобры, то позу лука, то стойку на голове и локтях... а глаза не упускают экрана! Плохо. И надоест скоро, и систематически преодолеть усталость и лень после трудового дня вряд ли удасться. Нужен робот, который заставляет упражняться».
      Прежде чем изобретать, надо сформулировать цель. Попробуем. «Создать устройство, не позволяющее телезрителю длительное время, например полчаса, сидеть почти без движения у экрана, но не мешающее ему смотреть передачу».
      Формулировка слишком общая. Под нее подходит даже кресло, которое через каждые полчаса просто выталкивает зрителя, удобно полулежащего в нем. Надо сформулировать техническую задачу: «Создать телетренажер*
      кресло для просмотра телевизионных программ, заставляющее зрителя непрерывно пли периодически совершать различные физические упражнения руками, ногами, корпусом, головой и т. д., вплоть до бега на месте на бегущей дорожке, не нарушая процесса восприятия изображения па экране, управляемое местным регулируемым таймером или сигналами, поступающими от телевизора».
      Последние слова об управлении «от телевизора» относятся к возможному будущему, когда в сочетании с такими телетренажерами в передачи будут делать вставки для посылки сигналов управления тренажерами, сопровождаемые адекватной музыкой и показами в динамике прекрасно тренированных, стройных людей.
      Остановившись на такой рабочей формулировке задачи, необходимо перейти к эскизам кресла. Возможно, оно должно под действием сигналов менять свою форму: превращаться то в диванчик, на котором изгибается зритель, то в некое подобие шведской стенки, на которой он висит, то в бегущую дорожку, по которой он мчится... Может быть, кто-нибудь из читателей придумает более простую конструкцию телетренажера, которую телезритель может изготовить сам из подручных средств и тем самым внесет свой вклад в борьбу с болезнью нашего века — гиподинамией.
      Азтомобиль-шар
      Касаясь вопросов творчества, А. Эйнштейн как-то заметил: все знают, что так делать нельзя, ничего не получится, но появляется человек, который этого не знает, берется за дело, и у него получается. Многие изобретатели поступают так же. Но не потому, что они не знают, а потому, что отвергают всякие «так делать нельзя, ничего не получится». Онп нередко ломают голову над самыми, казалось бы, безнадежными задачами и достигают успеха. Однако бывает, что того или иного изобретателя захватывает бессмысленпзя идея, особенно если он незнаком с современными методиками поиска решений, тогда с ним случается конфуз. Подтвердим сказанное примером.
      Счастливец полюбовался только что купленным автомобилем «Жигули», сел за руль и отправился в свой первый рейс без инструктора. Машина легко повиновалась водителю, мотор, казалось, тихо напевал знакомую песенку. Все было отлично. Но самолюбие не дремало: «Почему все мчатся так быстро и обгоняют меня? Ведь я управляю не черепахой». Он выжал до предела педаль газа. Машина рванулась с бешеной скоростью... Да, такого он пе испытывал на той старой полуторке, на которой обучался с инструктором.
      Финал был тривиальный: помятый кузов и сильные ушибы водителя. Через неделю, ещо в бинтах, он уже играл на бильярде. В какой-то момент бильярдный стол показался ему улицей с движущимися шарами-автомобилями, временами сталкивающимися и безболезненно откатывающимися в разные стороны. Эта картина и подсказала ему мысль о машинах, не боящихся столкновений. Рассуждал он так. Есть бшнярды с очень маленькими шарами, есть с большими, по картина столкновений остается той жз. Значит, принципиально есть возможность конструировать автомобиль в виде большого упругого шара, внутри разместить пассажиров, и можно начать «дорожный бильярд». Да! Еще надо придумать, как приводить в движение такой шар-автомобиль. Здесь много вариантов. Ведь есть же действующее устройство, описанное в журналах: большой обод, в нем сидит на скользящей платформе человек, на ней же укреплен мотор, который вращает этот обод. Такое одноколесное устройство в движении прекрасно сохраняет устойчивость и может двигаться даже по узким тропинкам. Этот принцип еще легче реализовать в шаре. Здесь даже не надо поддерживать равновесие, шар всегда устойчив.
      Далее автолюбитель начал формулировать задачу на бумаге: «Изобрести автомобиль в виде упругого шара, не деформирующегося даже при лобовом ударе с другим таким же автомобилем или иным препятствием, а только откатывающимся по законам столкновения упругих шаров».
      Шары на бильярде откатываются в самых неожиданных направлениях при столкновениях. Значит, и наши шары-автомобили будут повторять эту ситуацию. Придется устанавливать большую дистанцию между машинами, а пешеходам держаться дальше от проезжей части или вводить ограждения дороги. Но этим займемся потом, сейчас надо исследовать основную идею.
      Начал составлять эскиз нового авто. Изобразив человечков внутри шара, он задумался: что же произойдет с беднягами в момент лобового столкновения? Ведь в этот момент скорость обоих шаров практически мгновенно падает до нуля: они останавливаются; кинетическая энергия шаров тратится на их упругую деформацию и обратное движение.
      А что произойдет с обитателями шаров? Как безболезненно погасить их кинетическую энергию движения? А если поместить их в вязкую жидкость — густое масло или ртуть? Это бы тормозило движение тела. Но это же варварство — заставлять людей барахтаться в вязкой среде! Все, что казалось таким изящным при взгляде на откатывающиеся без вмятин и царапин бильярдные шары, при формулировке задачи и особенно при составлении эскиза машины с пассажирами внутри сразу потеряло и целесообразность и изящество.
      Это еще раз подчеркивает важность формулировки задачи и составления графических иллюстраций к ней в самом начале работы. В данном случае такая методика работы помогла автолюбителю быстро убедиться в ложности своей идеи и не тратить больше на нее силы и время. Отбросив свою «бильярдную» идею, он заглянул в патентную литературу и узнал, что его задача решается не созданием упругого корпуса машины, а как раз наоборот — легко сминаемого.
      В этом случае скорость при столкновении падает до нуля не мгновенно, а за время сминания кузова, что значительно снижает силу удара пассажира. Дополнительно для ее уменьшения применяют надувные мешки, скользящие по рельсам сиденья, привязные эластичные ремни.
      История плуга — главного орудия земледельца — насчитывает много тысячелетий. Начинается она с палки-копалки. Ею делали лунки в земле, в которые опускали семена. На смену палке-копалке пришла мотыга. Первая ее конструкция — палка с привязанным острым камнем. Археологи находят мотыги, изготовленные из рогов и костей домашних животных.
      В конце четвертого тысячелетия до нашей эры в стране древних шумеров появился первый плуг, точнее, соха. Это было деревянное орудие: точный перевод его названия — «дерево земледельца». Первоначально в соху впрягали рабов. Затем стали использовать прирученных животных.
      Первые сохи с металлическим наконечником, а затем и металлический плуг появились в Древнем Египте. Конструктивная особенность такого плуга — наличие подошвы, образованной горизонтально поставленным лемехом. Подошва придавала устойчивость плугу и облегчала управление. Это был скорее почвоуглубитель, чем настоящий плуг. Он не имел отвала.
      Первый плуг с отвалом появился у римлян. Но он мог отваливать без крошения пласт только небольшой ширины.
      Изобретатели разных стран в течение последующих веков продолжали совершенствовать плуг, и к началу нашего века им можно было пахать на глубину до 30 сантиметров, он уверенно переворачивал пласт земли и крошил его.
      Казалось бы, задача полностью решена. Но нет. В 50-х годах появляется... антиплуг! Автор его хорошо известен не только в нашей стране, это почетный академик ВАСХНИЛ Т. Мальцев. Он подметил, что отвальная вспашка вредна для обширных районов Северного Казахстана, Поволжья и степей Сибири, где недостаточно влаги и дуют сильные ветры, так как разрушает стерню, то есть не убранную после уборки урожая нижнюю часть стеблей, а она-то и защищает почву от эрозии и, кроме того, хорошо накапливает влагу.
      Выявилось явное противоречие, характерное для изобретательских задач (подробнее этот признак изобретательских задач будет обсуждаться в последующем) — надо рыхлить почву для нового посева и не надо ее рыхлить, чтобы не разрушать стерню.
      Задача, поставленная Т. Мальцевым при разработке нового метода пахоты, может быть сформулирована так: «Для повышения урожайности создать антиплуг, который обеспечивал бы необходимое рыхление почвы для нового посева, но одновременно не переворачивал бы пласты почвы и сохранял бы прежнее вертикальное положение стерни после пахоты для накапливания ею влаги и противостояния разрушению почвы водой и ветром (эрозии почвы)».
      Антиплуг отличается от плуга отсутствием отвала, имеет долотообразный лемех с уширителем. Он подрезает лемехом пласт почвы на глубине 30—50 сантиметров и поднимает его на 10—12 сантиметров на расположенный выше лемеха угаиритель. Отсюда пласт обрывается сзади корпуса антиплуга и рассыпается. Но крошение происходит без заметного перемешивания слоев почвенного пласта. На поверхности остается много стоящей стерни.
      Дальнейшее развитие и совершенствование плодо творной идеи Т. Мальцева осуществлено рядом научно-исследовательских институтов и конструкторских организаций. Появился ряд новых машин для обработки почвы: культиватор-глубокорыхлитель, культиватор-плоскорез, штанговый культиватор, тяжелый культиватор.
      Зти орудия без повреждения стерни рыхлят нижние слои почвы, подрезают корни сорняков и слегка вспучивают почву. Стер-ап сохраняется до 80 процентов. На поле уже нет привычных борозд, а лишь епва заметные узкие полоски взрыхленной земли.
      Мини-молнии рыхлят землю
      А вот еще одна задача, поставленная и в значительной степени решенная московским инженером В. Скляром: «Создать электроплуг, который рыхлит почву не механическим путем, а за счет электрического тока, протекающего между его ножевыми электродами, заменяющими лемехи». Каким образом? Ведь ток, протекающий по проводам, ничего не разрушает?
      Но хорошо известно, что он разрушает контакты при замыкании и размыкании электрической цепи. На этом построен известный метод обработки металлов электрическими искрами, изобретенный супругами Б. и Н. Лазаренко.
      Если искра, природа которой аналогична грозной мол-
      нии, только в ином масштабе, разрушает металл, то тем более она должна справиться с мягкой почвой!
      Один из вариантов электроплуга выглядит так. Трактор не только обеспечивает движение лемехов-электродов по полю, но и подает по проводам короткие импульсы высокого напряжения на них от генератора, установленного на нем.
      Тысячи мини-молний в секунду обрушиваются на почву между двумя лемехами. Вода, связывающая землю, мгновенно испаряется, и почва буквально на глазах рассыпается на мелкие комочки.
      Проведенные испытания показали, что пахота электроплугом снижает расход энергии на 30—40 процентов, а производительность труда повышается на 20—25 процентов.
      Исследования по выявлению всех возможностей нового метода и практическому его внедрению продолжаются.
      Изобретатели, помогите геологам, строителям, альпинистам!
      Два альпиниста спускались в связке с покоренной вершины. Темнело, и начиналась гроза. Надо было спешить. Двигались они то одновременно, набрасывая веревку на уступы, то попеременно, охраняя друг друга через плечо или через крюк. Вот уже видна их палатка на морене ледника. Появилась надежда провести ночь не на мокрых скалах, а в сухих спальных мешках. И вдруг на последнем участке пути к леднику альпинисты вышли на скальную стенку: гладкая, без зацепок, с отрицательным наклоном, обхода нет. Остается спуск по веревке. Как ее закрепить? Крючья уже кончились, но есть небольшой кусок вспомогательной веревки. Из нее делается петля и набрасывается на уступ. В нее продевается сложенная пополам веревка. Можно спускаться. Но до площадки, на которой можно закрепиться, не хватает метров 15. Что же делать? Если веревку не складывать пополам, а спускаться на одинарной, то ее не удастся вытащить из петли и придется оставить на скале. А как же без веревки преодолеть огромные трещины на леднике?
      Проблема сброса веревки после спуска давно волнует не только альпинистов (в том числе одного из авторов), но и геологов, строителей гидроэлектростанций в горах, верхолазов. Необходимо создать простое портативное устройство, которое по команде снизу сбрасывает закрепленную наверху одинарную веревку.
      Известно тривиальное решение — носить с собой вспомогательную веревку, которая связывается с основной и за которую она вытаскивается. А это дополнительные вес и груз.
      Мы знаем, что хорошо передавать команды по электрической цепи. В нашем случае в точке закрепления можно поместить устройство, принимающее команды, и сбрасывающий механизм. Электрической цепью может служить веревка с вплетенной в нее парой тонких проводов. Правда, при этом потребуется носить в кармане источник питания — батарейку, но это не главный недостаток. Беда в том, что альпинистская веревка трется о скалы и лед, намокает, испытывает сильные рывки, и нет гарантии, что вплетенные провода не порвутся и всегда обеспечат прохождение команд.
      Поскольку от работы устройства сброса зависит жизнь людей, то надо отразить это в формулировке задачи. «Изобрести портативное, абсолютно надежное устройство, которое по команде спустившегося по веревке сбрасывает ее вниз».
      Может, радиоволны выручат? Их ведь не перетрет веревка. Но тут нарушится требование портативности — нужен радиоприемник в точке закрепления веревки и передатчик у спустившегося. Современные интегральные схемы позволяют сделать и то и другое очень миниатюрным. Но, во-первых, может подвести батарея питания, а во-вторых, сильные грозовые электрические разряды могут нарушить передачу команд. Надежность недостаточная.
      А нельзя ли использовать саму веревку для передачи команд. Пускать по ней бегущие волны в определенной последовательности или дергать по условленному коду. Можно. Но опять-таки требование очень высокой надежности не будет выполнено.
      Таким образом, мы еще раз убеждаемся в пользе тщательной формулировки, намечаемой к решению задачи. В рассмотренном случае внесение в формулировку важного требования высокой надежности устройства отвергло возникшие идеи ее решения и исключило напрасную трату сил и времени.
      Задача остается нерешенной. Вот прекрасная возможность читателя испытать свои силы. Но приступать к делу следует только после ознакомления с современными методиками поиска решений технических задач на последующих наших шагах.
     
      Шаг третий
      НЕ РЕШЕНА ЛИ ЗАДАЧА ДРУГИМИ! ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОТОТИПА
     
      Когда я желал что-нибудь изобрести, я начинал с изучения всего, что было сделано по данному вопросу за прошлое время.
      Т. Эдисон
     
      Кто первый!
      Будем считать, что первые два шага успешно сделаны. Тема изобретения выбрана, творческая задача сформулирована и представлена наглядно (текст, чертеж, схема, эскиз), установлено, что это не задача типа создания вечного двигателя, то есть ее решение не противоречит законам физики, и, наконец, что задача полезная, ее решение принесет пользу людям, народному хозяйству.
      Теперь, естественно, встает вопрос, который волнует каждого изобретателя: не решена ли уже эта задача другими?
      Волнует она но двум причинам. Первая — если уже решена, то не стоит тратить на нее свое время и силы, а лучше использовать их для еще не решенных задач.
      Вторая — если еще не решена, то, значит, он первый поставил эту задачу и, возможно, будет первым, кто ее решит, и тем самым внесет свою лепту в технический прогресс. Сознание этого всегда окрыляет, рождает вдохновение и придает силы.
      Как же установить новизну поставленной задачи? Если бы мы жили в III тысячелетии, то, вероятно, это было бы просто: на наш вопрос могла бы ответить информационно-справочная ЭВМ, в памяти которой, вероятно, будут храниться все сделанные изобретения. Но пока такого сверхкодшьютера нет, и получить ответ на этот вопрос не так просто. С чего же начинать поиск ответа?
      Целесообразно начать с обсуждения задачи с коллега-
      ми по работе, с ветеранами труда, которые обычно прекрасно знают не только историю предприятия, но и историю совершенствования машин на нем, отдельных их узлов и технологических процессов, знают удачные и неудачные попытки поиска новых решений. Далее, на большинстве предприятий имеется группа членов Всесоюзного общества изобретателей и рационализаторов (ВОИР). Обсуждение задачи с ними может подсказать многое — решалась ли эта или близкая к ней задача на данном либо смежном предприятии, кто ею занимался ц т. д. Короче в отделе ВОИР, если повезет, можно найти ответ на волнующий вопрос.
      Очень полезно расспросить специалистов и ученых, работающих в областях, близких к решаемой задаче. В таких беседах, по существу, используется весь «банк данных», накопленных ими за десятилетия, и полезные сведения можно получить сразу, минуя сложные и длительные поиски в литературе.
      Особенно это ценно сегодня, когда идет научно-техническая революция, когда наука и техника развиваются столь быстро, что в ряде областей идеи обновляются в течение нескольких лет, а сопровождающая этот процесс печатная информация возрастает в десять и более раз, что сильно затрудняет установление новизны поставленной задачи.
      Нам встречались изобретатели и аспиранты, которые, полагаясь только на собственные силы, пытались угнаться за всей мировой информацией в своей области, не используя другие возможности.
      Но это не только непосильно одиночкам, но даже... опасно: можно стать жертвой «вектора инерции». Термин этот, замелькавший в литературе, означает следующее: можно так перегрузить себя информацией о чужих работах, что ни сил, ни времени для собственного творчества не останется. Более того, накопленные сведения будут волочить по тропам чужих работ, подавляя собственные идеи.
      В связи с этим коварным вектором надо возможно полнее использовать фактор личного общения со специалистами в области поставленной задачи на всех возможных уровнях. Академик А. Мигдал на вопрос как ему удается ускользать от «вектора инерции» ответил, что, начиная работать над новой идеей, он первым делом выясняет у своих коллег и других специалистов, работающих в этой и близких областях, кто пытался раскусить этот орешек, какие получены результаты, что делается сейчас...
      Площадь меховой шкурки
      Иногда изобретатель, нашедший новое техническое решение, по непонятным причинам становится абсолютно уверенным, что он первый сделал шаг в технике, и не хочет тратить время на проверку новизны своей идеи, а сразу приступает к оформлению авторской заявки.
      Вспоминается случай, когда одному из авторов этой книги позвонил среди ночи знакомый журналист, пишущий научно-фантастические рассказы, и попросил помощи. Вот наш разговор.
      — Извини за поздний звонок. У меня возникла новая идея, она преследует меня, отбила сон. Ты поможешь мне составить авторскую заявку?
      — Конечно. Но ты проверил новизну идеи? Ведь сотни тысяч изобретателей во всем мире и днем и ночью ищут и находят новые, удивительные решения.
      — Видишь ли, идея настолько неожиданна и оригинальна, что и проверять не стоит.
      — А в чем суть ее?
      — Она позволяет реализовать устройство, измеряющее площадь меховой шкурки, например, норки или ондатры с любой точностью...
      — Каким образом?
      — Шкурка укладывается на панель, составленную сплошь из фотоэлементов, освещаемую лучом света. Уменьшение суммарного тока элементов, затемненных шкуркой, будет пропорционально ее площади.
      — Ну а если это шкура медведя? Понадобится огромная панель фотоэлементов?
      — Я об этом подумал. Можно для шкур любого размера иметь стандартную панель фотоэлементов и на нее проецировать контур измеряемого экземпляра.
      — Метод измерения не вызывает сомнения. Применяя миниатюрные фотоэлементы, можно действительно реализовать вполне достаточную точность. У меня даже возникла историческая аналогия.
      — Интересно, какая?
      — Архимед для решения своей знаменитой задачи погружал венок из серебра и меди в ванну, а ты для решеция своей расстилаешь шкуру на панели фотоэлементов... Что-то общее есть в решении этих двух задач.
      — Ты поможешь составить описание и, главное, формулу изобретения? Ведь это первое мое изобретение!
      — Только при одном условии — после того, как ты ознакомишься с уже применяемыми методами по измерению площади меховых шкур и изобретениями на эту тему.
      — Но ведь я бывал в зверохозяйствах. Видел, как примитивно это делается.
      — Этого недостаточно. Жду твоего звонка через неделю.
      И этот звонок раздался.
      — Ты был прав. Я обнаружил два десятка изобрете-
      ний, в той или иной степени уже использующих идею фотоэлементов для измерения площади фигур неопределенной формы.
      Таким образом, сформулировав техническую задачу, необходимо обязательно убедиться в том, что она еще не решена.
      Аналоги и прототипы
      Знакомясь с изобретениями, надо обязательно брать на заметку те из них, которые близки к решаемой вами задаче. Такие сходные однородные изобретения в патентной литературе называют аналогами. Среди них несомненный интерес представляет так называемый прототип — наиболее близкое из уже имеющихся решений к поставленной вами задаче. Если обнаруженный прототип полностью решает вашу задачу, как в случае с измерением площади шкурки, то вас опередили и надо переходить к другим задачам, которых великое множество. Если прототип не решает поставленной вами задачи, ее решение может создать существенные отличия от него и даст новый положительный эффект, то задачу можно и нужно решать. Подробней мы разберем понятие «прототип» ниже.
      Итак, на третьем шаге, в поиске уже существующих решений поставленной вами задачи, необходимо найти прототип. Образно говоря, прототип служит трамплином, от которого необходимо оттолкнуться и достичь нового технического уровня.
      Если обсуждение с компетентными людьми сформулированной вами задачи не дало определенных результатов, то есть осталась неизвестной ее новизна, то надо начать поиск, обратившись к технической литературе и патентным материалам.
      На большинстве предприятий существует патентная служба, которая ведет картотеку советских и зарубежных изобретений по своему профилю. Просмотр карточек нужного раздела может помочь отыскать прототип изобретения.
      На крупных предприятиях изобретения нужного направления записаны в память информационно-справочной ЭВМ, и по запросу она может выдать необходимую справку. Конечно, объем памяти этих источников патентной службы пока ограничен, пополнение их новыми материалами часто идет с заметным запозданием, поэтому не всегда они дают исчерпывающий ответ.
      Часто необходимую справку можно найти в реферативных журналах Всесоюзного института научной и технической информации (ВИНИТИ), издаваемых ежемесячно по всем отраслям знаний.
      Кроме того, министерства, ведомства, научно-исследовательские институты издают много экспресс-информации по новым идеям и техническим решениям.
      Если просмотр и этой литературы, включая журналы, издаваемые в этой отрасли знаний, не дали ясного ответа на ваш вопрос — решена намеченная задача или нет, — то надо обратиться к главному хранилищу изобретательской мысли в Советском Союзе. Это хранилище
      расположено на берегу Москвы-реки, недалеко от Ленинских гор, и называется Всесоюзная патентно-техническая библиотека (ВПТБ).
      Мировой фонд изобретений
      Фонд изобретений, зафиксированный патентными ведомствами разных стран, насчитывает около 17 миллионов изобретений. Более 13 миллионов их описаний имеются в ВПТБ.
      Библиотека основана в 1896 году в С.-Петербурге при Комитете по техническим делам департамента торговли и мануфактуры. Но патентование изобретений началось значительно раньше. В 1812 году в России был издан первый манифест о привилегиях на изобретения. С этого времени патенты, или, как их называли до революции, привилегии, стали регистрироваться и нумероваться. Так, привилегия номер один (эта реликвия хранится в библиотеке) выдана 29 мая 1814 года на «машину для удобнейшего взвода судов с большим грузом против течения реки».
      Можно в библиотеке увидеть и первый советский патент, выданный в 1924 году К. Нестюковой и А. Нестю-кову на печь с наклонным подом для непрерывного получения сернистого натрия.
      Изобретения, послужившие своему времени, принадлежат теперь истории. Библиотека не только хранит эти интересные документы — свидетельства побед русских и советских ученых — патенты, выданные А. Ладыгину,
      А. Попову, А. Можайскому, М. Бонч-Бруевичу и многим другим, — но и не раз демонстрировала их на советских и зарубежных выставках.
      В библиотеке постоянно действует экспозиция «Изобретения, рекомендованные Госкомитетом Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий для использования в народном хозяйстве». Ежегодно ВПТБ выдает читателям непосредственно в библиотеке и по почте более 50 миллионов описаний изобретений для ознакомления и изучения.
      Начинающий изобретатель часто побаивается обращаться в ВПТБ. Ему кажется, что найти среди многих миллионов изобретений то единственное решение, которое похоже или совпадает с предлагаемым, — безнадежная задача, что поиск может затянуться на годы.
      Но это заблуждение. На помощь приходит Международный классификатор изобретений (МКИ), действующий в странах социалистического содружества и развитых капиталистических странах.
      МКИ — это толстая книга, в которой все изобретения разбиты на восемь разделов, обозначаемых заглавными латинскими буквами:
      А — Удовлетворение жизненных потребностей человека;
      В — Различные технологические процессы;
      С — Химия и металлургия;
      Д — Текстиль и бумага;
      Е — Строительство;
      F — Прикладная механика; освещение и отопление; двигатели и насосы; оружие и боеприпасы;
      G -—Техническая физика;
      Н — Электричество.
      Далее, каждый из разделов разбивается на классы (их может быть до 99), которые делятся на подклассы. Последние, в свою очередь, делятся на группы и подгруппы.
      Такая иерархическая структура классификатора позволяет хорошо группировать однотипные изобретения и существенно облегчает поиск аналогов и прототипов решаемой задачи.
      Теперь представим себе, читатель, что вы пришли в ВПТБ с целью выяснить, решена ли сформулированная вами задача.
      Полистав классификатор и, возможно, прибегнув к консультации дежурных патентоведов, которые всегда к вашим услугам, заказываете интересующие вас материалы и ждете, сгорая от нетерпения: любопытно, как мыслили другие, ставили ли и решили ли такую же задачу, есть ли решения близких задач?..
      Но вот получаете несколько так называемых кассет. Это папки, в которых бережно хранятся стандартизованные описания новшеств, чертежи к ним и, самое главное, формулы изобретений. В каждой кассете более пятидесяти изобретений.
      Авторам не раз приходилось вот так томительно ждать и наконец получать кассеты, читать их как увлекательнейший роман, двигаясь в «сгустках» изобретательских мыслей в знакомой области знаний. Сколько любопытных идей, неожиданных подходов и решений!
      Не случайно мы назвали формулу изобретения самым главным. Что же это такое? Математическое отображение сделанного изобретения?
      Нет. Формула изобретения есть краткое точное сло-веспое выражение технической сущности изобретения, заключенное, как правило, в одной фразе. В конце описания каждого изобретения имеется раздел, озаглавленный «Формула изобретения». Слово «формула» введено для того, чтобы подчеркнуть необходимую точность и строгость.
      Часто возникает вопрос: зачем нужна формула? Ведь есть подробное описание изобретения. Дело в том, что описание составляется почти в произвольной форме и объем изобретения, его границы по новизне могут быть расплывчаты. Поэтому согласно международной договоренности единственным критерием для определения объема изобретения является формула изобретения.
      Но вот, просматривая кассеты, вы нашли несколько аналогов, взяли их на заметку и убедились, что сформулированная вами задача среди решенных не обнаружена. Значит, засучив рукава можно приниматься за поиск решения?
      Нет. Рано. Ведь в кассетах только наши, отечественные изобретения. А надо ознакомиться и с зарубежными. Как это сделать, владея, например, только английским языком, и то не очень уверенно?
      Здесь надо воспользоваться переводами формул изобретений ведущих капиталистических стран, публикуемых в сборнике Всесоюзным научно-исследовательским институтом патентной информации (ВНИИПИ) «Изобретения в СССР и за рубежом».
      Если вы читаете первый раз в жизни формулу изобретения, то она может показаться длиннющей абракадаброй. В одной фразе, которая часто растягивается на целую страницу, там сформулировано то, что было известно до данного изобретения (это так называемая ограничительная часть, описывающая кратко прототип), далее, начиная со слова «отличающееся», формулируется цель изобретения и, наконец, кратко описывается то, чем предлагаемое изобретение отличается от прототипа. Но, прочитав несколько раз формулу и четко уловив три характерные части формулы (то, что уже известно, цель нового изобретения, его суть), вы начнете ее понимать.
      Допустим, что просмотр зарубежных патентов не поколебал вас в новизне выбранной творческой задачи. Она не решена, она полезна, и она решаема. (Это было установлено ранее. При этом наивно было бы надеяться отыскать для своей задачи такую чудо-методику, которая
      позволит без всякого напряжения, без мобилизации творческих способностей — а они, как мы знаем, есть у каждого — получить решение.
      Сами по себе любые методики не могут сотворить ничего нового, пока их не оживит мысль человека, мысль не мимолетная, а рожденная в длительной, упорной, граничащей часто с одержимостью борьбе.
      Часто изобретателям и ученым задают стереотипный вопрос: «Как вы додумались до такой оригинальной и вместе с тем такой простой идеи?» Ответ тоже часто бывает стереотипным: «Я непрерывно думал о проблеме; на работе, дома, в транспорте я ею жил».
      Многие замечали, что при таком слиянии с задачей наш мозг, наш добрый помощник, продолжает работать над нею, даже когда мы спим, и решение иногда приходит во сне.
      Один из авторов почти год упорно искал решение задачи, и оно пришло во сне: где-то в глубине сознания, как на экране телевизора, появилась заветная схема, и даже в динамике — по ее цепям бежали электроны в виде мигающих точек). Следовательно, на творческом светофоре ярко вспыхнул зеленый свет. Начинается самый ответственный и самый волнующий шаг — поиск решения поставленной задачи!
      И этот шаг надо совершать не методом проб и ошибок, а грамотно, на основе современных методик поиска, в которых сконцентрирован опыт десятков тысяч изобретателей и ученых. Этим методикам посвящен следующий, четвертый шаг книги.
     
      Шаг четвертый
      ЗНАКОМСТВО С МЕТОДИКАМИ ТВОРЧЕСТВА И ТЕОРИЕЙ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ
     
      Пусть Млечный Путь расколется На Млечный Путь изобретателей И Млечный Путь приобретателей.
      В. Хлебников
     
      Осторожно: метод проб!
      Нам предстоит познакомиться с современными методами активизации мышления, получить начальные представления о Теории решения изобретательских задач (ТРИЗ), посмотреть, как работают те или иные методы на практике.
      Этот шаг можно проделать по-разному. Можно просто бегло пробежать страницы, подивившись наиболее оригинальным идеям, а можно и поработать с карандашом в руках, применяя изученные методы к решению намеченных задач. Авторы рекомендуют последнее.
      Мы, наверное, никогда не узнаем, как выразил свою радость первый изобретатель Земли, мы даже не знаем, что нужно считать первым изобретением — каменный топор, шалаш, дубину или что-то не дошедшее до нашего времени. Но можно с уверенностью сказать, что древние изобретатели работали методом проб и ошибок, ибо это единственный метод, которому не надо учиться, который осваивается человеком с раннего детства — через синяки и шишки собственного опыта.
      История изобретательства насчитывает тысячелетия. Археологи установили, что такое сложное по тем временам изобретение, как колесо, появилось примерно шесть тысяч лет назад, и все это время люди учились на собственных ошибках. А плата за неудачные пробы была велика. Получилась новая лодка легкой и быстрой, да очень верткой — и автор утонул. Не пробило новое копье шкуру медведя — надейся на быстрые ноги. Эволюция техники шла медленно, и все ее успехи оплачены многими жертвами.
      В наше время авторы неудачных проб редко распла-
      чиваются за технические ошибки своими Жизнями, ошибочные идеи оплачивает либо общество, когда появляются никому не нужные проекты, экспериментальные образцы машин, которые так и остаются экспериментальными, либо сам изобретатель — своим временем и здоровьем.
      Работать методом проб и ошибок в XX веке — это анахронизм; но метод очень живуч, и существует он только потому, что о других многие просто не знают либо знают, но не хотят изучать. А к чему он приводит, можно показать на примерах. В первую мировую войну военно-морские стратеги Антанты решили внедрить абсолютную защиту своих морских коммуникаций от немецких подводных лодок. Была изобретена система глобального минирования вод Балтийского и Северного морей, для которой требовалось несколько сотен тысяч мин. Проект был утвержден, и мощная промышленность США начала в небывалых количествах штамповать русские морские мины.
      Мины были хорошими, лучшими по тем временам, а вот система минирования... После войны обнаружилось, что, по одним данным, миллионные средства, вложенные в эту систему, привели к повреждению одной (!) немецкой подлодки, а по другим — вообще ни одной: субмарины свободно плавали где хотели. За неудачную пробу (плохую систему) горе-стратегов расплачивались своими жизнями экипажи русских, английских, французских кораблей, торпедированных этими лодками...
      Фармацевтическая фирма ФРГ выбросила на рынки Западной Европы успокоительный препарат. Проба оказалась неудачной. Плата за неудачу — тысячи новорожденных уродов.
      Этот грустный список можно продолжить. Но возникает вопрос: а при чем тут метод проб и ошибок?
      Ответ прост. Развитие общества в настоящее время требует таких высоких темпов ускорения технического прогресса, что метод проб и ошибок уже не справляется с генерацией нужного количества первоклассных идей, вот и появляются на свет технические системы-монстры, которые не только бесполезны, но и опасны для людей и природы.
      Представим ситуацию: будущий шофер дотошно изучает устройство автомобиля, марки бензина, тщательно отрабатывает навыки управления, но не учит правил дорожного движения. Что произойдет, если его выпустить в час «пик» на городскую улицу? В лучшем случае пер-
      вая же поездка закончится разбитой фарой в авто и фонарем под глазом. А ведь в технике такое бывает сплошь и рядом: инженеров обучают разнообразнейшим наукам, кроме одной — науки о законах развития техники. В техническом же прогрессе час «пик» всегда, и на перекрестки прогресса надо выезжать, предварительно изучив и освоив правила движения, то есть закономерности развития технических систем.
      Начало пути
      История попыток создания науки о творческом мышлении человека насчитывает века. Но до сих пор такой науки, пригодной для всех областей деятельности человека, не создано. Поэтому рассмотрим основные методы решения изобретательских задач, эффективность которых проверена практикой.
      Основы науки о мышлении были заложены древнегреческим философом Аристотелем еще в IV веке дон.э. Он создал логику-науку о способах мышления, которые приводят к истине. Логика Аристотеля объединяет все правильные, так называемые силлогистические, умозаключения, которые из истинных исходных суждений позволяют получать истинные же заключения.
      Не вдаваясь подробно в историю развития логики (об этом хорошо написано в книге Б. Бирюкова «Жар холодных чисел и пафос бесстрастной логики»), отметим, что первая логическая машина для формального производства новых знаний была построена в XIII веке испанским учевым-схоластом Р. Луллием. Он исходил из идеи, что путем комбинирования небольшого числа исходных понятий можно получить новое знание. «Великое и окончательное искусство» — так назвал Р. Лул-лий свой метод — было воплощено в приборе, представлявшем собой набор тонких концентрических дисков, независимо вращающихся друг относительно друга. Каждый диск делился на несколько секторов с написанными на них элементарными понятиями. Вращая диск, можно было получать разнообразные сочетания этих понятий и выводить различные следствия.
      В молодости яркий поэт, известный дуэлянт и щеголь Р. Луллий бросает свет из-за неразделенной любви, поселяется в горах, пишет 366 глав «Великого искусства» и становится монахом, проповедуя христианство в Северной Африке с помощью своей машины.
      В сущности, машина Р. Луллия была первой попыткой автоматизировать и систематизировать метод проб и ошибок, что привело к заложению основ популярного ныне метода морфологического ящика, который мы рассмотрим позже.
      Собственно методики решения изобретательских задач начали развиваться с 30-х годов XX века, когда возникла необходимость в ускорении производства новых машин и, соответственно, новых идей.
      Проблему решаем штурмом
      В любой группе людей, решающей творческую проблему, всегда выделяются активные генераторы идей и не менее активные критики. Бывает и так, что засилье и излишняя агрессивность критически настроенных индивидуумов мешает остальным свободно высказывать свои идеи из-за боязни критических замечаний. Поэтому может оказаться, что идея была найдена, но не была высказана, и задача остается нерешенной. Чтобы этого не случилось, американским специалистом в области творческого мышления А. Осборном в 1939 году был предложен метод, известный ныне под названием мозговой штурм (мозговая атака, брейнсторминг).
      Основная идея метода сводится к обеспечению выхода любых идей из подсознания без сознательной их оценки. Запрет критики очень важен. Излишняя критичность, как известно, привела к тому, что крупнейший физик начала века П. Эренфест не публиковал своих блестящих идей, считая их не совсем зрелыми; в конце концов это закончилось трагически...
      Для проведения штурма проблемы организуется небольшая группа генераторов идей в 5—7, иногда больше человек. При этом необходимо следить за тем, чтобы в группе были специалисты разных областей, например, инженеры и биологи, математики и психологи. Не допускается включение в группу лиц, находящихся в отношении начальник-подчиненный. Проведением мозгового штурма руководит специалист, наиболее эрудированный в этой проблеме. В его задачу входит организация непринужденной обстановки, пресечение любого вида критики, даже в виде жестов или скептических хмыканий, поддержка наиболее оригинальных идей.
      После записи идей на магнитофон или в протокол спе-
      циальиая группа экспертов отбирает наиболее интересные для внедрения или дальнейшего развития.
      Поначалу появление мозгового штурма вызвало бурю восторга, но многочисленные эксперименты показали его практическую непригодность для решения серьезных изобретательских задач, содержащих в себе технические противоречия. Действительно, сотня-другая идей — это максимум, который можно получить при использовании мозгового штурма, а если задача требует перебора тысяч вариантов, что тогда? Или для решения требуются знания физического или иного эффекта, о котором никто из группы не слышал?
      Увлечение мозговым штурмом быстро пошло на спад, но для рекламных целей, для определений областей, где можно внедрить уже сделанное изобретение, метод может успешно применяться. Например, группа слушателей одного из семинаров по Теории решения изобретательских задач за четверть часа выдала несколько десятков идей о том, где можпо внедрить интересное изобретение — колесо В. Ищеина, которое изменяет свой диаметр в широких пределах, оставаясь идеально круглым.
      От мозгового штурма к синектике
      Сипектика, предложенная в середине 50-х годов американским исследователем У. Гордоном, представляет собой тот же мозговой штурм, но в котором участвует группа профессионалов, специально подготовленных людей, использующих при решении задач четыре типа аналогий.
      Прямая аналогия. Ее часто ищут в биологических системах; например, изучение особенностей спектра звуков, издаваемых дельфинами, натолкнуло одного из авторов книги на способ борьбы с многолучовостью в системах связи, позволяющий улучшить качество передачи информации.
      Личная аналогия, или эмпатия. Решатель задачи должен попытаться отождествить себя с объектом, который нужно улучшить. Скажем, надо представить себя подводным крылом «Метеора» или «Ракеты». Крыло быстро разрушается от эффекта кавитации — схлопывания мелких пузырьков газа на поверхности крыла. Как себя вести, чтобы защититься от этих пузырьков? Надо очень сильно вжиться в образ совершенствуемого объекта, чтобы получить новую идею. Но при использовании эмпатии существует опасность, что для решения задачи объект на-
      до разделить, а это сделать трудно, ибо кому охота делить себя на части? Данная трудность устранена в методе моделирования маленькими человечками, который будет рассмотрен при знакомстве с ТРИЗ.
      Символическая аналогия. Делается попытка передать сущность объекта или процесса в метафоре, образе, сравнении. Например, символическая аналогия для фонтана будет звучать как текущая неподвижность, для стекла — невидимая стена. Символическая аналогия позволяет представить образ объекта целиком, схватить его суть в двух словах.
      Фантастическая аналогия. Необходимо представить себе объект, процесс, ситуацию такими, какими мы хотели бы их видеть, не учитывая реальных ограниче-
      ний. Например, дорожная сумка или рюкзак, которые не имеют веса и не запимают объема; зонтик, который появляется лишь тогда, когда начинается дождь, и совершенно исчезает в солнечную погоду.
      Проблема на заседании синекторов решается в определенной последовательности. Сначала она рассматривается так, как дана основным заказчиком. Затем проходит очищение от тривиальных и очевидных решений, что можно делать по методу мозгового штурма. Далее следует этап превращения необычного в привычное путем использования аналогий, при этом допускается игнорирование физических законов. Например, можно рассматривать возможность передачи вещества или информации со скоростью, большей скорости света. Но самый интерес-
      ный этап состоит в том, что участники творческого заседания пытаются понять проблему более глубоко, вплоть до неявного выявления противоречия, не позволяющего решить задачу известными методами.
      В ходе заседания руководитель задает наводящие вопросы, призывая использовать те или иные виды аналогий, направляет дискуссию в перспективном, на его взгляд, направлении.
      Синектика считается самым сильным методом решения задач, сохраняющим принцип перебора вариантов. Но серьезнейший недостаток, даже порок ее в том, что в ней никак не используется знание закономерностей развития техники, разве только эти закономерности проявляются в опыте синекторов. Более того, постепенно выяснилось, что участие в сессиях синекторов часто приводит к переутомлению нервной системы, из-за чего их группы быстро распадаются, несмотря на большие затраты по обучению. Фирма «Синектикс» берет за обучение одной группы от нескольких десятков до сотен тысяч долларов.
      Сокровища морфологического ящика
      В 1942 году швейцарский астрофизик Ф. Цвикки, работая в США, применил морфологический подход к решению задачи поиска новых реактивных двигателей. Этот момент и принято считать началом использования морфологического анализа систем в технике.
      Цель, поставленная Ф. Цвикки, состояла в исключении случайности при поиске новых идей — этим морф-анализ выгодно отличается от мозгового штурма и появившейся позже синектики.
      По самому простому варианту морфанализа составляется морфологическая карта. Например, необходимо разработать способ очистки кровеносных сосудов от налипших на них бляшек, которые приводят к тяжелым заболеваниям сердца и мозга. Чтобы бороться с бляшками, прежде всего нужна энергия — это будет первая морфологическая ось, или морфологический признак. Второй признак — инструмент, который будет воздействовать на бляшки.
      Запишем теперь известные нам виды энергии, не думая заранее о возможности или невозможности их применения в медицине, и различные способы воздействия, то есть виды инструментов. Энергия: химическая (бляшки можно растворить), механическая, электрическая,
      ядерная, магнитное поле, гравитация. Инструмент: скальпель, растворитель, пучок частиц высоких энергий, ферропорошок, газ, жидкость. Итак, имеем таблицу, в которой содержится формально 30 вариантов очистки сосудов.
      Часть из них нереальна, например, непонятно, как управлять скальпелем с помощью ядерной энергии, но большинство вполне дееспособно. Возьмем химическую энергию и ферропорошок: скажем, ампула с растворителем бляшек и ферропорошком может быть легко и точно подведена к опасному месту в сосуде с помощью магнита, там ампула растворяется, лекарство начинает действовать, а для повышения эффекта переменным магнитным полем воздействуют на феррочастицы, которые чисто механически соскребают бляшки.
      Реально составляют многомерные таблицы, имеющие десятки морфологических признаков и десятки вариантов по каждому признаку, —в результате получается морфологический ящик. Ф. Цвикки составил ящик, в котором содержалось 36 864 типа реактивных двигателей (в 1951 году), а ранее, в 1943 году, у него получился небольшой «ящичек», содержавший 576 вариантов двигателя, в числе которых оказались и секретные немецкие самолет-снаряд «Фау-1» и ракета «Фау-2».
      Морфологический ящик для узкого класса быстрых обнаружителей сигналов, составленный одним из авторов книги, содержит 20 736 реальных вариантов построения обнаружителей.
      Морфологический анализ, пожалуй, самый сильный из неалгоритмических методов, и его эффективность объясняется снижением элемента случайности, устранением слепого перебора вариантов. Но метод этот имеет принципиальный недостаток — в нем пет правил отбора наиболее предпочтительных сочетаний вариантов морфологических признаков. Здесь явно пцдно противоречие: для охвата всех возможных на сегодня структур заданной технической системы надо строить ящик с очень большим числом морфопризнаков и максимально возможным числом вариантов реализации каждого признака. Лучший ящик тот, который похож на гигантский морфологический контейнер. Но для 20 признаков п 10 вариантов по каждому признаку ящик будет содержать 1020 возможных реализаций технической системы! Перебрать все структуры ящика не поможет никакая ЭВМ. Это как поиск кладов, где для стопроцентного успеха надо перекопать все — леса, горы, долины, ощупать морское дно, обшарить все чердаки и подвалы. Тогда удача вам улыбнется. Вот только для этого потребуются тысячи лет. Разумные искатели- кладов поступают иначе: они изучают документы, узнают места, где утонули корабли с золотом и т. д. Так надо поступать и в технике — изучать законы ее развития и на основе этих законов прогнозировать будущие машины, тогда ненужным окажется дурной перебор вариантов.
      Зададим себе вопрос
      Не удовлетворяясь методами случайного поиска, многие авторы предлагали списки наводящих вопросов, помогающих изобретателю более систематически искать идею изобретения. Известны списки А. Осборна, английского изобретателя Т. Эйлоарта и математика Д. Пойа.
      В списке наводящих или контрольных вопросов А. Осборна девять групп вопросов; приводим их в сокращении.
      1. Какое новое применение технического объекта вы можете предложить?
      2. Возможно ли решение изобретательской задачи путем приспособления, упрощения, сокращения?
      3. Какие модификации технического объекта возможны?
      4. Что можно увеличить в техническом объекте? Что можно присоединить?
      5. Что можно в техническом объекте уменьшить?
      6. Что можно в техническом объекте заменить?
      7. Что можно в техническом объекте преобразовать?
      8. Что можно в техническом объекте перевернуть наоборот?
      9. Какие новые комбинации элементов технического объекта возможны?
      Каждая группа включает по нескольку подвопросов. Так, в 7-й группе предлагается изменить последовательность операций, скорость, темп; заменить модель и т. д.
      Наиболее известен в технике список Т. Эйлоарта (полностью опубликовал в журнале «Изобретатель и рационализатор», № 5, за 1970 год). Т. Эйлоарт предлагает перечислить и измепить все качества предполагаемого изобретения, набросать фантастические, биологические, экономические и другие аналогии, попробовать различные виды материалов и виды энергии, узнать мнение дилетантов в данном деле, устроить сумбурное групповое обсуж-
      дение. Далее автор рекомендует попробовать национальные решения: хитрое шотландское, всеобъемлющее немецкое, расточительное американское, сложное китайское и т. д. Т. Эйлоарт рекомендует спать с проблемой, гулять, есть — все с ней, бродить среди свалки, дома, в магазинах дешевых вещей, читать комиксы и журналы. Важно изучить историю вопроса, определить идеальное решение, выяснить ложные толкования проблемы.
      Из приведенных списков видно невооруженным взглядом, что это все тот же метод проб и ошибок с единственным отличием: по списку вопросов можно проще и быстрее пробежать некоторое начальное поле вариантов. Вопросы отражают личный опыт изобретателей — авторов вопросов, и поэтому они столь же ограниченны, как любой опыт.
      Что там за семью печатями!
      Кроме рассмотренных основных методов активизации творческого мышления, существуют и другие, представляющие в основном комбинации методов перебора вариантов. Среди них можно назвать стратегию семикратного поиска рижского исследователя Г. Буша, в которой процесс решения задачи делится па семь стадий, по каждой стадии даются наводящие вопросы типа «использовать морфологическую матрицу», «провести дикие эксперименты», «генерировать свободные и детерминированные ассоциации» и т. д.
      В методе психоэвристической активизации, разработанном в Тбилиси под руководством А. Чавчанидзе, сделана попытка возложить ведение диалога на ЭВМ, которая подсказывает ведущему вопросы, задаваемые затем испытуемому, призванному решать изобретательские задачи. Получается симбиоз метода контрольных вопросов и синектики, правда, в отличие от рекомендаций Т. Эй-лоарта здесь предлагается для участников заседаний создать хорошие, комфортные условия: продумать освещение и звукоизоляцию помещения, установить удобные столы и кресла, даже предусмотреть приятный вид, открывающийся с балкона. Хорошие рекомендации! Вот только почему-то у многих они вызывают улыбку. Наверное, по той причине, что это нереально, или по другой — если человека посадить в мягкое кресло в тихом месте, да еще после хорошего обеда, то, пожалуй, ему будет не до изобретательства.
      Итак, сделаем выводы. Методы психологической активизации творческой деятельности просты, их можно быстро освоить и использовать на практике, но пользы от них немного. Это показывают многочисленные эксперименты, в проведении которых участвовали и авторы книги. Слабость методов состоит в игнорировании законов развития техники. Работать даже по усиленному методу проб и ошибок — это все равно, что при лечении больного давать ему подряд все лекарства, хранящиеся в аптеке. Там наверняка есть нужное, но пока до него доберутся, больной может хватить что-нибудь такое, после чего и лечение станет ненужным...
      От знания законов техники к теории мышления в технике
      Для начала об одном эксперименте. На первом занятии по Теории решенпя изобретательских задач (ТРИЗ) в Минском радиотехническом институте аспирантам, студентам, научным сотрудникам дается два часа для решения одной, заведомо трудной задачи любым методом. Через два часа выясняется, что контрольного ответа нет ни в одной работе. После изучения неалгоритмических методов проводится мозговой штурм — ответ не получается. И только после изучения курса Теории решения изобретательских задач слушатели решают заданную задачу с точным выходом на ответ. Подобный эксперимент проводился для многих задач с тем же исходом — лучше всего сложные изобретательские задачи решаются с использованием ТРИЗ.
      Что же это за волшебная теория, которая так заметно усиливает интеллект человека?
      Работа по созданию теории изобретательства началась сорок лет назад; основы ее, призванной навести мосты между фундаментальными науками и техникой, заложил инженер и писатель из Баку Г. Альтшуллер (писательский псевдоним Генрих Альтов).
      Основное положение ТРИЗ гласит: технические системы развиваются по определенным законам, которые могут быть выявлены и использованы для сознательного решения изобретательских задач, без случайного блуждания и бессмысленных проб. Незнание законов развития техники подчас обходится обществу очень дорого: тратятся средства, материалы, энергия и высококвалифицированный труд на разработку проектов машин, обреченных на вымирание еще до рождения. А этого можно бы-
      ло бы избежать еще на начальном этапе работы, проверив, соответствует ли идея машины основным законам техники. Например, слепое использование аналогий породило в свое время «ногастый» паровоз, автор которого копировал лошадь, в 1787 году был разработан «веслас-тый» пароход с очень сложной и практически неработоспособной системой преобразования вращения вала паровой машины в движения, подобные взмахам гребца. Незнание закона увеличения идеальности систем привело к тому, что колесные тракторы даже лучших фирм возят по 600 килограммов груза, предназначенного только для предотвращения их опрокидывания.
      Но знания законов развития техники для решения задач мало; кроме знания, нужно умение. Именно соедине-
      ние знания с умением рождает мастерство. Поэтому в ТРИЗ разработана специальная программа пошагового решения задачи — это алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ). При работе с АРИЗом по определенным правилам находят идеальный конечный результат (ИКР) для данной задачи, выявляют техническое и физическое противоречия и устраняют их применением специальных переходов с использованием указателей различного рода эффектов.
      АРИЗ — это алгоритм, которым пользуется человек, а не машина, поэтому он включает специальные операторы но управлению психологией с целью снятия иперции мышления.
      Минимальная техническая система, состоящая из двух веществ и поля, получила в ТРИЗ название в е п о л е от слов «вещество» и «поле». Разработан язык вепольных преобразований, знание которых позволяет формально использовать законы техники для синтеза новых технических систем.
      В последние годы интенсивно развиваются стандар-г ы на решение изобретательских задач (не путать с ГОСТами). Стандарты гарантируют высокий уровень решения, при этом нет необходимости в использовании АРИЗа.
      Ныне Теории решения изобретательских задач обучают в 200 школах изобретательства. Ее осваивают инженеры, научные работники, аспиранты, студенты, школьники. Соответствующие книги широко издаются на многих языках мира.
      Теория изобретательства давно показала свою эффективность, она может быть освоена любым человеком, кто стремится создавать новое в науке и технике. Поэтому и мы попробуем представить основные методы ТРИЗ и посмотреть, как даже самые трудные задачи поддаются напору АРИЗа, вепольного анализа и стандартов.
      Изобретения бывают разные
      Среди необъятного патентного фонда (а в мире выдано несколько миллионов патентов) можно найти изобретения, которые по силам любому человеку, но есть и такие, над которыми работали поколения изобретателей. В Теории решения изобретательских задач принято все изобретения делить на пять уровней.
      Первый уровень составляют мелкие усовершенствования уже известных технических систем. Например, в изобретении № 1116239 для надежной фиксации конца пружины предложено заливать его в месте крепления легкоплавким металлом. По авторскому свидетельству № 854714 сплавляемые по воде бревна надо покрывать с торцов пенопластом, чтобы они не впитывали воду. Идею изобретения первого уровня можно найти, рассмотрев всего лишь несколько вариантов.
      Изобретать на первом уровне очень просто — в этом вы сейчас убедитесь сами. Попробуем решить задачу: как очищать от металлической пыли абразивные круги, которыми шлифуют стальные детали? Механическими скребками пыль не возьмешь, но может помочь магнит. Действительно, сильное магнитное поле быстро очистит
      шлифовальный круг от пыли. На этот способ выдано авторское свидетельство № 662331.
      Второй уровень — это изобретения, в которых простое техническое противоречие устраняется известным в данной отрасли техники способом. При этом частично меняется один из элементов системы.
      В авторском свидетельстве № 715406 предложено делать дно в приемной камере овощехранилища на пружинах переменной жесткости. Картофель теперь не станет падать с высоты, а будет плавно опускаться вместе с дном по мере заполнения камеры.
      В задаче прослеживалось противоречие: чтобы клубни не разбивались, хранилище надо делать мелким, но при этом оно маловместительно. Сделали подвижное дно, и противоречие исчезло.
      Задачи второго уровня обычно требуют перебора нескольких десятков вариантов. И сделать это по силам любому грамотному специалисту.
      Изобретения первых двух уровней самые многочисленные — они составляют примерно 77 процентов патентного фонда.
      Третий уровень составляют изобретения, в которых противоречие преодолевается путем полного изменения одного из элементов системы. Цена такого изобретения — сотни вариантов решений, сотни пустых проб. Противоречие преодолевается способом, известным в пределах одной науки. Например, замена чернил в авторучках на густую пасту устранила опасность клякс, которые, как известно, попадают на самые важные бумаги и в самое неподходящее время. Шариковая ручка — типичное изобретение третьего уровня.
      Четвертый уровень изобретений — это крупные идеи, на основе которых создаются новые технические системы. Русский революционер и изобретатель К. Шилов-ский, находясь в эмиграции во Франции, в 1914 году предложил схему гидролокатора, названного им в патенте «абсолютным акустическим лагом». Вместе с П. Ланжевеном он построил действующую модель локатора с генератором и приемником ультразвуковых колебаний. Измеряли расстояние до дна и раньше, но с помощью груза и веревки. Теперь их замепил ультразвук. Появилась совершенно новая техническая система.
      Пятый уровень — это изобретения, следующие непосредственно за новыми открытиями. При этом, как правило, создается новая отрасль техники. Передача А. Поповым 7 мая 1895 года первой в мире радиограммы «Генрих Герц» была первым криком новорожденного изобретения пятого уровня. Этот день считается днем рождения радио. Правда, долгое время в странах Запада считали изобретателем радио Г. Маркони, действительно много сделавшего для внедрения радио в жизнь. И хотя Г. Маркони не прочь был полностью присвоить себе лавры первооткрывателя, А. Попов относился к этому снисходительно и даже подарил ему к свадьбе серебряный самовар.
      К пятому уровню можно отнести изобретение автомобиля, самолета, электронной вычислительной машины, лазера.
      Пойдешь направо — коня потеряешь, налево — головы не снесешь
      Примерно такая дилемма встречалась витязям из русских сказок. И что делать-то? Коня жалко терять, да и голова еще может пригодиться. Даже сказочные персонажи сталкивались с противоречиями.
      Противоречия есть повсюду. Вам хочется пойти в кино про Фантомаса, но в это время надо идти на лекцию; а тут еще погода неустойчивая, приходится каждый раз думать, как одеться, пойдешь в пиджаке — замерзнешь, если похолодает; оденешь пальто — тяжело таскать его, если будет тепло. Ничего не поделаешь! Мир состоит из противоречий, и развивается он через преодоление противоречий. Закон единства и борьбы противоположностей — главный закоц диалектики.
      Вы только что закончили технический вуз, распределение получили в НИИМАВР (вам смутно представляется будущая работа, да вы даже не успели запомнить название НИИ, но настроение прекрасное, будущее грандиозно). И вот вас вызывает начальник и говорит:
      — Ну, молодой человек, посмотрим, на что вы способны. Вот вам задание на ближайший месяц. Надо в два раза повысить скорость «мышления» экспериментального робота для сборки часов. — Начальник посмотрел на вас довольно сочувственно. — Всем он хорош, работа-вт точпо, безотказно, но уж очень медленно. Пока сообразит, что надо делать, конвейер уходит. Работницы цеха смеются. Вы, я знаю, по роботам писали диплом, так что вам и карты в руки.
      «Влип! Попал, как кур в ощип!» — подумали вы, по виду, конечно, не подали.
      — Сделаем, шеф. — И, зажав под мышкой папку с техническим описанием «головы» робота, довольно бодро проследовали на свое первое в жизни рабочее место.
      К копцу рабочего дня стало тоскливо. Увеличить-то скорость «мышления» надо — начальник очень просит, но как эго сделать, как?
      В этом эпизоде показан вариант возникновения административного противоречия, возникающего между общественной потребностью и возможностью ее удовлетворения. Форма такого противоречия проста: надо улучшить что-то, а как — неизвестно. С ними сталкивается обычно начинающий исследователь или опытный инженер в новой для него области.
      Вас перевели в отдел истории противоречий в технике, в группу авиации. Покопавшись в литературе, вы увидели, что в 30-х годах XX века для увеличения скорости самолетов необходимо было убрать все выступающие части, в том число шасси, но как садиться при этом? Конструкторы пробовали установить обтекатели перед шасси, но это мало помогало. Такое противоречие принято называть техническим — суть его в том, что при улучшении одного показателя технической системы, например скорости самолета, недопустимо ухудшается другой показатель, в данном случае безопасность посадки самолета (без шасси садиться опасно, да и самолет разобьется).
      При испытаниях истребителя МиГ-19 выяснилось, что на «послезвуке» руль переставал действовать. Опять противоречие: повысишь скорость — понизишь управляемость самолета. Сделали рулем весь стабилизатор — плохо, на «дозвуке» стал слишком сильно реагировать на действия пилота. Противоречие осталось.
      Борьба с противоречиями ведется двумя путями. Оптимизация — это первый путь, которому часто следуют конструкторы. В этом случае стараются проектировать систему так, чтобы компромиссное решение (немного выиграл в одном, немного проиграл в другом) приводило к приемлемому варианту системы. Но на этом пути успех сопутствует не всегда, и в конце концов приходится находить такое решение, при котором улучшение одного показателя не приводит к ухудшению другого.
      Сделали шасси самолета убирающимися, и противоречие исчезло.
      Выдающийся авиаконструктор Р. Бартини, член Компартии Италии, эмигрировавший в СССР в 1924 году для исполнения своей клятвы — «положить все силы на то,
      чтобы красные самолеты летали быстрее черных», активно пропагандировал сознательный поиск способов устранения противоречий в технике. Он требовал при решении задачи определять факторы, играющие решающую роль, отделив все второстепенные элементы. «После этого надо сформулировать наиболее контрастное противоречие: или—или... Решение задачи надо искать в логической композиции тождества противоположностей... и—и».
      И Р. Бартини удавалось намного опережать других конструкторов при проектировании знаменитых самолетов марки «Сталь» как по скорости, так и но остальным показателям. Именно Р. Бартини первым из советских конструкторов применил убирающееся шасси в истребителе «Сталь-6». Ориентация на устранение и обостре-
      ние противоречий сделала Р. Бартини ярким генератором идей для авиации как довоенной, так и послевоенной.
      Причиной технических противоречий выступают физические противоречия, для выявления и устранения которых служит АРИЗ, описываемый в последующих главах.
      Для неподготовленного человека формула физического противоречия звучит довольно дико: объект должен находиться сразу в двух взаимоисключающих физических состояниях. Например, быть холодным и горячим, заряженным и нейтральным, быть в данном месте и не быть.
      Как известно, Гамлет терзался вопросом: «Быть или не быть?» Изобретатель же, который хочет решать настоящие изобретательские задачи, должен уметь поступить так, чтобы можно было сказать: «И быть и не быть!» Шасси должно быть и не должно быть. И это оказалось возможным: оно есть при посадке и взлете самолета и его нет в воздухе.
      Еще один пример. В металлургии для некоторых целей применяют вращение емкостей с жидким металлом, но при этом металл размывает футеровку (стенки емкости). Надо предложить простой метод ее защиты.
      Оговоримся заранее: вводить дополнительный защитный слой нельзя — дорого, да и примеси окажутся в металле. Так что думайте. II помните, что противоречий не надо бояться, их надо преодолевать по схеме и—и. Для нашего случая это: защита есть и защиты нет. Трудно? Конечно, ведь задача с противоречием. Это не то, что предложить удочку для ленивого рыбака, в которой мормышку дергает микродвигатель (авторское свидетельство № 132882).
      Ответ дается в авторском свидетельстве № 577242: наружный слой металла вращают магнитным полем со скоростью вращения емкости. Заметьте, что функцию защиты взял на себя пристенный слой металла. Противоречие устранено полностью. II не пришлось вводить защитный слой, и в то же время футеровка не размывается. Защиту взял на себя сам металл. Это и есть признак сильного решения задачи — когда объект сам выполняет требуемые действия. В свою очередь, это явно свидетельствует о том, что данная система развивается в соответствии с законом увеличения степени идеальности систем — основным законом развития техники.
      В повести братьев Стругацких «Понедельник начинается в субботу» сотрудники НИИ чародейства и волшебства (НИИЧАВО) не любили стоять в очередях, поэтому они заклинаниями синтезировали себе подобных дублей и отправляли их в день зарплаты к кассе. Дубли были абсолютно похожи на своих оригиналов, но умели делать только две вещи: считать деньги, не отходя от кассы, и кричать: «Кто там лезет без очереди?» Блестящий пример преодоления противоречия типа: быть одновременно и за рабочим столом, и в очереди в кассу.
      Противоречия играют ключевую роль и в науке. Например, некоторое время в физике пользовались моделью атома Резерфорда, по которой электроны обращались вокруг ядра, как планеты вокруг Солнца. Но согласно электродинамике электроны должны были непременно упасть
      на ядро в результате потери энергии при излучении электромагнитных волн. Возникло противоречие: электроны должны падать, а не падают. Известно, что данное противоречие привело Н. Бора к гипотезе устойчивых орбит, по которым электрон движется без излучения, а квант света излучается лишь при переходе с высшей орбиты на низшую.
      Известна притча. Если военный говорит — да, то это — да; если — нет, то это — нет; если — может быть, то это не военный; если дипломат говорит — да, то это — может быть; если — может быть, то это — нет; если — нет, то это не дипломат. А вот изобретатель, видя, что в системе появилось противоречие тина «или да, или нет», должен сказать «и да, и нет» — и сделать это. Если он делает только да или нет, либо ни да, ни нет, то это не изобретатель.
      Как утверждал Б. Шоу, люди только тогда сообщают нам интересные сведения, когда мы им противоречим. То же и в технике — интересные идеи появляются только тогда, когда преодолеваются противоречия.
      Оригинальные идеи по типовым приемам
      В любой деятельности человека — от приготовления ппщи до проектирования сверхумных компьютеров — можно выделить особые приемы, с помощью которых достигаются нужные эффекты. Заглянем в борцовский зал. Вот юноша в куртке с красным поясом резко дернул противника за рукав, подставив свою стопу под ногу противника. Партнер падает, встает, и картина повторяется снова. Это идет отработка приема борьбы самбо, называемого подсечкой. После изучения десятков подобных приемов человек становится сильнее по сравнению с необученным.
      Приемы используются и в интеллектуальной деятельности. Например, в книге Т. Котарбинского «Трактат о хорошей работе» приведено несколько примеров по внедрению проектов. Особенно настоятельно автор рекомендует использовать метод свершившегося факта: если нужно отдать распоряжение, требующее утверждения свыше, то лучше сначала отдать распоряжение как предварительное, а затем уже добиваться его утверждения. Опыт говорит, что такой способ действий чаще приводит к успеху, чем обычная процедура, при которой сначала получают разрешение, а потом отдают распоряжение. Метод свер-
      шившегося факта используется широко и в других областях. К чему эта притча?
      Пока не будем выдавать секрет!
      В изобретательстве тоже давно замечено, что есть похожие задачи, которые решаются одинаковыми приемами. Такие приемы изучались, публиковались их списки. Рассмотрим три изобретения. По авторскому свидетельству № 901217 для предотвращения замерзания сыпучего материала предлагается его охладить заранее, до погрузки в вагон. В ЦНИИ лесной генетики и селекции выращивают деревья с заранее заданной декоративной структурой. Для этого к дереву прививаются так называемые камбиальные клетки, образующие на стволе различные наросты (а. с. № 1009334). Литье под давлением требует сложных пневматических устройств. Но, оказывается, можно обойтись и без них, если в литейную пресс-форму предварительно ввести вещество, при нагреве выделяющее газ, создающий в форме избыточное давление (а. с. № 933225).
      Из этих примеров видно, что нужное действие в системе создается заранее, — такой прием называется приемом предварительного исполнения.
      А вот прием «заранее подложенной подушки», по которому объект изобретается с целью предотвращения возможных аварийных ситуаций. Это довольно сильный прием, который использован и в таком важном проекте, как КОСПАС — САРСАТ, — системе, предназначенной для спасения людей, попавших в аварию, терпящих бедствие в море и на суше.
      На судне либо самолете заранее устанавливаются специальные передатчики, сигналы от которых принимаются спутниками, и координаты этих объектов, если они терпят бедствие, передаются на Землю, откуда и приходит помощь. Уже в процессе отладки системы советский спутник «Космос» помог спасти несколько человек, попавших в аварию.
      Не обошлось и без курьезов. Один любитель водных походов из Англии приобрел передатчик системы КОСПАС — САРСАТ и поставил его в шкаф, забыв выключить после проверки работоспособности. Каково же было его изумление, когда к нему явились полицейские. Оказывается, система сработала безупречно — был поднят поисковый вертолет, который сначала искал «терпящего бедствие» в реке, но затем точно определил, что он находится в квартире.
      Из этих примеров видно, что совсем разные задачи решаются одинаково.
      Здравая мысль составления списков типовых решений появилась еще в начале нашего века. По практика не подтвердила их эффективности. Приемов много, их десятки, а пользоваться ими неудобно, так как нет указаний, когда какой нужно применять. Поэтому для отбора наиболее сильных из них Г. Альтшуллером было проведено обширное исследование патентного фонда, которое привело к созданию фонда из 40 приемов и таблицы, позволяющей находить нужный для преодоления того или иного технического противоречия. Приемы отныне стали увязанными с конкретными противоречиями, что сразу повысило действенность таблицы.
      Таблица поиска выглядит очень просто. В вертикальной колонке записаны показатели технической системы, которые надо улучшить, а в горизонтальной строке — показатели, которые недопустимо ухудшаются при использовании известных способов решения задачи. На пересечении вертикальной колонки и горизонтальной строки указаны номера приемов устранения технических противоречий. Остается только вникнуть в суть рекомендаций, и тут же появляется идея сильного решения.
      К примеру, необходимо повысить прочность зубчатых колес, в которых уже используются самые прочные материалы, но все же зубья ломаются. Прочность можно увеличить, сделав колесо более толстым, но при этом повысится его вес, что обычно недопустимо. Итак, в верти-
      кальной колонке находим графу «прочность», а в горизонтальной строке графу «вес подвижного объекта». На пересечении указан прием номер 1, который рекомендует сделать объект разборным. В авторском свидетельстве № 905556 так и предложено — делать зубчатое колесо со сменными зубьями. Сломался зуб — его легко заменить, и колесо опять как новое, а раньше оно просто выбрасывалось. Более того, в разборном колесе можно поставить демпфирующие прокладки, еще более повысив его долговечность. Разборным удобно делать и винт судна, ведь одну лопасть легче и дешевле менять, чем весь винт (а. с. № 242697).
      Полный список приемов устранения технических противоречий и таблица-указатель опубликованы в книге Г. Альтшуллера «Алгоритм изобретения»; много интересных примеров по их использованию приведено в книге А. Селгоцкого, Г. Слугина «Вдохновение по заказу».
      Приведем еще несколько примеров. Прием «местного качества» состоит в переходе от однородной структуры объекта к неоднородной. Таким путем изобретатели из Тбилиси хотят улучшить теплообмен в зданиях. Они предложили одно оконное стекло в раме делать теплоотражающим, а другое теплопоглощающим. Рама закрепляется на шарнирах. Не хотите, чтобы от летнего солнца стало жарко, поверните раму теплоотражающим стеклом наружу; похолодало — поверните обратно.
      По приему «использования механических колебаний» необходимо привести объект в колебательное движение, применить ультразвук, в том числе в сочетании с другими полями. Ультразвук в настоящее время применяется изобретателями довольно активно. Он помогает сделать более мелкозернистым и потому более прочным сварной шов (а. с. № 927432), растапливает лед и снег на дорогах, снимает приступы астмы (а. с. № 850078), быстро останавливает кровотечение из обширных ран и крупных сосудов (а. с. № 614788).
      Звуковые колебания с частотой в несколько гигагерц могут проникать в глубь предметов, давая картину их внутреннего строения, что по идее советского ученого С. Соколова можно использовать для создания микроскопа. Уже построены гиперзвуковые микроскопы, по разрешающей способности не уступающие оптическим.
      В технике применяются и низкочастотные звуковые волны. В Швеции инфразвуковые генераторы очищают от нагара и пыли промышленные котлы и трубы, а в США слабым звуком низкой частоты лечат облысение. К сожалению, в заметке не сообщается, скольким же пациентам удалось гладкую кожу головы покрыть густой шевелюрой, которая вообще-то далеко не идеальна — ведь за ней требуется уход. Но здесь уже действуют иные законы.
      Иногда полезно поступать наоборот, например, вместо тщательной шлифовки поршня автомобильного двигателя лондонские изобретатели покрыли поверхность тонкими выступами высотой до 30 микрометров, что уменьшило трение на 14 процентов! Оказывается, сетка выступов задерживает пленку масла, которое и снижает трение, к тому же охлаждая стенки поршня.
      Прием «обратить вред в пользу» дает возможность получения положительного эффекта за счет вредных факторов. Например, известно, что трещины в деталях очень опасны, так как приводят к быстрому выходу машин из строя. Но если в керамических изделиях заранее образовать множество микротрещин, то стойкость керамики при внезапных механических и термических перегрузках повышается. Это происходит потому, что возникающая трещина как бы распыляет свою энергию по большому числу микротрещин и быстро затухает.
      В Швейцарии теплом от ЭВМ отапливают здания, а в Польше пожары в шахтах тушат метаном! Метан, которого на угольных разработках имеется в изобилии, не только вреден, он просто опасен, так как может взрываться при определенной смеси с воздухом. Но вся соль в том и состоит, что опасен он только при строго определенной концентрации. А при закачке 90-процентного метана в горящий штрек воздух вытесняется и огонь гаснет.
      Прием «непрерывность полезного действия» рекомендует устранять в системе холостые ходы. То, что нефтяные танкеры на обратном пути перевозят зерно, уже не новость. А идея загрузки опорожнившихся танков родилась в 1941 году, когда командовавший военными перевозками А. Данченко предложил увезти от немцев зерно элеваторов Феодосии в танкерах. Зерно спасли, а позже А. Данченко организовал в танкерах перевозку бобов из Китая, чем сэкономил немалые средства — ведь сухогрузы оказались ненужны; да и не хватало их сразу после войны. Теперь этот способ перевозок называется русским.
      Сделаем вывод: типовые приемы устранения технических противоречий являются полезными инструментами изобретателя, они помогают решать мпогие трудные задачи, но... не все. Есть задачи, для решения которых нужно применять несколько приемов сразу, да еще с определенным физическим эффектом. Изучение подобных комплексов приемов с физическим эффектом привело к созданию вепольпого анализа — языка технических систем.
      Вепопь, или система-минимум
      Чтобы изогнуть кристалл, к нему напылением присоединяют материал с другим коэффициентом теплового расширения, всю систему охлаждают и кристалл изгибается (а. с. № 799959).
      Давайте запишем идею решения данной задачи в виде простой формулы (веполя). Нам дано одно вещество — кристалл; обозначим его Вь Для изгибания кристалла надо добавить второе вещество Вй и тепловое поле Пт. При решении задачи совершен переход от одного объекта Bi к тройке, что можно изобразить графически.
      Двойная стрелка указывает направление перехода, обычные указывают, куда направлено действие.
      Таким же образом можно записать идею изобретения № 1006058, в котором для быстрого и надежного зажима отливок любой конфигурации предлагается использовать «твердеющую» в магнитном поле дробь. Здесь та же формула — совершен переход от одного объекта — отливки it тройке, куда входят отливка Bi, дробь Вг и магнитное поле Пм:
      Вот еще пример. В 1903 году судно «Гаусс» немецкой полярной экспедиции вмерзло в лед в двух километрах от чистой воды. Несмотря на небольшое расстояние, пробить дорогу к воде не удалось даже с помощью взрывчатки. Помогли... зола и уголь, которых было на корабле в избытке. Идею спасения корабля тоже можно представить
      в виде треугольника B В2, где В — лед, В2 — темная зола, П — солнечное излучение, нагревавшее рассыпанную по льду золу, а через нее и лед.
      Из примеров видно, что во всех случаях совершен переход от одного объекта (его мы обозначили как Bi) к взаимодействующей тройке элементов. Такая тройка представляет собой минимальную техническую систему — ве-поль.
      Изучением свойств веполей занимается раздел ТРИЗ, названный вепольным анализом. Понятия вещества и поля в вепольном анализе понимаются несколько расширенно: веществом может быть деталь, узел, целая машина — в зависимости от модели задачи; полем может быть любое из физических полей — электромагнитное, гравитационное, сильное и слабое взаимодействия, а также тепловое воздействие, поле механических сил.
      Зная правила вепольного анализа, подробно рассматриваемые в литературе но ТРИЗ, можно чисто формально синтезировать структуру новой технической системы. Первое правило, например, требует достройки системы до полного веполя, если исходная система состоит из одного или двух элементов. Действие этого правила демонстрируют рассмотренные три примера.
      Правило второе гласит, что вепольные системы имеют тенденцию превращаться в вепольные системы, обязательно включающие в себя магнитное поле и ферропорошок.
      На выставке НТТМ-82 на ВДНХ СССР демонстрировалась мельница для размола монолитных кусков цемента. Вместо использовавшихся ранее стальных шаров с механическим перемешиванием в мельнице применен ферромагнитный порошок. Вращающееся магнитное поле увлекает за собой ферропорошок, который и размалывает куски цемента. В вепольной форме можем записать:
      где Bi — цемент, В2 — стальные шары, Вф — ферропорошок, Пмех Пэм — соответственно механическое и
      электромагнитное поля.
      В веподьных системах также типичен переход от сплошного инструмента, который обычно обозначается как В2, к дисперсному, состоящему из порошка, жидкости и пр., которыми легче и точнее можно управлять. К примеру, при протягивании проволоки через обычные фильеры наблюдается много недостатков: дорогие твердосплавные фильеры быстро изнашиваются, пе удается обеспечить хороший отвод тепла, возникающего от трения проволоки о фильеру, что не позволяет увеличить скорость волочения. Но проблемы снимаются, если фильеру сделать из ферропорошка. В построенной в городе Череповце установке магнитпьш порошок при включенных магнитах жестко обхватывает проволоку, выполняя роль фильеры. При этом удается даже повысить силу обжатия, так как тепло отводится от порошковой фильеры легче. Большим преимуществом такого способа волочения можно считать возможность изменения диаметра фильеры и даже формы отверстия, что было крайне трудно делать раньше — ведь фильеры изготавливаются из твердых сплавов, которые обрабатываются непросто...
      Вепольный анализ тесно связан со стандартами на решение изобретательских задач, поэтому многие примеры будут рассмотрены при знакомстве со стандартами.
      По алгоритму надежнее
      Мысль человека склонна к блужданию, подобно кип-линговской кошке, которая гуляла сама по себе. Поэтому благих призывов о необходимости выявлять и преодолевать противоречия при решении задач мало. Надо иметь четкую программу поэлементного анализа задачи с целью выхода на противоречие и на способ его преодоления. Такой программой является АРИЗ — алгоритм, предназначенный для решения задач, начиная с третьего уровня сложности и выше.
      В новейшей модификации алгоритма — АРИЗ-85В — девять частей.
      В части первой проводится анализ изобретательской задачи для перехода от зачастую неопределенно заданной изобретательской ситуации к четкой модели задачи.
      Рассмотрим задачу. В КБ А. Туполева решали про-
      блему защиты антенн самолетных радиолокационных станций от разрушения набегающим воздушным потоком. Пробовали накрывать их обтекателями из слоистых пластиков. Но они были тяжелыми, к тому же поглощали частично энергию радиоизлучения. Как быть?
      По первой части АРИЗа требуется записать условия мини-задачи без специальных терминов, создающих психологическую инерцию, и сформулировать техническое противоречие.
      Противоречие здесь видно хорошо. Если крышка (обтекатель) есть, то антенна не ломается, но при этом увеличивается вес и падает мощность излучения. Если крышки нет, то сигнал не затухает, но ломается антенна. Вот уж точно: куда ни киш, — всюду клин.
      Семь шагов и семнадцать примечаний первой частя АРИЗа, не позволяя зря блуждать мысли изобретателя, выводят его на постановку модели задачи с указанием конфликта между элементами системы. При этом запись задачи по АРИЗу сильно отличается от заданной вначале.
      Для нашей задачи обработка по АРИЗу приведет к такой записи: даны отсутствующая крышка и антенна. Такая крышка не задерживает радиосигнал, но и не защищает антенну от разрушения. Надо найти некоторый икс-элемент, который, сохраняя способность отсутствующей крышки не мешать радиосигналу, обеспечивал бы защиту ее от воздушного потока.
      Наверняка у вас возникли вопросы. Что это за «от-
      сутствующая крышка»? И что за новый элемент — почти что «мистер-икс»?
      АРИЗ — инструмент для решения очень трудных задач, содержащих в глубине себя техническое противоречие. Для решения таких задач зачастую нужны «дикие», невероятные, совершенно оригинальные идеи. Поэтому не будем бояться непривычных терминов, коль мы решили искать оригинальные идеи. Введенпе икс-элемента дает сильнейший психологический эффект, внушая человеку возможность отыскания такого элемента, в котором совмещаются противоречивые требования.
      Термин «отсутствующая крышка» тоже нацеливает решателя на поиск такой защиты, которая вроде бы есть (крышка) и которой вроде бы нет (крышка-то отсутствующая).
      Вскроем резерзы
      Во второй части алгоритма проводится учет всех ресурсов, которые имеются в технической системе и в над-системах. К ним относятся вещества, поля, время и пространство.
      Единственное вещество, которого много вокруг самолета, — это воздух. АРИЗ требует тщательно рассмотреть возможность использования бесплатного и легкого воздуха для защиты антенн. Крышка из воздуха? Звучит диковато, но не будем спешить. Ведь так заманчиво защищать антенны радиолокаторов без введения лишних элементов.
      Идеальный — значит наилучший
      Третья самая важная часть АРИЗа помогает изобретателю сформулировать образ идеального конечного результата (ИКР) и определить физическое противоречие (ФП), мешающее достижению ИКРа.
      ИКР записывается по строгим правилам, и для нашей задачи идеальное решение будет следующим: икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, устраняет поломку антенн, не мешая прохождению радиосигнала.
      Итак, магический мистер икс прекрасно выполняет заданные требования! Посмтрим, почему не удается эго сделать реально, что этому мешает. А мешает физиче-
      ское противоречие, которое и надо определить на очередном шаге АРИЗа.
      Не вдаваясь в тонкости анализа (они очень важны, но для их изучения надо посещать занятия по ТРИЗ), запишем физическое противоречие: в зоне перед антенной должен находиться жесткий материал, не допускающий поломки антенны, и не должен находиться материал, чтобы не мешать прохождению радиосигнала.
      АРИЗ требует при поиске способа преодоления противоречия использовать в первую очередь то, что уже имеется в системе. Попробуем сделать защиту из воздуха. Итак, воздух не мешает сигналу — ото хорошо, но он не жесткий, крышка из него не получается. Стоп! А почему не получается?
      Здесь прервем наш анализ и приведем цититу из статьи Л. Кербера «Талант инженерного предвидения» (журнал «Техника и наука», № 9 за 1982 год): «Антенны бортовых РЛС ажурной конфигурации разрушались при выведении в воздушный поток на больших скоростях. Пришлось накрывать их обтекателями из радиопро-зрачных слоистых пластиков. Были они тяжелыми, мало того, часть излучаемой энергии в mix затухала. Боролись с этим примитивно — увеличивая мощность передатчиков. В итоге и без того большой вес конструкции еще более возрастал.
      Просмотрев сводку весов очередного самолета, А. Туполев разгневался:
      — Какой материал самый легкий и в то же время абсолютно радиопрозрачный? Разумеется, воздух. Его и используем. Говорите, из него ничего не построишь? Неверно, я сам видел конструкцию на нашем пчельнике в деревне. Ее создали блестящие конструкторы —• пчелы! Их соты на 90 процентов состоят из воздуха, а мы попробуем заимствовать идею.
      ...Из тонкой, пропитанной бакелитовым лаком ткани изготовили соты, которые закрыли листами того же материала. Новый обтекатель прочен, радиопрозрачен и почти невесом».
      Так и получилась крышка для антенн из воздуха. Академик А. Туполев был не только выдающимся авиаконструктором, но и находчивым изобретателем, и решение им задачи о защите антенн лишний раз показывает, что сильное мышление отличается двумя особенностями: направленностью на идеальное решение, которое если и не всегда достижимо, зато всегда ведет к нетривиальным
      идеям, и ориентацией на преодоление противоречий, а не на сглаживание их.
      АРИЗ вобрал в себя опыт целых поколений лучших изобретателей. Для создания алгоритма было проанализировано около 200 тысяч (!) изобретений верхних уровней. Поэтому-то и нас алгоритм вывел на сильное решение, предложенное в свое время А. Туполевым.
      Представляете, что такое АРИЗ? Это соединение лучших сторон таланта В. Шухова, А. Туполева, С. Ильюшина и других творцов техники. И если крупные изобретатели накапливали свой опыт годами и десятилетиями напряженной работы, порой ошибаясь и попадая в тупики, то сейчас имеется возможность освоения коллективного опыта решения трудных задач в учебной аудитории. Правда, изучение АРИЗа требует не менее напряженной работы. Ведь при этом происходит не просто усвоение каких-то принципов, фактов, формул — нет, изучение АРИЗа приводит к перестройке мышления человека, к выработке ясного видения ИКРа, умения выявлять физические противоречия и использовать физические и другие эффекты для их устранения. А это подчас процесс мучительный, так как сильно мешает древний и очень живучий метод проб и ошибок.
      Но в то же время опыт показывает, что АРИЗ успешно осваивают все желающие: научные работники, инженеры, аспиранты, студенты, школьники. Для школьников даже разработан сокращенный вариант АРИЗ — АРИЗ-енок.
      Да, 40 шагов и 71 правило и примечание к тексту АРИЗ-85 требует настоящей работы при освоении алгоритма, но, как говорится, Париж стоит мессы. Знание АРИЗа — это сэкономленные годы, это более высокий уровень решений, это ощущение непередаваемого восторга от сознания решенной трудной задачи!
      Коль развитое чутье идеальности и видение противоречий отличает сильное мышление, давайте остановимся на этих понятиях подробнее.
      Иголка для хозяйки
      — Кругом одни изобретатели. А докторов, кандидатов наук сколько! Только толку-то мало, — ворчит хозяйка, прочитав в популярном журнале, что в стране ежедневно защищают диссертации почти сто человек. — Сто кандидатов ежедневно, а вот иголку придумать нормальную не могут! Позор... Каждый раз мучаешься, вставляя нитку в ушко.
      Швея еще долго промывала бы кости докторам и кандидатам, но... тут появилось изобретение Ю. Ермакова, по которому нитка вставляется в ушко элементарно, даже очки искать не надо.
      Как же сумел он улучшить такую древнюю систему, какой является иголка?
      В Ленинграде уже более десяти лет работает народный университет научно-техпического творчества, где изучают ТРИЗ.
      Выпускник университета 10. Ермаков получил много «аризных» изобретений, среди которых робот-манипулятор, обувь для плохой погоды и идеальная игла. Итак, тысячи лет развития иглы привели к созданию исключительно простой системы, которая чрезвычайно широко используется человеком. Но даже тысячи лет проб и ошибок не устранили принципиальный недостаток нглы — узкое ушко, куда так трудно вставлять нитку хозяйкам.
      ИКР для иглы прост: отверстие должно само становиться большим, когда нужно вставлять пить. Но если сделать большое ушко, скажем, размером с монету, то как шить? Ведь оно не пролезет за иглой. Вот мы и получили физическое противоречие: ушко должно быть
      большим, чтобы легко вставлять пить, и оно должно быть маленьким, чтобы не мешать шитью.
      Ю. Ермаков преодолел коварное противоречие применением эффекта памяти формы: прикоснулись иглой к теплому предмету, и ушко тут же расширяется, щлается круглым, нитка легко продевается в него, а через секунду-другую оно опять узкое.
      А если попытаться пойти дальше и ушко убрать вообще? При сшивании краев ран при операциях даже очень узкое ушко травмирует ткань, так как нить в месте сгиба утолщена. Существует изобретение, которое решает эту проблему идеально: конец нити металлизируется, заостряется и служит иглой. И никаких проблем.
      Здесь мы подошли к понятию идеальной машины, которая определяется так: «Машины нет, а функция ее выполняется». Иглы фактически нет, а шить можно. Тяжелого обтекателя нет, а антенна защищена, причем помехи радиосигналу не создаются. Идеальное решение — это маяк, на который должен двигаться человек, решающий задачу. ИКР не всегда достижим, чаще нужно чуть-чуть именно в этом от него отступить, но только чуть-чуть — суть талантливого мышления.
      ИКР отражает действие главнейшего из законов развития технических систем — закона увеличения степени идеальности системы.
      Независимо от желания тех или иных инженеров и даже целых НИИ технические системы становятся все более идеальными: увеличивается могцпость двигателей в пересчете на килограмм веса, повышается быстродействие вычислительных устройств с одновременным уменьшением потребляемой мощности и стоимости, становится дешевле передача по каналу связи одного бита информации, причем с большей скоростью и т. д.
      Вот пример, когда машины точно нет, а функция ее прекрасно выполняется.
      Одной лаборатории поручили создать надежную систему отключения электромотора в случае, если температура окружающей среды превысит определенный порог. Недолго думая, инженеры спроектировали и успешно испытали систему аварийного отключения с датчиком температуры, реле, усилителями и кучей проводов. Датчик измерял температуру, давал сигнал, тот усиливался, подавался через логическую схему на реле, реле срабатывало, двигатель останавливался. Прекрасное кибернетическое устройство с обратной связью, как и положено в XX веке! Вот только конструкторы не учли, что всю эту умную электронику пегде размещать, да и надежность оказалась маловата. Заказчик попался строгий, требовал невозможного - мол, систему надо сделать такую, чтобы места совсем не занимала.
      Случайно споры услышал физик из соседней лаборатории. Он предложил выполпить полюса двигателя пз сплава, точка Кюри которого в точности равна задапному порогу. Так и сделали. Теперь мотор работает, пока температура не превысит точку Кюри. Превышение произошло, мотор останавливается. Температура упала, опять запускается. И никакой кибернетики.
      Просто? Да, но ведь физик мог п не слышать спора электронщиков. Чтобы не зависеть от случайностей, изобретатель должен владеть и физикой, и химией, и геометрией, для чего в ТРИЗ созданы и создаются специальные указатели различного рода эффектов — физических, химических, математических. Но об этом позже. Пока мы говорим об идеальности.
      Итак, никаких датчиков, реле, а управление двигателем происходит. Машины нет — функция ее есть.
      Знание принципов идеальности позволяет не только проектировать хорошие машины, но и предсказывать, какая из похожих систем более перспективна и имеет большие шансы на выживание.
      Возьмите две шариковые ручки. У одной для выдвижения пишущего узла существует специальный механизм с поршнем, нажимая на который можно выдвигать или вдвигать стержень. У другой ничего подобного нет, функцию поршня взяла на себя верхняя часть корпуса ручки. Вторая ручка более идеальна.
      Контактные линзы идеальнее очков, но полностью идеального конечного результата очков достиг профессор С. Федоров. Он исправляет близорукость хирургически, причем операция проводится амбулаторно.
      Крупнейшим достоинством неймановской структуры ЭВМ явился принцип программного управления, по которому работой ЭВМ управляет программа, размещенная в памяти самой же ЭВМ. Машина сама собой управляет. Опять налицо ИКР.
      Лет пятнадцать назад в некоторых институтах вахтеры не пускали студенток на лекции в джинсах. Борьба кончилась полной победой студенток, да и как бороться с джинсами, если они приближаются к ИКРу брюк: мало того, что их не нужно гладить, по они еще с течением времени становятся более модными (некоторые «джинсо-носители» даже терли новую ткань кирпичом, чтобы выглядела помоднее). Вообще, на одежде действие закона увеличения степени идеальности прослеживается очень легко. Был период, когда юбкп стремительно становились все более идеальными, то же самое происходило и с купальными костюмами, но тут изменилась мода, которая подчиняется уже нетехническим законам, и «мини» всех сортов стали исчезать. Хотя в романе И. Ефремова «Туманность Андромеды» земляне запросто щеголяют в платье короля из сказки Андерсена. Значит, в будущем закон идеальности должен взять свое даже у капризной моды.
      Несколько лет назад идеальный мост для Ленинграда предложил учащийся ГИ ГУ из города Барановичи В. Петровский. Вместо механизмов для подъема разводных мостов он предложил водяной парус.
      Ночью, перед проходом морских судов, в воду с моста опускается металлический лист, и мост под действием силы течения поворачивается, становясь вдоль реки. Утром такой же парус опускается под некоторым углом с другой стороны моста, и тот становится на свое место.
      Здесь также сделано приближение к ИКРу. В. Петровский получил первое в своей жизпи авторское свидетельство, а патептный фонд пополнился красивой идеей.
      Теперь вы в состоянии оценить, какое мороженое идеальней: эскимо на палочке или пломбир в вафельном стакане? Ясно, что пломбир — ведь он не дает отходов. Стакан идеален: он есть, пока нужно удерживать мороженое, и его нет, когда мороженое съели. Л вот миллионы палочек для эскимо — это гектары леса... За неиде-алыюсть приходится платить.
      А вот пример специально для читательниц. В серьезном объединении Союзтракторотяждеталь создан аэрозольный баллончик, который разбрызгивает синтетический состав правильной сеточкой.
      — Ну и что из этого следует? — резонно спросят представительницы лучшей половины человечества.
      Дело в том, что теперь порванные чулки и колготки можно ремонтировать прямо на ноге, достаточно побрызгать из баллончика порванное место.
      Идеальные машины изобретались не только в технике, но и в литературе. Все веселое семейство Хогбенов из рассказа писателя-фантаста Г. Каттнера «Котел с неприятностями» не могло отучить папулю от увлечения веселящими напитками, он додумался до ИКРа — синтезировал этиловый спирт прямо в крови из сахара, который в ней содержится.
      Шутки шутками, но иногда умение использовать ИКР помогает спасать жизни людей. Члены экипажа дирижабля «Италия», потерпевшего катастрофу па пути к Северному полюсу весной 1928 года, были спасены находчивостью механика, который сделал зеркальце из шоколадной фольги и сумел послать зайчик пилоту поискового самолета.
      Из пушки на Луну попасть еще никому не удавалось, по зато американскими инжеперами разработан проект спутника — ретранслятора радио и телесигналов, для запуска которого не нужны ракеты. Ажурная конструкция, выполненная из тоненьких углеродных волокон в виде купола диаметром три метра, будет запущена на высоту около ста километров с помощью воздушного шара, а в заданной точке спутник должен поддерживаться давлением микроволн, излучаемых с Земли.
      С внедрением интегральных микросхем, потребляющих мало энергии, вовсю стали предлагаться различные устройства, не требующие источников питания: часы, работающие от тепла руки, беспилотные самолеты, работающие от солнечных батарей, и т. п. А индийский инженер С. Коста в качестве тело-и радиоантенн УКВ-диа-пазона использует... деревья, втыкая в них острый металлический наконечник либо прикрепляя его зажимом к листу пальмы.
      Так что лозунг «Спасепие утопающих — дело рук самих утопающих» не лишен смысла, в нем выражен ИКР. Чем плохи известные домкраты? Во-первых, тяжелы и громоздки; во-вторых, чтобы поднять колесо автомобиля, надо прилично потрудиться.
      А вот ответ. В Бразилии и США запущен в производство надувной мешок-домкрат, который за минуту поднимает колесо автомобиля, наполняясь газами от выхлопной трубы автомобиля. Достигнут двойной ИКР: домкрат не занимает много места и не требует богатырской силы для работы с ним.
      Правда, с ИКР бывают и курьезы. Согласно формуле ИКРа идеальная машина — это машина отсутствующая. На петрозаводском семинаре по ТРИЗ в июле 1985 года один из участников семинара щелкал фотоаппаратом, в котором не было объектива. По залу пронесся шепот: «Смотрите, действительно идеальный объектив. Интересно, чье это производство?»
      Смешно и грешно вспоминать, но один из авторов книги тоже принял этот эпизод за чистую монету и даже начал мысленно прикидывать, каким образом удалось создать идеальный объектив. Но задачу решить не успел, так как быстро выяснилось, что в спешке фотограф просто забыл привинтить объектив!
      Всеобщая мобилизация
      Решение задачи при работе с алгоритмом может появиться на этапе определения ИКРа и физического противоречия. Но если хороших идей нет — не беда, продолжим анализ.
      Четвертая часть АРИЗа посвящена мобилизации и применению вещественно-полевых ресурсов технической системы и внешней среды.
      Из дерева давно уже делают подшипники скольжения, но свойства таких подшипников можно заметно улучшить, пропитав дерево медью. Только как это сделать? Даже мелкий порошок меди глубоко в дерево не загонишь, да и как его размолоть до размеров атомов?
      Правила четвертой части алгоритма прямо дают ответ: надо, чтобы атомы нужного вещества появлялись в заданном месте либо из более крупных образований (молекул, например), либо из более мелких (ионов).
      Изобретатели Института механики металлополимерных систем АН СССР так и поступают: они пропитывают дерево раствором муравьино-кислой меди, из которого при нагреве выделяется медь, заполняющая поры дерева (а. с. № 854713).
      Алгоритм постоянно нацеливает на идеальные решения, требуя использования в первую очередь только тех веществ и полей, которые уже есть, либо их производных. Например, везде присутствует гравитационное поле, давление атмосферы, всегда можно использовать воздух (обычный, сжатый, разреженный — вплоть до вакуума).
      Например, вакуум используют для транспортировки листов стекла, причем 300-граммовое вакуумное устройство легко транспортирует листы весом до 15 килограммов; вакуум надежно держит детали на столе, в крышке которого просверлены отверстия и через них откачивается воздух (а. с. № 631301). Более прочным получается бетон, если твердеет под вакуумом, в а. с. № 682369 предложено вакуумом ошкуривать деревья — при низком давлении влага в древесине вскипает и отрывает кору.
      Все видели, как укатывают асфальт, но не все знают, что для достижения хорошего качества дороги асфальт надо «утюжить» тремя катками разного веса — от трех до двенадцати тонн. Неудобно. А нельзя ли это делать одним катком? Наверное,.можно, если менять его вес. Имеем ИКР: каток легкий, но давит на асфальт как тяжелый. (Хм, похоже, мы вышли па управление гравитацией, а это пока по силам только фантастам.)
      Давайте все же посмотрим наши ресурсы и попытаемся использовать их. Итак, гравитация на нас уже работает — каток давит как ему положено по его, так сказать, комплекции. Остается как-то использовать атмосферное давление. Хорошо бы пад катком столб воздуха сделать потяжелее, и все решилось бы. Или под катком создать вакуум, тогда давление тоже усилится.
      Именно вакуум использовали ленинградские изобретатели. Э. Деникин, А. Шестопалов, Н. Хархута (см. а. с. № 633973) для увеличения давления асфальтового катка на дорогу. А идея станет ясна, если рассмотрим изобретение тех же авторов, сделанное несколько ранее (а. с. № 591550). Вот цилиндрическое устройство для вдавливания свай в грунт. Если из-под поршня откачать воздух, оно устремится вниз и вдавит сваю в грунт, причем без шума, без грохота. Не вдаваясь в подробности конструкции, отметим, что при диаметре круглой крышки 0,6 метра и давлении под крышкой в 0,2 атмосферного на сваю будет действовать сила в 8 тонп! Так заставили работать атмосферное давление.
      В катке вакуумная камера крепится под «брюхом», а вакуум создается проста — у катка ведь есть двигатель, мощности которого для этих целей достаточно с большим запасом.
      Бесплатным ресурсом является и воздух. Помните, как эффективно его использовал А. Туполев?
      Прекрасная Афродита — символ красоты и женственности — возникла, как известно, из пены. Отблеск красоты Афродиты падает и на изобретения, сделанные с применением пены. Судите сами.
      В статье М. Померанца «Почти идеальное вещество» (журнал «Техника и наука», № 5 за 1981 г.) приводится история о подъеме судна, которое затонуло в 1964 году в гавани города Эль-Кувейт, имея на борту 6 тысяч овец. Специалисты просили полгода для подъема корабля, но от трупов животных за это время могла вспыхнуть эпидемия, поэтому попытались найти другой выход. Датчанин К. Кройер предложил закачать внутрь корабля пену из полистирола, что и сделали; 27 миллионов пузырьков пены подняли корабль.
      Использование пены позволяет преодолеть противоречие, состоящие в том, что нужно какое-то пространство заполнить веществом, но этого делать нельзя из-за его большего веса. Вот здесь-то пена и незаменима — весит мало, а места занимает много. Пена тушит пожары, глушит ударные волны, служит теплоизолятором, упаковкой при перевозке хрупких предметов. Во Франции предложено на пену сажать аварийные самолеты. Пена делает нас более красивыми, ведь она входит в мыло, шампуни, дезодоранты.
      Систем много, а принципов мало
      Для разрешения физических противоречий в АРИЗе существует специальный информационный фонд, включающий 11 принципов разрешения, указатель физических эффектов и набор стандартов.
      Издавна в литературе по изобретательскому творчеству обращали внимание на роль аналогий в поиске идеи решения; как мы уже знаем, они широко используются в синектике. Но оказалось, что самая глубокая аналогия выявляется на уровне устранения физических противоречий.
      Скажем, как быстро измерить длину реки по карте с помощью линейки? Очень просто, ответите вы. Надо вместо кривой линии реки нанести па карту несколько прямых отрезков, длину которых легко измерить. Точность немного упадет, но для карты вполне сойдет. Таким приемом широко пользуются в математике, когда решают нелинейные уравнения, исследуют поведение различных нелинейных систем и т. д. С нелинейностями работать трудно, так как сложен или не разработан математический аппарат. А вот с линейными зависимостями проблем нет, поэтому и сводят нелинейные функции к набору линейных.
      А теперь возьмите в руки металлический браслет от часов. Обратите внимание — браслет сам гибкий, хотя состоит из твердых жестких стальных пластинок. Такими же свойствами обладает гусеница трактора.
      Когда мы аппроксимируем кривую линию отрезками прямых и из жестких звеньев делаем гибкий браслет, мы оказывается, преодолеваем противоречие одним, и тем же системным переходом. Противоречие при решении нелинейных уравнений состоит в том, что мы умеем решать линейные уравнения, но не имеем методов решения нелинейных. Вот если бы сделать так, чтобы наше нелинейное уравнение одновременно было и нелинейно и линейно... Но это-то и делается системным переходом, который утверждает, что систему надо наделить свойством С, а ее части — свойством анти-С. Итак, кривая в целом нелинейна, но состоит из линейных кусочков. Точно так же и в браслете: сам браслет обладает свойством С — быть гибким, а его части — свойством анти-С — быть жесткими.
      Всего выявлено, как уже говорилось, 11 принципов разрешения физических противоречий, из них пять носят общесистемный характер, то есть могут применяться не только в технике, но и в науке и т. д.
      В Италии сконструирован топливный бак, который не загорится ни при каких условиях, так как разделен на две группы мелких отсеков: в одних хранится топливо, в других — огнегасящее вещество. При аварии топливо смешивается с гасителем и не загорается.
      По авторскому свидетельству № 264626 в ядовитые вещества предлагается заранее добавлять противоядие.
      В двух последних примерах использован другой системный переход: объединение системы с антисистемой. Яд и лекарство, топливо и гаситель — это примеры систем, функции которых противоположны, однако системы эти можно объединять и тем преодолевать противоречия.
      А вот объединение иного типа. При разработке самолета Ту-114 понадобились гораздо более мощные двигатели, чем были на его предшественнике Ту-104. Но мощный двигатель должен вращать большой винт диаметром 9 метров, а для этого требовалось поднять крыло самолета на 5 метров, что было недопустимо. Менее мощных двигателей с менышши винтами надо было ставить 8 штук, и это тоже было плохое решение. А. Туполев преодолел противоречие, объединив два винта на одном валу. Винты вращались от одного двигателя, но в разные стороны.
      Это пример использования третьего принципа преодоления физического противоречия: объединения однородных или неоднородных систем в надсистему. Два одинаковых винта представляют собой однородные системы. А вот объединение разнородных систем — литейной машины и прокатного стана — привело к устранению целой технологической операции. Теперь непрерывно от-
      ливаемая заготовка, не успев остыть, поступает в прокатный стан. До создания данного гибрида заготовку нужно было перед подачей в прокат разогреть.
      Противоречивые требования можно разделять в пространстве. Всем понятно, к чему может привести пожар, вспыхнувший при аварийной посадке самолета или вертолета, если его быстро не потушить. Для тушения таких пожаров используют пену. Применением так называемой пены низкой кратности удается быстро сбивать огонь, но она нестойкая, быстро разрушается, и потушенный участок может вновь загореться. Пена же средней краткости хорошо защищает поверхность горючей жидкости от повторного возгорания, но боится открытого огня.
      Противоречие преодолено (см. а. с. № 936933 и 1111767): создана установка, генерирующая струю низкократной пены, которая подхватывает пену средней кратности и переносит на горящую поверхность, одновременно защищая ее в полете от открытого пламени. Применение таких установок сэкономило в 1983— 1984 годах более 20 миллионов рублей.
      Возле оживленных перекрестков можно видеть такую картину. Подошел очередной троллейбус, раскрылись двери, и вышедший из него поток пассажиров потянулся в подземный переход. Но молодой человек с «дипломатом» решил ускорить процесс перехода из точки А в точку Б и ринулся через улицу, минуя переход. А зря. Конфликт между автомобилями и пешеходами успешно устраняется подземным переходом, абсолютно безопасным для пешеходов, им и должен был воспользоваться наш герой.
      Совместить несовместимое можно и разделением противоречивых требований во времени. Еще пример из опыта Р. Бартини. Для самолета «Сталь-6» понадобилось сварить два сорта сталей — хромомолибденовую и нержавеющую.
      Проблема состояла в том, что качественный шов для нержавейки получался лишь при сваривании сильным, но коротким импульсом тока, иначе из расплава успевали выпасть присадки, делавшие металл нержавеющим. В то же время хромомолибденовую сталь положено варить медленно, слабым током, не допуская перегрева сварной точки, при котором место сварки становилось хрупким. Налицо противоречие: ток должен быть и сильным и слабым.
      Р. Бартини и инженер С. Попов поступили так: вначале в точку сварки давали сильный, но очень короткий ток, так что хромомолибденовая сталь не успевала перегреться, затем ток снижали, получая относительно низкую температуру, при которой из нержавейки присадки не выпадали.
      В книге И. Чутко «Красные самолеты» приведено много подобных находок Р. Бартини, зга же нам интересна тем, что в ней противоречивые требования разнесены во времени: разной силы ток подается в одно и то же место, но в разное время. Этим способом преодолено было противоречие и в случае шасси: в разное время шасси в самолете то появлялось, то исчезало.
      Во времени разрешается конфликт между пешеходами и автомобилями на регулируемом перекрестке: и люди и машины могут находиться на одном и том же участке дороги, но опять же в разное время. А недисциплинированный пешеход нарушает не только правила дорожного движения, он нарушает законы развития технических систем, за что и наказывается.
      И насколько совершеннее была бы наша техника, если бы каждое нарушение законов техники в НИИ, КБ, заводах сопровождалось милицейским свистком и штрафом!
      Экзамен на доктора
      Познакомившись с пятью принципами разрешения физических противоречий, попытаемся решить одну задачу из далекой от техники области — языкознания.
      Древними народами было создано несколько систем письма. Например, в пиктографии зпаки передают не звуки, а общие понятия и ситуации, которых может быть огромное количество, поэтому такая система была вытеснена другими, в частности, привычной нам звуковой, в которой для передачи информации достаточно иметь лишь несколько десятков знаков, кодирующих отдельные звуки. Существует так называемая морфемная система, где каждый письменный знак кодирует корень слова или грамматическую частицу, для чего надо иметь 1000— 1500 морфем.
      Этих сведений пока достаточно для понимания сути проблемы, с которой столкнулись исследователи языка майя. Подсчитав общее количество различных знаков по трем сохранившимся рукописям майя, они установили, что их всего 300. К какой системе письма отнести письменность майя? К пиктографии нельзя — знаков у майя для этого слишком мало. К звуковой? Но в рукописях
      300 знаков, а в самых сложных звуковых системах письма их не больше 80. Не проходит и идея морфемного письма, содержащего более чем 1000 знаков. Вот вам прекрасное противоречие: для отнесения письменности
      майя к одной из известных систем (а это было крайне важно сделать для расшифровки текстов!) надо бы иметь или гораздо меньше 300 знаков, пли гораздо больше.
      Противоречие преодолел Ю. Кнорозов, молодой ученый из Ленинграда, которому на защите кандидатской диссертации была сразу присвоена докторская степень. Конечно, степень доктора была присвоена не только за идею, однако всегда, в любом исследовании, идея «весит» больше всего. Попробуйте и вы применить один из системных переходов для ионска гипотезы о том, какая си-
      стема письма была у майя. Учтите, на занятиях по ТРИЗ задача решается специалистами, туманно представляющими себе проблемы языкознания, но хорошо освоившими принципы устранения противоречий.
      Если не получается, не отчаивайтесь, курсы и школы ТРИЗ сейчас есть во многих городах страны, и при желании всегда можно пройти соответствующее обучение.
      Ответ здесь прост. Кстати, вы заметили, что все решения, в которых преодолены противоречия, выглядят очень просто? Это действительно так: они просты и красивы, но какими непростыми они кажутся для неподготовленного человека!
      Ю. Кнорозов предположил, что система языка майя смешанная: часть знаков является морфемами, а часть
      Передает звуки и слоги. Майя объединили две различные системы письма в надсистему, тем самым сильно озадачив лингвистов.
      А почитать о том, что было написано в текстах майя, можно в книге Ю. Кнорозова «Письменность индейцев майя».
      В таблице разрешения противоречий, прилагаемой к АРИЗу, есть еще шесть принципов, с которыми можно познакомиться в книгах по ТРИЗ последних изданий. Хотя один из них мы все-таки отметим.
      Вспомните задачу о пропитке древесины медью. Ее трудно пропитать чистым металлом, но ого туда можно ввести в виде ионов, а потом превратить в то, что нам нужно. Такой прием, когда решение находится на микроуровне, так и называется — переход к системе, работающей на микроуровне. Когда деталь штампуется механическим штампом — это работа на макроуровне, но когда она получается от давления, создаваемого при переходе воды в лед, — это уже микроуровень, так как нужное воздействие создается за счет перестройки внутренней структуры вещества.
      Р. Бартини сравнивал хорошую идею с лишней пешкой, которая, будучи извлеченной из кармана, спасает шахматиста от неминуемого проигрыша. Правда, в шахматах лишняя пешка запрещена и за подобные приемы члены «Клуба четырех коней» города Басюки собирались крепко бить заезжего гроссмейстера О. Бендера, но в технике хорошие идеи на вес золота. Хотя, бывает, за наиболее оригинальные предложения тоже бьют — на конференциях, совещаниях, в кабинетах. И тут ничего не поделаешь, не всем удается быстро понять суть крупной идеи, а еще ведь существуют и конкурирующие школы, которые не всегда в восторге от того, что их обошли...
      Сильные изобретатели находили «лишние пешки» после упорной работы, порой мучительной и долгой, но теперь их опыт можно изучать в виде принципов разрешения противоречий. А владеть коллективным опытом лучших изобретателей — значит иметь в запасе не только «лишнюю пешку», но и «слонов», «ладьи». Ну а теория решения изобретательских задач в целом — это уже «ферзь», который поможет выиграть любую партию, если им умело пользоваться.
      На семинарах по ТРИЗ слушатели нередко приносят свои наболевшие задачи, и они решаются прямо у доски, что производит на непосвященных зрителей иногда ошеломляющее впечатление.
      Жизнь одна, а эффектов тысячи
      Б создании современных машин невозможно обойтись без фундаментальных наук: физики, химии, математики. Как изобретателю воспользоваться хотя бы основными их достижениями?
      Для этого в ТРИЗ уже многие годы разрабатываются указатели эффектов — физических (сегодня уже создано несколько указателей), химических и математических (находятся в стадии разработок).
      Эффекты — это сконцентрированные знания, а «знанье ведет корабли, направляя и весла и парус», — о чем знал еще древнеримский поэт Овидий.
      Проблема в том, что инженеры знают фундаментальные науки плохо. В технических вузах на них много часов не отведешь (и так программа перегружена), в курсе физики, к примеру, изучается около 200 физических эффектов, тогда как их известно несколько тысяч. Поэтому для изобретателей необходимы справочники особого типа. В них должна содержаться вся физика и вся химия, причем в компактном виде, без лишних формул, однако с примерами применений эффектов в технике.
      К сожалению, типовые учебники физики на эту роль не подходят, не годятся и существующие физические справочники, так как в них физические явления описываются по принципу: есть объект, при воздействии таком-то у него появляются такие-то новые свойства. «Щелкни кобылу в нос — она махнет хвостом», — писал Козьма Прутков. Сам того не зная, он выразил формулу прямого указателя эффектов — от объекта и воздействия к новому качеству системы.
      Изобретателю же больше нужен обратный указатель — от требуемого качества к нужному эффекту с примерами практического использования эффектов. Скажем, требуется в замкнутой камере создать очень высокое давление без применения мощных и громоздких прессов. Указатель подсказывает — надо использовать фазовый переход второго рода. Известно, что при достижении температуры 13,2 градуса Цельсия белое олово превращается в серое с увеличением объема на 26,7 процента. Следовательно, достаточно положить кусок олова в камеру, нагреть его — ив камере поднимается давление.
      В популярном журнале описывается история разработки метода контроля чистоты ампул, которые моют перед заполнением лекарством. По инструкции ампулы мыли трижды, но никто не мог сказать, насколько они оказывались чистыми, так как контроль не проводился из-за сложности и низкой точности известных методов. Ампул миллионы, поэтому контроль должен быть очень простым и подходящим для массового применения.
      Решение задачи искали классическим методом проб — перебрали кучу вариантов, потеряли время и силы, пока случайно не наткнулись на люминофор. Помогла авария: автор идеи, проезжая мимо поваленного машиной разбитого дорожного знака, заметил, что валявшиеся осколки светятся в лучах фар. На следующий день перед мойкой в грязные ампулы стали напылять крупинки люминофора. И что оказалось? Даже при многократном мытье в ампулах под ультрафиолетовым излучением вспыхивали яркие точки — брак! Пришлось вакуумную мойку дополнить ультразвуком и таким образом решить проблему. Но ведь это можно было сделать быстрее, без пустых проб, обратившись к указателю физических эффектов, где люминофорам отведено довольно почетное место.
      Вот конструктор не спит ночами, пытаясь придумать хитрое приспособление для закрепления на ровной поверхности хрупкой детали. Не получается. То деталь ломается, то механика сложна... А указатель бесстрастно подсказывает: надо применить электрореологический
      эффект. Созданная в Институте тепло- и массообмена АН БССР электрореологическая суспензия, состоящая из обычного трансформаторного масла и частиц кремнезема, может мгновенно твердеть под действием электрического поля. Смазали суспензией поверхность стола, положили деталь, щелкнули тумблером — и готово, деталь зажата. Щелкнули еще раз — деталь свободна (а. с. 546075).
      Изобретатель должен быть с физикой на «ты», а для этого надо пользоваться указателем физических эффектов и явлений, фрагменты которого опубликованы журналом «Техника и наука» в номерах за 1981—1982 годы.
      В химии накоплен огромный объем знаний, которые тоже нужно организовать в указатели, пригодные при поиске решений изобретательских задач. Но такая работа только начата. Скажем, знание эффекта, открытого голландскими химиками и состоящего в том, что реакция некоторых веществ сопровождается громким щелчком о генерацией ультразвука, может подсказать пытливому уму не одну оригинальную идею.
      Советские химики О. Лебедев, С. Казарновский и Э. Розанцев сделали открытие нового класса химических соединений — нитроксилов, которые могут применяться для индикации излучения, лечения рака, управления химическими реакциями. Подобные знания тоже надо бы иметь под рукой...
      Остро нужен изобретателю и указатель геометрических и вообще математических эффектов. Как часто инженеры годами бьются над своими проблемами, не зная, что они уже давно решены математиками, надо только отыскать соответствующую научную работу и разобраться в джунглях теорем, лемм и следствий... Но проблема в том-то и состоит, что среди сотен тысяч теорем ему разбираться, во-первых, некогда, а во-вторых, трудно из-за сугубо специального языка современной математики.
      Выход состоит опять же в создании справочников на стыке математики и техники, где без длинных доказательств приводилась бы только суть идеи «для глушения шума можно использовать свойства такой геометрической фигуры, как тор (а. с. 723196); хотите просто менять кривизну рабочего органа машины — сделайте его в виде гиперболоида вращения» и т. д. Суть математического эффекта состоит в указании того, где можно практически применить ту или иную теорему. Многие знают главное свойство ленты Мебиуса — она имеет одностороннюю поверхность. Это свойство эксплуатируют в десятках авторских патентов; есть шлифовальные ленты, закрученные по Мебиусу, что удваивает длину шлифовального слоя, есть магнитофоны с лентой Мебиуса. Но у ленты есть еще несколько свойств, которые можно применить в технике, а изобретатели о них осведомлены весьма туманно...
      Составление указателей математических эффектов требует очень кропотливой и длительной работы, но она необходима и уже многое здесь делается. Инженер И. Викентьев из Ленинграда для составления указателя только геометрических эффектов проделал поистине гигантскую работу, проанализировав огромное число формул изобретений СССР и более ста тысяч иностранных патентов. В результате собрана бесценная картотека, из которой рождается путеводитель в страну геометрию, путеводитель, страхующий изобретателя от бессмысленной траты времени на блуждание в лабиринтах пустых проб... Остается пожелать И. Викентьеву большого терпения и удачи на пути к намеченной цели.
      В минской школе ТРИЗ несколько лет ведется работа по созданию фонда математических эффектов для поиска новых методов обработки сигналов в диалоге с ЭВМ. Работа еще далека от завершения, но выделенные эффекты уже помогли в решении нескольких задач.
      Физика, химия, математика... А ведь еще есть биология, психология. В ботанике недавно установлено, что ткани некоторых растений способны проводить свет на расстояние до нескольких сантиметров, но ведь это еще один путь управления ростом растений! Листья деревьев, оказывается, накапливают микродозы минералов, находящихся в земле, что предложено использовать при поиске полезных ископаемых. На самолете устанавливается спектранализатор, быстро и точно показывающий, есть ли что стоящее под крылом самолета или нет.
      Эффекты надо знать заранее
      Мы показали, что для решения трудных задач надо знать и физические, и химические, и математические, и еще много других эффектов. А еще есть эффекты, которые не вошли пока ни в какие указатели, но знание которых полезно любому мыслящему активному индивиду, творящему для людей и живущему среди людей.
      Установлен эффект компетентного соавтора: если вы хотите получить квалифицированную консультацию по сути интересующего вас изобретения, то надо беседовать с тем, кто в списке соавторов стоит последним. А списки бывают длинными, например, проблема сшивания рукава из ленты материи пала лишь под дружным напором 33 богатырей-соавторов (а. с. № 891505), зато создание краски для век оказалось под силу всего лишь 19 мыслителям (а. с. № 587938).
      Подобные, несомненно, полезные эффекты выявляются, конечно, экспериментальным путем. В книге В. Леви «Искусство быть другим» рассказывается, как выявлялся «эффект бытия». Экспериментатор в лучших традициях гуманизма решил провести серию экспериментов на себе: в разных не очень людных и не слишком ярко освещенных местах он искал возможности быть побитым, чтобы выяснить, как обычно бьют. Выяснился интересный эффект: оказывается, сначала жертве навязывают
      сценарий, согласно которому ей отводится именно роль жертвы. Несчастному сначала внушают, что он должен быть бит, и только потом бьют. Варианты здесь самые разные: могут попросить закурить, после чего бьют, могут поинтересоваться погодой в Бермудском треугольнике, потом все равно побить. Не в этом дело. Главное в том, что жертве навязывается пассивная роль. В книге предлагается несколько рецептов по снижению вероятности быть побитым. Все рецепты основаны на разрушении навязываемого сценария. Пример: вас останавливают вечером в темном переулке.
      — Эй, гусь, дай закурить. (Ясно, что собираются бить.)
      — Не курю. И вам не советую. Посмотрите, у вас же
      опухоль на ухе, операцию делать надо. (Это вариант врачебный. По оперативному варианту надо требовать документы.)
      В любом случае хорошо отработанный прием переключения внимания агрессоров с жертвы на самих себя позволяет выиграть время. Именно за счет разрушения первоначального сценария.
      К сожалению, изобретателей тоже частенько бьют. За оригинальность идей, за настойчивость при внедрении, за назойливость при выколачивании авторского вознаграждения. И поэтому надо уметь бороться за свои идеи с возможно меньшими потерями времени, нервов и сил, которые понадобятся для новых идей. И здесь может оказаться полезным прием или эффект разрушения
      сценария. По крайней мере, когда вы изобрели что-то, на ваш взгляд, чрезвычайно полезное, не Ъужно обольщаться, что оно само войдет в жизнь общества и благодарное человечество еще при жизни поставит вам памятник. Нет, памятники обычно запаздывают, а вот за внедрение идеи надо бороться. Так что, ходя но инстанциям, не принимайте роль жертвы-просителя, ибо жертву бьют чаще. А ходить приходится, ибо еще не изобрели заказанную
      В. Маяковским в 1929 году «автомехано-вышибалу» для вышибания бюрократов.
      Бывает и так. В пятницу вечером молодой творец спешит домой, полный планов и творческих замыслов на выходные дни. Он проголодался, но, к несчастью, ужин оказался не готов, и наш творец, выступая в роли голодного мужа, совершает две роковые ошибки. Он упрекает жену, утверждая, что она всегда плохо готовит, при этом ссылается на пример соседей («вот у них еще не было случая, чтобы ужин не был вовремя приготовлен»). На что жена может вспомнить, что он совсем семью забросил, все выходные возится со своими железками, в гости уже полгода не ходили, родственники обижаются и т. и. Пошло-поехало. Итог печален: рабочее творческое настроение сорвано, два дня для творчества потеряны.
      Мораль здесь проста. Наш изобретатель не знает элементарных фактов из психологии семейных отношений: во-первых, ни при каких обстоятельствах нельзя говорить жене, что кто-то что-то делает лучше ее; во-вторых, крайне нежелательно обобщать единичный случай (или даже случаи), утверждая, что «ты вообще плохо готовишь». Такие промахи приводят к серьезным размолвкам, но, оказывается, есть способ быстрого исправления ошибок, если в любом споре с женой начинать с заявления: «Ты мое самое дорогое сокровище» — это тоже эффект! Все только что сказанное описано в книге Я. Камычека «Вежливость на каждый день».
      Так что, если мы вас убедили в пользе знания всевозможных эффектов, начинайте их изучать. Выходной — не выходной, праздник — не праздник, научно-технический прогресс не ждет! Скорее садитесь за рабочий стол, спешите начать. Ну а если устали, то послушайте волшебные мелодии Моцарта и снова в путь. Оказывается, музыка Моцарта вызывает сильную тягу к творчеству. Этот эффект обнаружен в психологических исследованиях Л. Новицкой, в которых приняли участие 162 студента вуза. А вот рок- и диско-музыка, увы, никакой мотивации к творческой деятельности не пробуждает, что было отмечено всеми участниками экспериментов.
      Тайны зеленой тетради
      Когда в начале августа инспектор отдела кадров привел в конструкторское бюро группу студентов-практикан-тов, никто из сотрудников КБ особой радости по этому поводу не выразил, справедливо полагая, что возни с ними много, а проку мало. Обрадован был лишь начальник КБ, быстренько прикинувший, что теперь у него достаточно людей для посылки «на сено» и овощную базу. Студенты были распределены по рабочим местам, но одной девушке места как-то не нашлось, и ее послали в патентный отдел «изучать передовые идеи патентного фонда», как сказал начальник, что на самом деле означало: «Печатать заявки, а то там машинцсток не хватает».
      В патентном отделе студентка-практикантка появилась с толстой общей тетрадью зеленого коленкора и сразу же заявила, что работать машинисткой она, конечно, не собирается, не для того ее учили, а вот если кому не удается решить изобретательскую задачу, то она готова помочь. Может выдать идею решения или проконсультировать, куда идет развитие той или иной технической системы.
      В отделе такое заявление сочли за студенческий треп, но через неделю, когда к «Архимеду в юбке» потянулись даже маститые изобретатели, мнение пришлось изменить. Некоторое время наблюдалась одна и та же картина. Студентка брала очередную заявку, бегло прочитывала формулу изобретения п, взглянув поверх очков на авторов, чаще всего произносила одну и ту же фразу: «Детский сад, а не идея! Надо вам показать тетрадку». Смущенные авторы, посмеиваясь друг пад другом, поначалу недоверчиво листали зеленую тетрадь, выслушивая пояснения студентки, потом начиналась дискуссия, которая кончалась всегда одним и тем же — просьбой одолжить тетрадку, чтобы снять с нее копию. Итак, что же находили изобретатели в тетрадке?
      Для начала познакомимся с двумя изобретениями. В Ленинградском НИИ фанеры получено авторское свидетельство № 307912, по которому ориентацию стружек при изготовлении древесностружечных плит проводят в магнитном поле. В карбамидную смолу, применяемую для
      склеивания плит, добавляется ферромагнитный порошок, который и помогает ориентировать в нужном направлении древесную стружку. Прочность плит удалось повысить в три раза.
      В Воронежском сельхозинституте предложено для сепарации семян обволакивать их ферропорошком и затем воздействовать магнитным полем. Сортировка получается более точной и производительной, чем при использовании воздушной струи.
      В обоих цримерах в одно из веществ технической системы добавили ферропорошок и магнитное поле, действующее на этот порошок. Случайно ли полное совпадение идей решения этих задач? Нет. не случайно. Оказывается, в патентном фонде есть сотни изобретений, сделанных по формуле «ферромагнетик плюс магнитное поле». Отличаются эти изобретения только областью применения — одни сделаны в деревообработке, другие в сельском хозяйстве, а суть у них одна: если дано вещество, которое плохо поддается управлению, надо перейти к ферропорошку и магнитному полю.
      Таким образом, получается практически стандартное решение. Достаточно запомнить простую формулу «ферропорошок плюс поле» и без всяких творческих мук и озарений, без мозговых штурмов и семикратных поисков можно сразу же выходить на сильное решение задачи.
      Надо разрушать горную породу? Введите в жидкость, заполняющую скважину, тот лее ферропорошок и воздействуйте электромагнитным нолем (а. с. № 933927). В некоторых случаях водоемы предохраняют от замерзания плавающими на его поверхности теплоизоляционными гранулами. Но как быть, если водоем проточный, ведь гранулы просто уплывут? Тот же стандартный путь — добавили в гранулы ферропорошок, теперь покрытие не уплывает, его будет держать на месте магнитное поле (а. с. № 1006598).
      Сравним между собой еще два изобретения. По авторскому свидетельству № 412002 защиту подводных крыльев от кавитации предложено делать путем намораживания па поверхность крыльев корки льда.
      Авторы изобретения №1127604 спасают спортсмена от сильного удара о воду при неудачном прыжке с вышкп (как говорят зрители — «брюхом») насыщением воды пузырьками воздуха за несколько секунд до прыяжа.
      Что здесь общего? Общее, что в обоих примерах для разрушения вредной связи между двумя веществами ве-
      поля вводят третье вещество, являющееся видоизменением одного из уже имеющихся веществ. Лед — это видоизменение воды, пена в бассейне — это видоизменение (смесь) воды и воздуха.
      Запомним этот очень сильный стандарт: если надо избежать соприкосновения двух подвижных относительно друг друга веществ, то между ними надо ввести третье вещество. Но оно должно получиться как бы без введения. за счет двух уже имеющихся. В этом и состоит сила стандарта — он направлен в сторону увеличении идеальности системы. Вещество вводят (меняя одно или оба имеющиеся) и не вводят (нового-то третьего вещества не ввали).
      В патентном фонде имеется огромное количество изобретений, идеи которых похожи между собой, то есть изобретательские задачи разных разделов техники были решены одинаковыми приемами. Такие решения в ТРИЗ были названы стандартами на решение изобретательских задач. В настоящее время на различного рода курсах ТРИЗ изучается система из 69 стандартов. Особенность их в том, что в них входят как приемы, так и физические эффекты, причем определенным образом объединенные в систему.
      Мы рассмотрели два стандарта на изменение систем. Есть еще стандарты на обнаружение и измерение систем и стандарты на применение стандартов.
      Первый измерительный стандарт требует изменить систему так, чтобы вообще отпала необходимость в измерении. Помните, ранее мы рассматривали электромотор, который сам отключается, когда температура достигнет точки Кюри. Это типичный пример перехода к более идеальной системе, в которой измерение температуры не требуется. Температуру-то измеряли для того, чтобы вовремя отключать мотор. Теперь он отключается сам, и измерение стало не нужно.
      По следующему стандарту, в случае, если система плохо поддается обнаружению, задача решается введением легкообнаруживаемых добавок. В задаче о контроле чистоты ампул автор ввел в ампулы люминофор, история этого изобретения попала даже на страницы популярного журнала, а задача, оказывается, решается по стандартам...
      Стандарты на применение стандартов дают рекомендации, как вводить вещества и поля при постройке, перестройке и разрушении веполей, как использовать фазо-
      вые переходы, каким образом объединять объекты в систему.
      Например, есть довольно трудное противоречие, состоящее в том, что по условиям работы системы вещество в нее вводить нельзя, а по условиям задачи вводить надо. Преодолевается оно по стандарту несколькими путями: вместо вещества вводят «пустоту» либо поле, вместо внутренней добавки вводят наружную, иногда выгодно вводить в малых дозах очень активную добавку, а иногда обычную добавку располагают концентрированно в отдельных частях объекта; бывает, что вместо объекта целесообразнее использовать его модель, допускающую введение добавок, и, наконец, добавку вводят в виде химического соединения, из которого она потом выделяется (вспомните пример с насыщением древесины медью).
      При объединении объектов в систему или систем в надсистему их собственные частоты должны быть согласованы — это тоже стандарт. Например, эффективность разделения частиц материала при вибромагнитной сепарации повышается, если направление вращения магнитного поля менять синхронно с вибрациями (а. с. 698663).
      Лечение целебными грязями и растворами, как известно, весьма действенно при радикулитах, невралгиях и других подобных хворях, а можно ли как-то интенсифицировать процесс лечения? Оказывается, можно, если воспользоваться стандартом. По а. с. № 614794 в стенку ванны, куда помещают больного, монтируется диафрагма насоса, передающая целебной жидкости импульсы синхронно с ударами сердца. Архимеду такие ванны и не снились!
      В цифровых ЭВМ большие неприятности вызываются импульсными помехами, возникающими при включении-выключении электродвигателей внешних устройств ЭВМ (которых могут быть сотни!). Согласование частот позволяет помехи устранить: включение нагрузки проводят в момент перехода напряжения сети через ноль, а выключение — в момент прекращения протекания тока через нагрузку. Схемы, управляющие включением-выключением, очень просты, их изготовление по силам радиолюбителям, а эффект большой - выше становится надежность работы дорогостоящей ЭВМ (а. с. № 228738).
      Стандарты гарантируют сильное решение за счет того, что в них, во-первых, используются законы развития технических систем, а во-вторых, в идеях, рекомендуемых стандартами, физическое противоречие уже преодолено заранее, поэтому иногда складывается впечатление, что можно обойтись и без выявления противоречий. Противоречия были выявлены, но на других, полностью аналогичных задачах. Ведь и сепарацию, и купание в ваннах, и надежность ЭВМ улучшают одинаково — путем согласования частот подсистем.
      Знание стандартов не только дает мощный и быстрый инструмент решения действительно трудных задач, содержащих противоречия, но и помогает прогнозировать развитие технических систем. Стандарты так и расположены в сборнике — по линии развития технических систем. Сначала идут стандарты по синтезу веполей, затем рассматривается преобразование веполей, потом синтез сложных вепольных систем, устранение вредных связей в веполях и т. д.
      Теперь, очевидно, ясно, что находилось в зеленой тетрадке, которую принесла с собой в отдел студентка-практикантка. В ней был конспект системы стандартов, недавно записанный па занятиях по ТРИЗ.
      Кстати, заметим, что уже сегодня система стандартов полностью готова для использования с ЭВМ. Представим себе такую картину: инженер или рабочий, столкнувшись с трудной задачей, идет в дисплейный класс, вызывает соответствующую программу, и машина, задав несколько вопросов, рекомендует нужный стандарт для ее решения, пояснив при этом идею несколькими примерами.
      «Машинизация» стандартов полезна и при изучении ТРИЗ, так как разгружает преподавателя от проверки сотен домашних заданий с одновременным увеличением числа учебных задач для слушателей.
      Система стандартов развивается очень быстро. Если в книге Г. Альтшуллера «Творчество как точная наука», изданной в 1979 году, рассмотрено десять стандартов, то сейчас в школах ТРИЗ изучается 69, а с 1986 года будет изучаться 77.
      В соответствии с законом
      Мир развивается по объективным законам, которые можно познать и использовать в своей практической деятельности — это мы усваиваем еще со школьной и студенческой скамьи. Правда, многое из этого забывается, но три закона — это законы диалектики — забыть невозможно, так как в них сконцентрирована мудрость всех мыслителей от античных времен до наших дней. Законы диалектики относятся ко всем системам, ко всей материи, они наиболее общие. Кроме них, существуют еще законы биологии, физики, психологии, то есть конкретных наук. В технике тоже выявлено несколько законов, которым подчиняется развитие всех технических систем.
      Что законы техники объективны и не зависят от воли отдельных людей, свидетельствуют хотя бы факты независимого создания одинаковых технических систем в разных странах практически в одно и то же время. И это не случайно. Ведь техника, с одной стороны, подчиняется законам физики, с другой — законам развития общества, экономики, культуры. Машина времени для путешествия в будущее реальна вполне — такой машиной могут служить черные дыры, эти загадочные объекты Вселенной. Наблюдатель, попав в поле тяготения такой дыры, будет жить в очень сильно замедленном времени, а окружающий мир — в обычном, таким образом можно увидеть будущее. На эту тему можно почитать интересные работы советского ученого Н. Кардашева. Но общество на современном этапе развития даже не пытается проектировать такую машину, так как оно не созрело еще для этого ни экономически, ни технически.
      Исходным материалом для выявления закономерностей развития техники служит патентный фонд — хранилище миллионов изобретении и патентов. Он удобен тем, что в описании любого изобретения четко указывается, чем новая система лучше старой, отсюда можно довольно легко проследить развитие той или иной системы от ее появления на свет до гибели.
      Начало жизни любой технической системы — от дверного замка до супер-ЭВМ — определяет группа законов «статики». Чтобы техническая система была принципиально жизнеспособна, необходимо: 1) наличие и минимальная работоспособность ее основных частей;
      2) сквозной проход энергии к рабочему органу системы;
      3) согласование периодичности (собственных частот) действия всех частей системы.
      Первый закон помогает определить, можно ли назвать новую систему системой. Считается, что кастрюлю-скороварку изобрел более 300 лет назад швейцарский врач Д. Папен. Действительно, завинтив крышку кастрюли наглухо, можно было получить высокое давление и, соответственно, высокую температуру внутри кастрюли. Но это еще была не скороварка, потому что в кастрюле
      Д. Папена не было управления. Известно, что первая кастрюля взорвалась, и это вынудило через 200 лет вставить в крышку предохранительный клапан, то есть ввести орган управления.
      Не все технические системы, в которых нарушается тот или иной закон, взрываются. Многие «нарушители» продолжают существовать, но надо понимать, что они выживают за счет других систем, обладающих некоторым запасом живучести.
      Очень интересен момент появления новой системы. Здесь проявляется эффект младенца: первые образцы
      новой системы практически бесполезны либо требуют сложного ухода. Первый магнитофон (или как его называли тогда — телеграфон), созданный датским физиком В. Паульсеном в 1900 году, записывал на тонкую стальную ленту телефонные разговоры и воспроизводил их с сильным искажением. Но несмотря на искажения, он имел принципиальное преимущество перед граммофоном — мог записывать звук на месте, а не на студии.
      Первый фотоснимок, сделанный французским врачом Ж. Ньепсом в 1826 году, потребовал восьмичасовой экспозиции. Изображение двора загородного дома было получено на оловянной тарелке с отполированным битумным покрытием.
      Первый пароход мог перевозить только топливо для парововой машины; первый автомобиль имел скорость пешехода, а первые самолеты поднимали в воздух только пилотов. Даже такая простая система, как пылесос, при своем рождении имела такие вес и размеры, что требовалась пара лошадей для перевозки.
      Этот эффект надо хорошо знать, чтобы правильно оценивать ту или иную идею в технике. Наполеон не понял принципиального преимущества парохода перед парусником — независимости от ветра — и отверг представленный ему проект. Он же отказался принять и изобретателя подводной лодки (то же сделал и русский царь Александр I).
      Второй закон — закон энергетической проводимости системы — не «допустил» к внедрению «весластый» пароход Фитча потому, что передача энергии от двигателя к рабочему органу — веслам — оказалась очень сложной и ненадежной, да и сам рабочий орган, взятый от старой системы, оказался негодным для паровой машины.
      Примеры к третьему закону мы уже приводили в предыдущем разделе.
      Вторая группа законов определяет развитие техники независимо от конкретных технических и физических факторов. Все технические системы развиваются: 1) в направлении увеличения степени идеальности; 2) неравномерно, из-за чего и появляются технические и физические противоречия; 3) до определенного предела, после чего развитие идет в основном на уровне надсистемы.
      Увеличение идеальности — важнейший закон развития систем. Примеры мы рассмотрели, когда знакомились с понятием идеального конечного результата. Отметим факт, что иногда требование идеальности (идеальная машина должна отсутствовать, а функция ее выполняться) достигается полностью. При автоматической сварке очень важно точно навести электрод на линию стыка. Для этого обычно используется механический копир-ролик, катящийся впереди сварочной горелки. Здесь проблема заключается в том, что ролик катится впереди электрода и копирует не тот участок, где будет проходить сварка. Предложено функцию копира передать самой присадочной проволоке, поскольку она контактирует с металлом непосредственно в зоне сварки. Это позволило заметно повысить точность. Копир исчез, а функция его осталась. Точно по определению идеальной машины.
      Еще пример. Искусственный мрамор делают из цементного раствора и осколков благородного камня. Но после этого требуется шлифовка и полировка, удорожающие производство. По а. с. № 872501 мрамор формуют на листе гладкого стекла. После высыхания мраморной пли-
      ты стекло отнимают, и на плите остается его отпечаток — совершенно гладкая поверхность. Решение идеальное — мрамор пе шлифуют, а получается как шлифованный.
      Из соображений безопасности надо бы на автомобиль поставить третью фару для освещения дорожных знаков. Но это отклонение от идеальности. По английскому патенту вместо третьей фары делают па внутренней стороне стекла уже имеющейся фары выступ в виде призмы, который отклоняет часть света вбок и вверх, хорошо освещая дорожные знаки.
      Неравномерность развития можно проследить на истории любой технической системы. После появления педалей у велосипеда ездить стало небезопасно, и тогда появились тормоза. При возрастании скорости самолетов выросла посадочная скорость; чтобы не увеличивать длину пробега, пришлось изобретать тормозные парашюты. Увеличение тоннажа судов резко увеличило погрузочно-разгрузочные работы, пришлось придумать суда с горизонтальным способом разгрузки, при котором груз «сам» въезжает на судно и съезжает с него.
      Любая техническая система имеет предел развития. Сегодня ясно, что быстродействие ЭВМ близится к пределу из-за ограничений, накладываемых скоростью передачи сигналов между отдельными схемами. Но развитие будет продолжаться за счет разработки параллельных вычислительных систем, состоящих из многих ЭВМ, что опять приведет к повышению быстродействия.
      Третья группа законов отражает развитие современных технических систем под действием конкретных факторов. Здесь два закона: 1) развитие рабочих органов системы идет сначала на макро-, а затем на микроуровне; 2) технические системы развиваются в направлении увеличения степени вепольности.
      Переход на микроуровень повышает управляемость системой. Для микронного перемещения предмета лучше использовать тепловое расширение, магнито- или элект-рострикцшо, чем сооружать сложную механику винтов. Отключать электромотор при определенной температуре проще и надежней переходом через точку Кюри, чем на макроуровне, требующем датчиков, проводов, логических схем.
      Суть последнего закона в том, что невепольные системы стремятся стать вепольными, а в вепольных системах, в свою очередь, происходит замена механического поля электромагнитным. Наблюдается также увеличение дисперсности (степени измельченпости) веществ и числа связей в системе, которыми можно управлять.
      В теории изобретательства рассматривается восемь основных законов развития технических систем. Но анализ патентного фонда показывает, что существуют и другие закономерности и тенденции, которые изобретателю тоже нужно знать для сознательного использования их в своей творческой деятельности.
      В одной из своих бесконечных историй бравый солдат Швейк рассказал историю про изобретателя, который хотел внедрить в Праге защитную решетку на трамвайных путях. Какой закон техники нарушил изобретатель, Швейк не сообщает, но трамвайному управлению после испытаний защитной решетки пришлось платить пенсию вдове изобретателя. Так что законы надо изучать и применять, тогда и скороварки не будут взрываться, и у Швейка было бы меньше поводов для своих баек.
      С маркой АРИЗа
      Первая работа по Теории решения изобретательских задач опубликована в 1956 году. За прошедшее время с использованием методов этой теории были решены тысячи задач, многие из них долгое время считались безнадежными и поддались только АРИЗу. Давайте познакомимся с ними, памятуя, что на них как бы стоит знак «сделапо по АРИЗу».
      В домнах образуется шлак, который сливают в ковши, установленные на чугунных платформах, и отвозят на переработку. Температура жидкого шлака около тысячи градусов Цельсия, но в пути он остывает, и на его поверхности появляется трудноразрушаемая корка, да и много застывшего шлака остается в ковшах. Пытались спроектировать чугунные крышки для ковшей, но онл оказались слишком громоздкими, их было трудно снимать и ставить.
      Задача решалась М. Шараповым, хорошо знакомым с АРИЗ-68. Уже на этапе формулирования ИКРа стало ясно, что крышку нужно делать из самого шлака, то есть шлак сам должен защищать себя от охлаждения. В полученном М. Шараповым авторском свидетельстве № 400621 предложено вспенивать шлак во время его заливки в ковши, что можно сделать добавкой небольшого количества воды. Идеальность решения (чугунной огромной крышки нет, а функция ее выполняется пеной) позволила быстро внедрить изобретение сначала на Магнитогорском металлургическом комбинате, а затем и на других предприятиях страны с большим экономическим эффектом.
      Еще одно изобретение М. Шарапова. В установке для получения крупных гранул шлака вода уносит его мелкие частицы, которые оседают в трубах, выводя из строя всю систему. Есть, правда, отстойники, только от них пользы мало. Пробовали ставить фильтры, но они быстро забивались.
      Эту задачу М. Шарапов решил через выявление ИКРа, по которому гранулы сами должны ловить мелкие частицы шлака. Отстойники заполняются гранулами, получается фильтр, ничего фактически не стоящий (гранулы есть в самой системе) и не требующий очистки (при засорении он просто присоединяется к очередной партии гранул). Решение защищено авторским свидетельством № 529899.
      У М. Шарапова сейчас больше 50 изобретений, сделанных с применением ТРИЗ, многие из которых внедрены на металлургических предприятиях.
      Преподаватель ТРИЗ из города Андропова И. Горчаков с коллегами решал срочную задачу: на печатной плате надо зафиксировать 150—200 электрорадиоэлемептов для групповой пайки волной при поя. Раньше поступали так: на выводы элементов падевали прокладки, удаляемые затем растворепием, либо выводы изгибали и в таком виде вставляли в отверстие. Но прокладки и изгибы задерживают газы кипящего флюса — получается непро-пай, к тому же устанавливать прокладки и вставлять в отверстия изогнутые выводы весьма трудно. Нужен был простой, надежный и высокопроизводительный способ.
      При анализе задачи по АРИЗу было выявлено противоречие и получена идея решения. Под монтируемые элементы надо насыпать мелкие шарики, которые хорошо держат элементы и в то же время легко удаляются. Были испытаны два вида шариков: пшено и шарики для электрографии. Последние подошли лучше. Сейчас на счету школы ТРИЗ, работающей под руководством И. Горчакова, более тридцати решенных производственных задач.
      В свое время, когда только были заложены основы ТРИЗ, Министерством угольной промышленности был объявлен конкурс на создание холодильного костюма для горноспасателей, занимающихся эвакуацией людей во время подземных пожаров. Конкурс на всю страну был объявлен не от хорошей жизнп — задача многие годы не поддавалась решению ни в НИИ, ни в КБ.
      Из-за ядовитых газов приходится пользоваться кислородными аппаратами, работающими по замкнутому циклу: имеется запас сжатого кислорода, который используется многократно путем очистки в специальном патроне. Спасателю не положено нести больше 28 килограммов груза. Кислородный аппарат и необходимый инструмент весят 19 килограммов, откуда следует, что на долю холодильного костюма остается всего 9 килограммов, а этого крайне мало для охлаждения тела человека, занятого интенсивным физическим трудом при температуре окружающего воздуха 100 градусов Цельсия, даже если использовать такое мощное холодильное вещество, как лед.
      Противоречие состояло в том, что для создания холодильного устройства нужен запас веса примерно в 15— 20 килограммов (по расчетам), а запаса этого не было.
      Идею подсказал ИКР: надо объединить дыхательный и холодильный аппараты, пусть испарение и нагревание жидкого кислорода обеспечивает охлаждение спасателя, а нагретый до нормальпой температуры кислород пойдет на дыхание.
      Авторы идеи (Г. Альтгауллер и Р. Шапиро) подали на конкурс два варианта холодильно-дыхательного аппарата, которые получили первую и вторую премии. Найденный принцип лег в основу современных газотеплозащитных костюмов, выпускаемых ныне в разных странах мира. Было получено и авторское свидетельство (№ 111144).
      В 1897 году английский физик Т. Рассел открыл новый физический эффект. Если взять кусок металла, удалить с него окислый слой и положить в темноте на фотопластинку, то она засветится, фиксируя какое-то излучение. Именно какое-то, так как десятки исследователей, работавших с эффектом Т. Рассела, так и не смогли убедительно объяснить природу излучения.
      Ректор Ленинградского университета научно-технического творчества В. Митрофанов выдвинул новую гипотезу, хорошо объясняющую природу эффекта. Он воспользовался методом, рекомендованным ТРИЗ для анализа противоречий, возникающих при известных попытках объяснения явления. Ранее было твердо установлено, что на фотопластинку воздействует атомарный водород, но
      здесь-то и появилось противоречие: пластинка засвечивалась и на расстоянии до 10 миллиметров от металла. А ведь атомарный водород в воздухе никак не может пройти такое расстояние.
      Гипотеза В. Митрофанова состоит в том, что два атома водорода могут образовывать не только обычную молекулу водорода, но и возбужденную. Она-то и может пройти расстояние в несколько миллиметров до пластинки, где, распадаясь на атомарный водород, вызовет потемнение фотоэмульсии. В. Митрофанов попытался объяснить и некоторые другие непонятные пока эффекты, о чем можно прочесть в журнале «Техника и наука», № 2 за 1982 год.
      Инженер из Свердловска Г. Головченко применил положение ТРИЗ к анализу процесса развития растений и в результате подал заявку на открытие ветроэнергетики в ботатшке. Он исходил из того, что в природе должны использоваться все источники энергии для поддержания жизнедеятельности, а не только прямое излучение солнца. Исследователю бросилось в глаза, что листья деревьев колеблются даже при очень слабом ветре. Появилась гипотеза, что листья колеблются не зря, они работают как насосы подкачивания влаги к кроне. Результаты исследований Г. Головченко опубликованы в специальном журнале, им подана заявка на открытие.
      Огромную пользу приносит ТРИЗ при проведении функционально-стоимостного анализа (ФСА). А изучить основы ФСА и познакомиться с многими решенными по ТРИЗ задачами можно по книге Г. Альтшуллера Б. Зло-тина, В. Филатова «Профессия — поиск нового».
      АРИЗ помог выдвинуть новую гипотезу и в такой интересной области науки, каковой является сегодня поиск внеземных цивилизаций.
      Даешь радиоконтакт!
      Во все времена своего существования человечество было неравнодушно к открытию новых островов, материков, к контактам с другими народами, цивилизациями. Наш век поставил на повестку дня контакт особого рода — контакт с внеземными цивилизациями, которые, возможно, существуют в беспредельных просторах космоса.
      Двадцать пять лет назад впервые в истории земные радиотелескопы были повернуты в сторону звезд тау Кита и эпсилон Эридана с целью поиска сигналов от братьев по разуму... Тогда сигналов обнаружить не удалось, Но, может, именно эти эксперименты подтолкнули В. Высоцкого к созданию песни: «В далеком созвездии тау Кита Есе стало для нас непонятно...» Действительно, после первых же неудачных экспериментов по проблеме поиска внеземных цивилизаций многое стало «для нас непонятно». Но начнем по порядку.
      В клубе проблем, связанных с поиском цивилизации космоса, выделяется проблема критериев искусственности космических сигналов. Как оказалось, отличить природные космические шумы от возможных искусственных сигналов не так-то просто, как думалось ранее.
      Г. Гаусс предлагал вырубить в Сибири участок тайги в виде треугольника и засеять его пшеницей. Квадраты возле каждой из сторов должны были демонстрировать знание землянами теоремы Пифагора, что, по мнению ученого, достаточно для признания нашей разумности.
      Австрийский астроном И. Литтров советовал демонстрировать разумность, выкопав в Сахаре канаву по окружности, которую предполагалось залить керосином и поджигать по ночам.
      Проблема космического контакта волновала и великого К. Циолковского. В статье «Может ли когда-нибудь Земля заявить жителям других планет о существовании на ней разумных существ», опубликованной в ноябре 1896 года, он предлагал воспользоваться азбукой Морзе, а передачу осуществлять маневрированием ярко-белыми щитами, хорошо отражающими солнечный свет.
      Многие авторы предлагали использовать числовые критерии искусственности: передавать серии целых чисел, числовые комбинации и т. п. Но все эти проекты были чисто умозрительными, без надежды на реальный эксперимент.
      Ситуация резко изменилась в XX веке. В сентябре 1959 года американские физики Д. Коккони и Ф. Моррисон опубликовали статью, в которой показали, что чувствительность земных телескопов уже достаточна для приема разумных сигналов, а принимать их надо на волне межзвездного водорода (облака межзвездного водорода излучают на волне длиной 21 сантиметр). Водорода в космосе много, поэтому волна в 21 сантиметр будет известна астрономам всех цивилизаций, к тому же вблизи этой волны помехи слабы — к этому сводилась основная аргументация авторов.
      Статья оказалась последней каплей. Тут же хлынула лавина идей, публикаций, теорий, проектов. Оказалось, что молодой астроном из США Ф. Дрейк еще до статьи Д. Коккони и Ф. Моррисона подготовил проект поиска сигналов внеземных цивилизаций, который он назвал «проектом Озма» — в честь принцессы воображаемой страны Оз, «страны весьма далекой, трудно достижимой и населенной экзотическими существами».
      8 апреля 1960 года 25-метровая антенна радиотелескопа обсерватории Грин Бэнк была направлена на звезду тау Кита. Поиск иных космических цивилизаций начался! Чуть позже в подобные исследования включилась группа советских ученых под руководством членов-кор-респондентов АН СССР В. Троицкого и Н. Кардашева.
      Перед началом экспериментов всегда вставал вопрос: какие сигналы можно будет считать искусственными? К первой Всесоюзной конференции по поиску сигналов из космоса, проведенной в 1964 году в Бюракане (Армения), выделились следующие критерии. Узкополосность спектра сигнала, даже монохроматичность, что должно говорить в пользу гипотезы об искусственном происхождении — ведь в природе не было обнаружено узкополосных сигналов (критерий В. Троицкого). Второй критерий: строго периодическая последовательность импульсов — таких сигналов тоже не было замечено в космосе. Кроме этого, по мнению Н. Кардашева, критериями искусственности могли служить переменность излучения во времени, точечность источника сигнала, характер спектра излучения, обратного спектру космических шумов.
      Итак, три основных критерия искусственности: узкополосность, периодичность импульсов, характер спектра излучения. К сожалению, не проходит и пяти лет, как в космосе обнаруживаются вполне природные объекты, обладающие всеми перечисленными признаками.
      Квазары — загадочные объекты с гигантской мощью излучения, расположенные на самой окраине Вселенной, имеют спектр, похожий по форме на спектр предполагавшихся искусственных объектов. Теперь квазары считают ядрами рождающихся галактик.
      В космосе открыли мазеры, которыми являются, в частности, облака воды, излучающие в узкой полосе спектра. Открытие мазеров поколебало критерий узкопо-лосности.
      ...В последнюю ночь дежурства на радиотелескопе
      Кембриджского университета перед уходом на каникулы аспирантка Жаклин Белл обнаружила серию непонятных импульсов, повторяющихся строго через определенное время. Ж. Белл срочно сообщила данные наблюдений своему научному руководителю профессору Э. Хьюишу, таких сигналов не обнаруживал никто! После изучения полученных результатов было решено никому об этом не сообщать, ибо самой правдоподобной гипотезой была идея искусственного происхождения сигналов. Источник излучения назвали LGM, что кодирует три английских слова, означающих «маленькие зеленые человечки». Но через некоторое время было открыто еще несколько подобных объектов, и стало ясно, что зеленые человечки здесь ни при чем. Более того, оказывается, что такие объекты уже предсказывались теоретиками: это нейтронные звезды диаметром примерно несколько километров, которые, быстро вращаясь, в отдельных случаях могут генерировать импульсы в радиодиапазоне. Так были открыты пульсары, за что Э. Хьюиш позже получил Нобелевскую премию.
      Таким образом, оказалось, что все предложенные астрономами критерии искусственности не выдержали испытания временем. Природа оказалась богаче явлениями, чем думалось.
      В 1977 году у одного из авторов книги возникла идея проанализировать проблему космических позывных с позиций АРИЗа.
      В чем состоит главная функция сигналов, которые, возможно, космические цивилизации посылают в надежде, что они будут приняты кем-то другим?
      Ясно, что в том, чтобы привлечь внимание к сигналу. Только в нашей Галактике — Млечном Пути — 200 миллиардов звезд, а всего в видимой части Вселенной примерно 100 миллиардов таких галактик! Как писал М. Ломоносов: «Открылась бездна, звезд полна. Звездам числа нет, бездне — дна». Значит, первая проблема состоит в том, чтобы из этого невообразимого количества объектов выделиться.
      Анализ по АРИЗу сразу же вывел на недостатки прежних идей. Их авторы ориентировались на сигналы, которых не было в природе, но через короткое время такие сигналы были обнаружены. Да, человек умеет с помощью радиопередатчиков генерировать импульсные, строго периодические сигналы, однако это никак не оз-
      начает, что этого не умеет делать неживая природа. Тому доказательство — открытие пульсаров. Нужен какой-то другой подход.
      Идея появилась при поиске формулы ИКРа. Идеальным для привлечения внимания других разумных цивилизаций будет не просто не существующий в природе сигнал, а такой, который не может в ней существовать в принципе!
      Представляете, какое внимание привлекло бы явление, свидетельствующее, скажем, о нарушении закона сохранения энергии в макромире.
      Итак, идеальный способ выделиться среди природных космических объектов состоит в создании такого искусственного явления, которое в природе при данных физических условиях принципиально существовать не может.
      Но как создать такое явление? Любая цивилизация в своей астроинженерной деятельности опирается на законы физики и создает технику, в которой эти законы выполняются, то есть любое искусственное сооружение и явление основано на законах природы и противоречить ей никак не может. Поэтому даже самое странное явление может быть физиками объяснено с естественных позиций. Так мы вышли на физическое противоречие: чтобы нести сильный критерий искусственности, сигнал космической цивилизации должен противоречить законам природы, а чтобы такой сигнал создать, он должен подчиняться законам природы. Антиприродный сигнал, вы-
      Ходящий за рамки законов природы, в Космосе просто не может существовать... Но для того АРИЗ и создан, чтобы разрешать противоречия.
      Противоречие типа «природный — антиприродный» разрешается, если взять не один сигнал, а пару. Каждый из нары сигналов в природе вполне возможен, а вместе они существовать не могут в принципе.
      Первый вариант реализации такой пары появился в январе 1978 года. Представьте себе, что от точечного космического объекта наблюдается излучение со спектром, характерным для водорода, но сдвинутым в красную сторону по частоте. Любой студент физфака скажет вам, что сдвиг такого типа — проявление эффекта Доплера, а сам излучающий объект движется в сторону от наблюдателя. Да и во многих фантастических романах красочно расписывается, как меняется цвет звезд при ускорении звездолета. Но что подумает физик, если от того же объекта будет замечено излучение с таким же спектром, но сдвинутым по частоте в фиолетовую сторону? Имея такой факт, надо принимать гипотезу, что объект движется к наблюдателю, но мы уже приняли решение, что он движется от наблюдателя!
      Конечно же, такой объект сразу привлечет к себе внимание астрономов и теоретиков-астрофизиков, чем и будет выполнена первая функция позывных — привлечь внимание. А сделать это нетрудно, достаточно возле объекта (звезды, облака) разместить передатчик, который копирует излучение объекта, но смещает его в противополож вую сторону спектра — и готово: можно привлекать внимание других цивилизаций и озадачивать ученых.
      Эта идея была опубликована в начале 1978 года, а через несколько месяцев начались ее приключения.
      Американский ученый Б. Маргон обнаруживает, что объект SS-433 созвездия Орла имеет именно такой спектр с красно-фиолетовым смещением! Результаты Б. Маргона оказались сенсацией. По всем специальным и научно-популярным журналам пошли гулять модели, объясняющие странности спектра SS-433. Проводились специальные семинары, посвященные проблеме объекта.
      Странный объект SS-433 расположен на расстоянии 10 тысяч световых лет от Солнца. Скажем прямо, далековато, чтобы думать хотя бы в XXI веке о посылке к нему зонда для детального изучения. А пока физики придумывают модели, объясняющие, каким образом может генерироваться такое излучение.
      Популярна модель двойной звезды, одна из которых нейтронная. Взаимодействие двух звезд и вызывает появление двух струй плазмы, которые вытекают со скоростью 80 тысяч километров в секунду и дают смещение линий излучения как в красную, так и фиолетовую части спектра. Источник имеет и еще несколько странностей, но для нас важно то, что всеобщее внимание к нему привлек именно факт наличия одновременно красного и фиолетового смещений.
      Мы считали такое явление признаком искусственности, астрофизики пытаются объяснить объект, исходя из естественных причин. Кто окажется прав — покажет время. Но заметим, что искусственные сооружения внеземных цивилизаций могут ничем не отличаться от естественных, как, скажем, не отличается выкопанное экскаваторами озеро от озера естественного. Поэтому не будем спешить с выводами. Лучшее, что можно извлечь из этой истории, — это доказательство того, что методами ТРИЗ можно не только решать инженерные задачи, но и выдвигать научные гипотезы, и даже предсказывать существование самых невероятных объектов.
      Работы по поиску сигналов внеземных цивилизаций активно продолжаются. В 1978 году к экспериментам по данной проблеме подключился крупнейший в мире радиотелескоп РАТАН-600, огромная антенна которого диаметром 600 метров расположена вблизи станицы Зеленчук-ской на Северном Кавказе. Проверялась идея ленинградского ученого П. Маковецкого, по которой сигналом для начала сеанса межзвездной связи могут служить вспышки новых и сверхновых звезд, видимые во всей Галактике и даже за ее пределами. Если возле звезды Барнарда (которая расположена близко от нас, всего лишь на расстоянии шести световых лет и знаменита тем, что возле нее вроде бы имеются планеты) существует развитая цивилизация, астрономы которой включили свои космические передатчики в момент обнаружения вспышки новой звезды в созвездии Лебедя (на Земле эта новая была замечена 29 августа 1975 года, причем в Европе ее обнаружил восьмиклассник из Полоцка Юра Селенок), то к нам сигнал от «барнардцев» мог прийти в конце августа 1978 года.
      Каждую ночь группа астрономов, прихватив с собой одного из авторов книги как специалиста по критериям искусе гвенности. выходила на дежурство.
      ...Темная южная ночь. Глухо шумит Большой Зеленчук, в ледяной зеленоватой воде которого осмеливались купаться только кибернетики из Новосибирска, налаживавшие систему управления телескопом с помощью ЭВМ. В лужах, оставшихся иа асфальте после вечернего дождя, блестят звезды, вдали рубиновым светом мерцает облучатель — идет настройка аппаратуры.
      Вот алюминиевые щиты одного из секторов антенны РАТАНа чуть изменили свой наклон — значит, работа началась, звезда находится под наблюдением. Кто спокойно, кто тревожно, но все посматривают в сторону самописца и осциллографа. Увы, на голубом экране только белый шум... То есть ничего регулярного, напоминающего полезный сигнал.
      Под утро устало возвращались в лабораторный корпус, рассаживались в столовой, пили «сливочный» чай, по инерции немного спорили. «Сливочный» чай — это когда нет сил заваривать свежий, тогда из нескольких заварочных чайников сливаются остатки вечернего в один чайник — что и зовется на РАТАНе «сливочным» чаем.
      Днем отсыпались, готовились к новым наблюдениям, обсуждали проект похода через горы к самому крупному в мире оптическому телескопу БТА с зеркалом шестиметрового диаметра, купол которого в ясные дни хорошо виден у подножия горы Пастухова, до которой по прямой километров двадцать. В свободное время ходили за груздями и рыжиками, по воскресеньям ездили на станичный базар. Кто вставал раньше, тот захватывал общественный велосипед, на котором по двое, а то и по трое молодых специалистов ездят внутри антенны телескопа. Обычная работа в необычное время. Время, когда поиск разумных сигналов из космоса становится обычной работой...
      Крупнейшие телескопы мира время от времени своими чуткими антеннами вслушиваются в шорохи космических шумов, пытаясь уловить что-то осмысленное.
      Помните, у Алексея Толстого: «Голос Аэлиты, любви, вечности, голос тоски, летит по всей вселенной...»
      И чтобы услышать этот голос, неисправимые романтики в разных странах ищут новые критерии искусственности, ночи напролет просиживают у самописцев и экранов, строят новые, еще более чувствительные аптенны, проектируют совсем уж фантастические инструменты.
      Советские ученые разработали проект космического радиотелескопа, антенна которого должна быть вынесена в открытый космос. Размеры ее могут достигать десятков километров. Такой телесной позволит получить объемное
      изображение любого объекта Вселенной. Планеты типа Земли сможет обнаружить на расстоянии до 200 световых лет, а планеты типа Юпитера — на расстоянии до 1500 световых лет.
      Не исключено, что не земляне обнаружат сигналы братьев по разуму, а высокоразвитые цивилизации найдут нас? Хорошо сказано у В. Хлебникова в поэме «Сияние оковы».
      Я верю: разум мировой Земного много шире мозга,
      И через невод человека и камней Единою течет рекой,
      Единою проходит Волгой.
      Проблема радиоконтакта сложна, здесь еще нет ни одного окончательно решенного вопроса, но зато для изобретательства простор поистине космический! И может, кому-то из читателей удастся разработать проект, по которому в невод человеческого разума попадет чей-то призыв...
      А пока проблема контакта решена только у писате-лей-фантастов: земные звездолеты запросто проглатывают световые годы, суперзвездоходы исследуют планету за планетой, лихие штурманы влюбляются насмерть в зеленоглазых инопланетянок, попутно успешно прокладывая курс через метеоритные потоки и опасные поля.
      Рэй Брэдбери как-то сказал: «Вы герои научной фантастики, живущие в эпоху научной фантастики». Можно добавить, в эпоху, когда идеи научной фантастики становятся реальной жизнью, а реальная жизнь — похожей на фантастику. Совсем недавно советские спутники Венеры сняли карту поверхности нашей соседки, мы узнали, что горы на Венере повыше земных, была открыта вершина высотой более 12 километров, на зависть земным альпинистам. Автоматические станции встречают комету Галлея, которая в свое прошлое посещение наводила ужас на людей. «Ты нам грозишь последним часом, из синей вечности звезда!» (А. Блок.) А сегодня гостью из синей вечности изучают земные автоматы. Советские космические станции «Вега I» и «Вега II», преодолев многие миллионы километров, точно пришли в расчетную точку свидания с таинственной кометой. И не только пришли, но и передали на Землю большую серию цветных фотографий ядра кометы, которые все мы с большим волнением наблюдали у себя дома на экранах телевизоров, а
      также измерили ее магнитное поле, поток излучаемых кометой частиц, с большой точностью определили текущие координаты ее ядра. Последнее позволило в десятки раз повысить точность наведения европейского космического аппарата «Джотто» и осуществить следующее свидание с кометой уже не с расстояния около 9 тысяч километров, а приблизительно с 500 километров.
      Это ли не пример прекрасного сотрудничества государств в благородных мирных целях познания тайн Вселенной!
      И все автоматы, ракеты, телескопы — это изобретательский гений человека.
     
      Шаг пятый
      НЕ ПОМОЖЕТ ЛИ РЕШИТЬ ЗАДАЧУ ЭВМ!
     
      Нам говорят «безумец и фантаст», Но, выйдя из зависимости грустной, С годами мозг мыслителя искусный Мыслителя искусственно создаст.
      Гёте
     
      От искусства до науки
      Пожалуй, ни одно детище изобретательского гения не вызвало столь ожесточенных споров и не породило столько надежд и иллюзий, как электронная вычислительная машина.
      Приведем лишь две точки зрения, отражающие противоположные позиции их авторов. Академик А. Колмогоров: «Я принадлежу к тем крайпе отчаянным кибернетикам, которые не видят никаких принципиальных ограничений в кибернетическом подходе к проблеме жизни и полагают, что можно анализировать жизнь во всей ее полноте, в том числе и человеческое сознание со всей его сложностью, методами кибернетики» (выделено нами. — Авторы).
      А вот высказывание первой программистки мира, леди Ады Лавлейс, написавшей в 1843 году программу вычисления чисел Бернулли для аналитической машины Ч. Бэббиджа — прообраза современных ЭВМ: «Необходимо предостеречь от вероятных преувеличений возможностей аналитической машины... Аналитическая машина не претендует на то, чтобы создать что-либо... Она не в состоянии предугадать какие-либо аналитические соотношения или истины. Сфера ее деятельности — помочь нам сделать то, с чем мы уже знакомы».
      Отметим, что крайне осторожная оценка возможностей машины не помешала знатной леди пожертвовать фамильными жемчугами при провале «беспроигрышной системы» заключения пари на скачках, которая была разработана вместе с Ч. Бэббиджем, чтобы добыть деньги для продолжения работы над аналитической машиной.
      Итак, с одной стороны, ЭВМ — это нагромождение
      транзисторов, интегральных схем, проводов и красивых сигнальных лампочек — вроде бы интеллекту взяться неоткуда; с другой стороны, ЭВМ решает запросто такие задачи, которые не под силу даже коллективам математиков! А как насчет изобретательских задач? Могут нам помочь ЭВМ или нет?
      Прежде чем просить помощи у ЭВМ, давайте кратко рассмотрим, что могут сегодняшние компьютеры в целом, какие творческие задачи они решают и на каком уровне.
      Машинной музыкой сегодня удивить трудно. Ведь еще в 1959 году ЭВМ «Урал» сочинила серию мелодий, названных автором машинно-музыкальных программ Р. Зариповым «Уральскими напевами». С тех пор было поставлено множество экспериментов по сочинению машинных мелодий как у нас в стране, так и за рубежом. Самое интересное, что нередко машинные мелодии оценивались выше, чем произведения профессиональных композиторов. Причем оценки выставлялись музыкантами оркестра Большого театра СССР.
      ЭВМ умеет писать сказки. В 1928 году советский ученый В. Пропп па основе изучения ста русских сказок построил аппарат порождения новых. Через 50 лет эта работа была воплощена в программах для ЭВМ учеными М. Гаазе-Рапопортом, Д. Поспеловым, Е. Семеновой.
      В Минском институте иностранных языков ЭВМ ЕС-1022 сочиняет стихи в стиле скандинавских скальдов. В памяти электронного пиита хранится словарь всех 6 тысяч односложных слов русского языка, из которого и выбираются нужные для заданной темы стихотворения слова.
      Надо признать, что машине неплохо удается раскрыть тему. Получив задание написать хулительную песнь ворону, ЭВМ выдала такое стихотворение:
      Вран,
      вран,
      вор
      ран,
      гриб
      гроз,
      гусь
      слез.
      Сохл,
      плох,
      трухл,
      рухл,
      дряхл,
      чахл,
      затхл,
      тухл,
      .жухл,
      слаб.
      Жрун
      жаб!
      -Брр,
      вран
      дрянн,
      драл!
      Скажем прямо, бедной птице не позавидуешь!
      ...Робот под управлением ЭВМ за несколько минут де-делает скульптурный портрет человека. Машина сочиняет сценарии ковбойских фильмов, проводит анализ драматургических произведений, изображает на экране цветного дисплея впечатляющие графические композиции, составляет сочетания цветов для тканей и... даже объясняется в любви!
      Вот любовное послание МУКа — компьютера Манчестерского университета (опубликовано в книге В. Пеке-лиса «Занимательная кибернетика»): «Мое маленькое сокровище! Моя вразумительная привязанность чудесно привлекает твой ласковый восторг. Ты мое любящее обожание, мое распирающее грудь обожание. Мое братское чувство с затаенным дыханием ожидает твоего дорогого нетерпения. Обожание моей любви нежно хранит твой алчный пыл. Твой тоскующий МУК».
      Дорогой читатель! Мы надеемся, что в волнующую минуту ты не станешь вспоминать это послание, а скажешь единственно верные слова, идущие из твоего сердца. А пока отметим, что в машинных стихах, музыке, сказках нет главного — отражения того чувства, которое делает поэта поэтом, а композитора композитором. Машина может написать пьесу под Баха или сочинить стихотворение под Мандельштама, по на этом пока ее возможности заканчиваются. ЭВМ пишет стихи по вполне определенным правилам, а Маяковский в своей знаменитой работе «Как делать стихи» поэтом пазывал того, «кто именно и создает эти самые поэтические правила».
      Правда, кибернетики пытаются моделировать и человеческие чувства, так что, возможно, скоро ЭВМ начнут писать стихи и музыку на более высоком уровне, но это пока все в будущем.
      Вычислительные машины создавались учеными и предназначались прежде всего для решения научных задач, связанных с большим объемом вычислений. За сорок
      лет своего существования ЭВМ нроникли практически во
      все области науки: они решают сложнейшие уравнения математической физики, помогают химикам при установлении структуры химических веществ, управляют экспериментами на крупнейших ускорителях и ядерных реакторах, из хаоса космических шумов пытаются выделить разумный сигнал, возможно, посланный нашими космическими братьями по разуму. Но нас интересуют области, которые близки к изобретательству. И здесь есть впечатляющие успехи.
      ЭВМ — соавтор открытия
      Так необычно назван раздел в брошюре 10. Попова и А. Самарского «Вычислительный эксперимент», в которой рассказывается удивительная история открытия нового физического эффекта, сделанного группой советских уче-ных-математиков (в том числе авторами брошюры) при прямом участии ЭВМ.
      Новые физические эффекты открываются не часто. Всего у нас в стране зарегистрировано около трехсот открытий и лишь в одном решающую роль сыграла ЭВМ. Поэтому опишем историю подробно.
      Из курса школьной физики известно, что при пересечении проводником силовых линий магнитного ноля между концами проводника возникает электродвижущая сила. Если в качестве проводника взять горячий электропроводный газ, то получим схему магнитогидродинамического (МГД) генератора, позволяющего непосредственно преобразовывать тепловую энергию газа в электрическую.
      В таком генераторе нет движущихся механических частей, поэтому отсутствуют потери на трение, что обещало высокий КПД, который зависит от температуры газа. С увеличением температуры возрастает электропроводность газа и эффективность преобразования его тепловой и кинетической энергии в электрическую возрастает тоже.
      Но здесь появляется противоречие: при очень высокой температуре газа стенки канала МГД-генератора быстро прогорают, что приводит к простоям и большим затратам на ремонт. При низких же температурах КПД очень мал. Было предложено несколько путей преодоления данного противоречия, но проблема оставалась нерешенной, нужны были дополнительные исследования.
      В середине 60-х годов в Институте прикладной математики АН СССР занялись изучением эффективности преобразования тепловой энергии газа в электрическую с помощью методов математического моделирования. Рассматривалась схема генератора, в котором поток горячего газа под давлением подается через трубку в пространство между двумя параллельными пластинами.
      Для упрощения расчетов рассматривалось представление плазмы (газа) в форме цилиндра, радиус которого после впрыскивания плазмы между пластинами увеличивался, так как газ в вакууме расширяется. Перед началом расчетов ученым представлялось, что зависимость температуры газа от радиуса цилиндра будет выглядеть примерно так, как показано на левой части рисунка на стр. 135, что объясняется потерей энергии и, соответственно, снижением температуры при расширении газа.
      На ЭВМ требовалось посчитать КПД генератора для идеальных условий, то есть без учета давления остаточного газа между пластйнами, трения газа о пластины и т. п., затем построить более точную модель с учетом ухудшающих факторов, и на этом работу закончить.
      Но расчеты принесли сюрприз. Вначале температура действительно падала из-за резкого расширения газа, но потом возле границы с вакуумом газ начинал сильно разогреваться! Температура Т-слоя (так был назван высокотемпературный слой газа) возрастала за счет того, что при охлаждении основной части газа электрические токи сосредоточивались в тонком Т-слое, еще более разогревая его.
      Сначала исследователи отнесли этот эффект к погрешностям в алгоритме, но тщательные проверки ошибок не выявили — слой упорно возникал в расчетах.
      Обнаруженный эффект был детально исследован на более сложных моделях, в результате прояснилось, почему он не был обнаружен физиками в лаборатории. Оказалось, что для его проявления нужны были значительные магнитные поля и большая скорость течения газа, которые в лабораторных условиях получить трудно.
      Результаты кропотливых исследований были направлены в Госкомитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР в качестве заявки на открытие нового физического эффекта. В 1968 году авторы работы получили свидетельство на открытие Л° 55. Так впервые была признана открытием чисто теоретическая работа, выполненная с применением ЭВМ.
      Через несколько лет эффект Т-слоя обнаружили и в экспериментах, которые проводились целенаправленно, с учетом предсказаний, сделанных математиками на ЭВМ.
      В настоящее время учеными ведутся работы по созданию МГД-генератора в Т-слое. Ожидается, что его высокая температура позволит повысить КПД генератора, а небольшая ширина слоя не приведет к быстрому повреждению стенок канала генератора. Тем самым можно будет преодолеть противоречие, которое было упомянуто в начале этой удивительной истории — истории открытия, соавтором которого можно по праву считать ЭВМ.
      Мутации плюс искусственный отбор
      В своем бессмертном груде «Происхождение видов» Ч. Дарвин показал, что биологические организмы на Земле развиваются через мутации и естественный отбор. Под воздействием внешней среды в организмах появляются изменения, которые либо закрепляются в их потомстве, либо уничтожаются в зависимости от того, дают эти изменения преимущества популяции организмов или нет. Природа действует своеобразным методом проб и ошибок, который мы критикуем в книге. Но у природы были в запасе миллиарды лет, поэтому она могла позволить себе творить столь неэффективным методом.
      За время существования Земли природа допробова-
      лась до того, что появился продукт естественного отбора, который не только выявил метод, используемый природой, но и применяет этот метод для собственного процветания! Да, своеобразную модель мутаций и отбора (только искусственного) мы видим при проектировании новых машин, причем некоторые из них оказываются вполне патентоспособными. И это возможно потому, что ЭВМ способна за секунду выполнить тысячи проб а столько же раз оценить качество полученных решений. Как видите, машина работает быстрее природы, поэтому ей не нужны миллионы лет для создания нового варианта простой технической системы.
      Допустим, поставлена задача разработки оптимальной формы бетонной причальной стенки. (Они применяются для защиты от разрушепия крутых берегов, песчаных насыпей в гидростроительстве, прокладке автодорог, в горном деле.)
      Под руководством профессора А. Половинкина был создан алгоритм проектирования, по которому процесс поиска формы стенки разбивается на три фазы: сначала
      проводится случайное приращение ее исходного профиля — как бы происходит мутация формы; после этого ЭВМ по соответствующей программе оценивает качество измененного профиля, при этом проверяется прочность различных частей стенки, устойчивость ее на сдвиг и т. д.; в третьей фазе принимается решение о направлении дальнейших поисков — если качество оказалось лучше, то приращение считается удачпым и на очередном шаге оно увеличивается в ту же сторону, если качество снизилось, то приращение уменьшается.
      Машина напечатала около 300 профи ten стенок, среди которых оказались как известные ранее, так и новые.
      Алгоритм использовался при проектировании причальных стенок грузового порта Комсомольска-на-Амуре и пассажирского в Семипалатинске. Кроме того, ЭВМ иод силу разрабатывать рациональные формы крыла самолета, дисков турбины и нроч.
      Попробуем сделать вывод. Современные компьютеры достигли быстродействия в миллиард операций в секунду, значит ли это, что по методу мутаций можно за минуты найти наплучишй вариант любой технической системы п ие нужпо ничего изобретать, изучать АРИЗ, ставить эксперименты, вести научные исследования?
      Увы, по оценке А. Половинкина, для поиска оптимальной формы даже такой простой системы, как двутавровая балка, надо просчитать 64 миллиона вариантов, а каждый просчет требует сотен тысяч и миллионов машинных операций Если же в технической системе несколько десятков деталей и каждая может быть реализована десятками способов (примерно такую сложность имеет обыкновенная настольная лампа), то количество вариантов системы превысит число атомов во Вселенной! И никакая ЭВМ не сможет перебрать все варианты даже за миллиард лет.
      Метод мутаций не позволяет получить и принципиально новые решения задач, основанные на новых физических эффектах и новых идеях из других областей науки. Конечно, моягно ввести в память ЭВМ все известные на сегодня физические эффекты н поставить перед ней задачу, скажем, такого типа: перечислить все эффекты, при использовании которых моишо получить механическое перемещение материального объекта. Такую задачу ЭВМ выполнит, но получить новую техническую систему, в которой используется не один эффект, она не сможет, это для современных ЭВМ пока слишком сложно. Но работы в данном направлении ведутся.
      Еще одна проблема встает при определении качества технических систем. Допустим, ЭВМ сумела предлояшть оригинальную идею — вместо сплошной иричальной стенки строить много небольших «стеночек», которые могут менять свое место при изменении внешней среды. Но как вычислить, есть преимущества у этой идеи или нет? Ведь нельзя же заранее заложить в машину программы оценки качества любой идеи! Для этого нужно строить машинную модель каждой мыслимой системы, по это тоже пока невозможно. Более того, принципиально новые системы, как правило, проигрывают старым по своим показателям. Вспомним, первые пароходы не давали более 6 узлов и практически не везли груза, так как весь трюм был занят углем; первые автомобили по скорости уступали лошади. Так что если даже ЭВМ вычислит качество новой системы, она может принять неверное решение о бесперспективности ее развития.
      Правда, для некоторых технических систем можно построить программы, по которым ЭВМ сможет оценивать качество и перспективность новых идей. К таким относятся, например, различного рода радиоэлектронные устройства, для которых решающую роль играет метод, по которому идет обработка сигналов.
      На первый взгляд трудно найти что-либо общее между этими тремя понятиями. Действительно, игла служит для пришивания пуговиц, рулетка — это инструмент плотника, а также название одной из азартных игр, в которые играют в Монте-Карло, в ядерпом реакторе получают энергию. Но общее есть... Вторая половина XIX века. В разных странах Европы в то время можно было видеть солидных ученых мужей, которые занимались на первый взгляд несерьезным делом — бросали на лист бумаги швейную иглу, что-то записывали, опять бросали, и так тысячи раз. Проходят часы, пальцы немеют, а они все бросают, бросают...
      В 1777 году французский ученый Ж. Бюффон опубликовал статью, в которой предложил задачу: пусть на плоскость, расчерченную параллельными прямыми, случайным образом бросается игла; надо найти вероятность того, что игла пересечет эти прямые. Решение задачи в окончательном виде выглядело очень просто. Для случая, когда длина иглы равна расстоянию между прямыми, искомая вероятность равна 2/я. Пусть иглу бросают п раз, и при этом, возможно, получено ш пересечений
      прямой. Тогда отношение дает оценку вероятности пересечения иглы прямой, отсюда можно записать —,
      откуда я ss. Итак, бросая иглу, можно вычислить число я. Правда, чем больше раз бросим, тем точнее определим это число. Именно поэтому и бросали часами ученые швейные иглы на листы бумаги.
      Эти эксперименты с иглой можно считать первым примером применения метода Монте-Карло в науке, хотя официально считается, что метод родился в 1949 году с выходом в свет статьи Н. Метрополиса и С. Улама, которая так и называлась «Метод Монте-Карло». Фамилия первого автора — это псевдоним математика Джона фон Неймана, оставившего яркий след в науке XX века.
      Аналогия с рулеткой дала название методу, так как в нем тоже используется случайность. Правда, если повезет при игре в рулетку, то игрок получает денежные знаки, а если повезет при использовании метода Монте-Карло, то ученый получит нечто большее — биты информации, новые знания об окружающем мире. Таким образом, метод Монте-Карло можно считать одним из новых методов познания мира. Впервые он был использован совместно с ЭВМ при расчете температурного режима ядерных реакторов. Именно способность ЭВМ к быстрому счету дала толчок развитию метода, который сегодня используется в ядерной физике, математике, технике.
      Метод Монте-Карло является частным случаем имитационного моделирования систем. Суть его чрезвычайно проста. На ЭВМ строится модель исследуемой системы, которая затем много раз (миллионы и больше, чем больше, тем точнее результаты) исследуется для различных входных воздействий, которые носят в целом случайный характер. При определении надежности конструкции самолета в ЭВМ вводится соответствующая модель, затем имитируется полет самолета в спокойной атмосфере, в грозу, в условиях обледенения. Для каждого набора входных воздействий определяется, сломался объект или нет. Если после миллиарда прогонов модели катастрофа произошла всего лишь пять раз, то можно принять, что и при реальной эксплуатации самолета в условиях, близких к модельным, надежность будет столь же высокой.
      А теперь давайте представим себе такую ситуацию. Авиаконструктор предложил новую схему лайнера, но моделирование показало, что схема не удалась — низкая надежность. Тогда он решил проверить другую схему, совсем не похожую на первую. Неплохо бы быстро заменить модель в ЭВМ и методом Монте-Карло посчитать надежность новой схемы. Похожим образом проводится поиск оптимальных вариантов конструкций в САПР — системах автоматизированного проектирования. Правда, это возможно, если новая схема не выходит за рамки заданного типа конструкции, в противном случае нужно менять все математическое обеспечение ЭВМ, так как невозможно пока заложить в машину модели любых мыслимых конструкций.
      Выход из данной ситуации состоит в разработке такой программы, которая сама строила бы модель любой конструкции, предлагаемой человеком. И это возможно. По крайней мере, в тех областях техники, где главным является поиск эффективного метода или алгоритма работы технической системы. Частенько аналитически найти нужный алгоритм не удается, и тогда его приходится изобретать.
      В известной пушкипской сказке зеркало обладало волшебным свойством — оно могло выясните, кто в данный момент всех красивее, всех милее. Похожим свойством обладает и ЭВМ, работающая по методу Монте-Карло, — она может сказать, чья идея самая эффективная, а значит, и самая красивая. Учеными уже давно замечена тесная связь между истиной и красотой. Красива эйнштейновская формула связи массы и энергии, красива идея С. Ильюшина использовать броню в качестве силовых элементов конструкции самолета, а пе навешивать на самолет отдельпую бронезащиту, что приводило к увеличению веса самолета и снижению его скорости.
      ...В диспетчерской крупного аэропорта жарко. Жарко как в прямом, так и в переносном смысле. Время летних отпусков. Резко возросла нагрузка аэропортов. В воздухе кружатся сразу по нескольку лайнеров, ожидая своей очереди на посадку. Диспетчеры держат все самолеты под строгим контролем, наблюдая за воздушной обстановкой с помощью радиолокаторов. И вдруг, на экране появляется яркая точка, быстро движущаяся опасным курсом, грозящим столкновением с заходящим на посадку самолетом! Диспетчер не растерялся, тут же отдал команду, но изменить курс самолет не успел. Все замерли, когда точки слились на экране в одну. Ведь это катастрофа, сейчас грохнет взрыв! Но... ничего не произошло. Сигнал оказался ложным, точнее, помеха была принята локатором за полезный сигнал. Такая ситуация называется ложной тревогой. Как правило, они вредны, более того, могут оказаться очень опасными. Известен случай, когда стадо диких гусей на экране радиолокатора противовоздушной обороны США было принято за эскадрилью иностранных боевых самолетов, что чуть не привело к роковым последствиям...
      Поэтому разработчики радиолокационных приемников стремятся обеспечить минимально возможную вероятность ложных тревог. Но при снижении этой вероятности для заданного метода приема сигналов растет вероятность недосмотра истинного сигнала, когда он есть, а в приемнике принимается решение, что его пет. И здесь противоречие. Стремление выяснить, какие минимальные уровни ошибок можно допустить при заданном отношении сигнал/помеха, привело к разработке строгих, так называемых оптимальных методов приема сигналов. Их можно использовать, если о сигнале и помехе известна вся необходимая информация. Ну а если свойства помехи и сигнала не известны полностью или могут изменяться со времепем?
      В этом случае аналитический синтез оптимальных методов обнаружения часто оказывается невозможным из-за непреодолимых математических трудностей. Вот тут-то на сцене опять появляется ее величество ЭВМ.
      Итак, решено! Изобретаем новые алгоритмы обнаружения сигналов в диалоге с ЭВМ. Для этого, правда, нужно разработать математическое обеспечение диалога: модели помех, сигналов, быстрые алгоритмы вычисления качества идей, задаваемых с экрана дисплея, и многое другое. Один из авторов кпиги перед защитой кандидатской диссертации решил удивить ученый совет свежими мыслями, найденными в диалоге с ЭВМ, и занялся разработкой такого обеспечения. И конечно, не учел «фактора пи», суть которого в том, что любой научный проект требует в 3,14 раза больше времени, чем предполагается вначале. Короче говоря, запланированные несколько месяцев вылились почти в три года непрерывной работы с ЭВМ — без отпусков, выходных и праздников. Работа оказалась настолько увлекательной и одновременно трудной, что пришлось буквально слиться с машиной в единый механизм (друзья стали называть симбиоти-ком — от популярной в фантастике идеи симбпоза человека с ЭВМ). Такой симбиоз похож па болезнь с четкими признаками: горящий взгляд, ощущение эйфории, когда садишься за дисплей или пишущую машинку ЭВМ, стремление полупить машинное время любой ценой, чувство подавленности, когда нет доступа к машине. А какие драмы разыгрываются в машинном зале! Вот молодой сим-биотик после долгих месяцев отладки программы, всех этих многократных трансляций, редактирований, тестирований запустил наконец задачу на счет. Заложив руки за спину, он возбужденно переходит от одного устройства к другому, бросая иногда торжествующие взгляды в сторону своих менее удачливых (как ему кажется в этот момент) коллег. Машина считает! И естественно, считает, в этом нет никаких сомгеьин, правильно. И хотя иногда проскакивают ошибки (сбои), вспоминаются ходячие программистские афоризмы типа: «последняя ошибка в программе всегда является предпоследней», «в отлаженной программе всегда имеется пять ошибок», «отлаженная программа никому не нужна» и т. п. — настроение все равно приподнятое. Ведь эти афоризмы заменены у него другим: «Все афоризмы относятся только к чужим программам».
      Через положенное время приглушенное свечение лампочек оперативной памяти на процессоре сменяется быстрым перемигиванием индикаторов канала ввода-вывода, означающим, что еще несколько секунд и печатающее устройство начнет вывод результатов. Волнующий момент, хорошо знакомый каждому, кто хоть раз прикоснулся к таинству общения с ЭВМ. Действительно, вот на широкой бумажной ленте появилось название таблицы со столбиком исходных данных, но затем процессор как-то подозрительно мигнул, и вместо желанных столбцов конечных результатов с невероятной скоростью на ленту начали выводиться длинные строки нолей, одних нолей! При этом печатающее устройство возмущенно клекотало, просто захлебывалось, поглощая десятки метров любовно приготовленной бедным симбиотиком бумаги лучших сортов...
      Нет более несчастного человека, чем исследователь, которого вы застали в момент перехода от радужных надежд к горькому разочарованию. Сгорбившись, не глядя по сторонам, он собирает свои перфокарты, сворачивает кое-как бумагу с нолями и незаметно покидает машинный зал...
      Такая ситуация наблюдается часто. Но все же бывают моменты, когда работе сопутствует удача: все устройства ЭВМ работают без сбоев, машинного времени выделено
      достаточно, программа считается без ошибок. Теперь наш симбиотик счастлив. После вывода очередной таблицы результатов он удовлетворенно потирает руки, бормочет что-нибудь вроде: «Нет, все-таки правильно сказано, что машина — друг человека».
      Из зала он не выходит, а почти летит на эмоциональной волне сбывшихся надежд. Позже его можно видеть в лаборатории, где счастливец долго демонстрирует каждому сотруднику по отдельности и всем вместе полученные результаты со скромным видом, который никого не может обмануть, принимая поздравления и пропуская мимо ушей критику. Так было!
      Но вот прошли годы. Диалоговые системы сегодня полностью отлажены и проверены на контрольных примерах. Теперь можно не просто что-то вычислять на ЭВМ — нет, в диалоге с машиной можно изобретать!
      Итак, перед вами зеленоватый экран дисплея. Машина довольно вежливо и терпеливо выясняет ваше имя, проверяет пароль, который дает право доступа к вычислительной системе, и работа начинается.
      ЭВМ спрашивает, для каких сигналов и помех проводится поиск новых методов приема сигналов, просит задать отношение сигнал/помеха, максимально допустимую вероятность ложных тревог и т. д. После этого наступает наиболее ответственный момент — надо предложить оригинальный метод приема сигналов, ввести его в память ЭВМ и просить машину сравнить его с лучшими из известных ранее. Если у вас есть знания основных положений теории информации, теории алгоритмов и теории решения изобретательских задач, то вам непременно повезет.
      Итак, новый метод предложен и введен в ЭВМ. С волнением вы ожидаете первых результатов. Прошло около минуты, и на экране засветилась надпись: «Новый метод проигрывает известным, вероятности ошибок следующие», ниже следует таблица, из которой видно, что вы придумали не самый лучший метод...
      Ну что ж, сеанс можно повторить, задав на экране дисплея другой метод, чтобы проверить еще одну идею, основанную на новом для данной области математическом эффекте. Здесь не жалко потратить час-два, ведь в результате получается новое знание, появляется опыт, а если повезет, то после нескольких сеансов творческого диалога вы уйдете с новым методом приема сигналов под мышкой, качество которого для некоторых условий выше, чем у лучших из известных в мире. Стоит потратить
      время на такой результат, так как каждый хороший метод порождает десятки новых изобретений.
      Интересно, что еще в процессе отладки данной системы удалось разработать и исследовать в диалоге целый класс новых методов обнаружения, основанных на так называемых ранговых статистиках. Среди них есть весьма эффективные, превосходящие по качеству знаменитый и самый популярный алгоритм Вилкокеона.
      Эксперименты с диалоговой системой выявили интересный эффект. Скажем, инженеру, аспиранту, молодому ученому удалось предложить, на его взгляд, свежую, оригинальную идею обнаружения сигналов, но исследовать ее быстро не удается, надо затратить месяцы и годы на теоретическую работу, а тут не дает покоя мысль, что она может оказаться неэффективной, и тогда годы уйдут впустую. В такой ситуации автор идеи обычно советуется с научным руководителем, обладающим большим опытом и знаниями в данной области науки. Ну а если и научный руководитель сомневается, что тогда?
      Тогда нужно обратиться к нашей диалоговой системе, задать ЭВМ модель зародившейся идеи, выбрать нужные помехи и сигналы, и машина за считанные минуты сама построит для себя программу, которая вычислит оценки качества новой идеи по всем основным показателям. Если качество окажется высоким, то тогда смело можно тратить весь аспирантский срок на подробное исследование идеи, на постановку экспериментов, тщательное моделирование.
      ЭВМ здесь выступает как бы в роли научного руководителя аспиранта. Действительно, машина после оценки предложенной идеи дает, используя метод Монте-Карло, обоснованный, подкрепленный расчетами совет — стоит заниматься данной идеей или это пустое дело.
      Эксперименты с системой продолжаются. Расширяется библиотека сигналов и помех, добавляются новые функции. В дисплейном классе не утихают споры. Какой язык выбрать для следующей модификации системы: Лисп, Фортран-77 или Универсальный семантический код Мартынова, позволяющий представлять любые знания в удобной для ЭВМ форме? Вопросов много, а главный из них все тот же — надо научить человека эффективнее думать, не метаться от одной пробы к другой, а использовать современные методы разработки новых изобретательских и научных идей. В этом случае чаще будет улыбаться удача и при работе в диалоге с ЭВМ.
      В июльском номере журнала «Ненчур» за 1983 год опубликована статья группы ученых из Англии, Швеции и США, в которой утверждается, что онкоген вируса саркомы обезьян кодирует образование белка, очень близкого по своему составу к известному белку, представляющему собой фактор роста клеток. Онкоген — это ген развития раковых опухолей, в частности саркомы.
      В конце статьи авторы выражают благодарность П. Стокуэлу «за неоценимую помощь при проведении машинных исследований». Интересно, какую именно помощь оказал специалист ио вычислительной технике ученым биохимикам?
      Начнем по порядку. В мае 1983 года 32-летний специалист по ЭВМ из Новой Зеландии П. Стокуэл, проходивший научную стажировку в лондонской лаборатории Королевского фонда исследования рака, работал с банком данных, содержащим описания структуры различных белков (банком данных называют особым образом упорядоченную информацию, хранящуюся в памяти ЭВМ). Ему удалось обнаружить большое сходство между содержащимся в крови человека веществом ТФР — тром-боцитарным фактором роста клеток — и белковым продуктом опкогепного вируса обезьян.
      Руководитель лаборатории М. Уотерфилд — один из авторов упомянутой статьи, написанной по горячим следам открытия, — был очень взволнован результатами наблюдений П. Стокуэла. Ведь эти результаты давали надежду на выяснение механизма роста раковых клеток!
      Ранее было установлено, что ТФР вырабатывается в ранах и обладает свойством стимулировать деление клеток, что приводит к заживлению раны. Ученые предполагали, что исследования механизма роста клеток могли пролить свет на тайну появления раковых опухолей. Именно с этой целью американский ученый Р. Дулиттл набрал однажды последовательность аминокислот вещества ТФР на экране дисплея домашнего компьютера и запустил программу сравнения ТФР с белками, хранящимися в памяти ЭВМ. Р. Дулиттл более пяти лет создавал банк белков в ЭВМ с целью изучения их эволюции и теперь ожидал новых результатов. И они были получены. После завершения работы на экране ЭВМ появилось сообщение, что на протяжении 70 аминокислот существует
      Ю Н. Петрович, В. Цуриков
      87-процентное совпадение структур ТФР-2 (одного из типов фактора роста) и белка, синтез которого управляется онкогеном.
      Практически одновременно группе М. Уотерфилда удалось обнаружить еще более полное совпадение ТФР и саркомного белка. Здесь необходимо заметить, что Н. Уотерфилд работал с банком Р. Дулиттла, который безвозмездно предоставил право пользования им всем ученым. Как говорится, у меня есть идея, у тебя есть идея, после обмена у нас стапет по две. Поэтому так популярны в среде ученых обмены идеями — через симпозиумы, конференции, а теперь и через банки знаний и данных, которые легко передаются от одной ЭВМ к другой.
      Исследования, проведенные на ЭВМ Р. Дулиттлом и Н. Уотерфилдом при непосредственном участии П. Сто-куэла, вызвали широкий резонанс в мировой прессе, тем более что Н. Уотерфилд использовал полученные результаты для обоснования новой теории возникновения рака. Суть теории сводится к тому, что в каждой нормальной клетке содержится ген ТФР в подавленном состоянии, который включается при ранении ткани. При этом клетки начинают делиться, ткань разрастается и рана затягивается. В нормальном случае рост ткани прекращается после встречи краев раны, при этом в клетках вырабатываются специальные сигналы, останавливающие процесс деления клеток.
      В раковой клетке такие сигналы не вырабатываются, ткань продолжает неуправляемо расти со всеми не очень веселыми последствиями... Онкоген, вызывающий появление опухоли, может включиться в результате случайной мутации: при ультрафиолетовом, рентгеновском или гамма-излучении, при воздействии некоторых химических веществ — канцерогенов.
      Ранее было установлено, что раковая клетка растет сама по себе, в отличие от нормальной клетки, для роста которой нужна сыворотка крови с фактором роста — ТФР. Теперь стало ясно, что раковая клетка вырабатывает каким-то образом собственный фактор роста и начинает делиться под воздействием этого фактора. При этом он присоединяется к специальному рецептору клетки.
      Именно этот факт — необходимость наличия фактора роста и рецептора в клетке — дает основание наде-
      яться на появление новых противораковых средств, блокирующих рецепторы и прекращающих бесконтрольное деление клеток. М. Уотерфилд надеется, что промышленное производство соответствующих медикаментов будет налажено с помощью генной инженерии.
      О генной инженерии уже написано много книг, но стоит упомянуть, что если раньше инженеры изобретали новые машины, то теперь биологи изобретают новые живые организмы — здесь для изобретательской мысли огромный простор! Заметим, что объекты генной инженерии признаются изобретениями.
      Небольшое оправдание. Наша книга о том, как стать изобретателем, поэтому может возникнуть вопрос, при чем тут онкогены? А при том, что история раскрытия механизма возникновения и роста некоторых форм раковых клеток позволяет проследить, как в изобретательском поиске соединяются научные достшкения и современные ЭВМ.
      Цель исследований в онкологии одна — изобрести эффективные методы борьбы с этой страшной болезнью. Именно изобрести! Ведь все открытия, в том числе только что описанные нами, должны сфокусироваться в новых изобретениях — лекарствах, которые остановят работу ракового механизма, приемах лечения и проч.
      А почему нельзя обойтись без ЭВМ на этом пути, становится ясно, если обратить внимание на количество белков и их сложность. Белков известно десятки тысяч, каждый из них — это сотпи и тысячи аминокислотных остатков, и хотя последовательность аминокислот известна далеко не для всех белков, все равно сравнение их структур между собой представляет сложную задачу. Поэтому и создаются банки данных, в которых хранится необходимая для научных исследований информация о сложных молекулах.
      ЭВМ применяется и на этапе синтеза новых молекул при поиске противораковых средств, поэтому цепочка «от открытия к изобретению», которая лишний раз подчеркивает, что изобретения базируются на знаниях, в нашем случае должна быть дополнена и преобразована в следующую: «ЭВМ — открытие, ЭВМ — изобретение».
      Исключительно высокие темпы развития компьютеров, искусственного интеллекта вселяют в авторов надежду, что с болезнью века будет покончено скоро и навсегда.
      Для современного изобретателя компьютеры представляются хорошими и надежными помощниками, не требующими ни включения в список соавторов, ни выплаты части авторского вознаграждения. В то же время они трудятся все 24 часа в сутки, выполняя миллиарды сложений, умножений, делепий, чтобы угодить своему повелителю — программисту. Единственное, что им нужно для прочистки контактов — это немного спирта, которого вечно почему-то не хватает, несмотря на приличные нормы выдачи.
      Компьютер может не только оценивать уровень идей, предложенных человеком, но и учить его изобретать. Ма-
      шинные обучающие системы сейчас очень популярны во многих вузах, причем главный эффект от их использования в том, что на занятии ни одному, даже самому ловкому лентяю не удается отлынивать от работы, так как машина успевает через индивидуальные дисплеи опрашивать всех студентов по многу раз за время занятий, указывая при этом на все допущенные ошибки. ЭВМ — самый строгий, но в то же время и справедливый учитель и экзаменатор. Она не обратит внимания на эффектную прическу, ни на тонкий запах духов, остапется безучастна к попыткам растрогать экзаменатора ссылками на его блестящие научные идеи. ЭВМ оценит только знания. К тому жо она не ошибается, ничего не забывает, может хранить в своей памяти сотни упражнений и примеров.
      С другой стороны, развитие некоторых разделов ТРИЗ, в особенности АРИЗа и стандартов на решение изобретательских задач, дошло до такой ступени, что обучение стандартам и шагам АРИЗа вполне можно организовать на ЭВМ. Для этого есть все условия: развитая теория решения изобретательских задач, отработанная технология построения обучающих систем, наличие языков искусственного интеллекта типа Лиспа или разработанного в СССР Рефала, на которых удобно строить обучающие системы.
      Пока при обучении основам ТРИЗ очень много времени уходит на проверку домашних заданий. Один из авторов занимается этим уже десять лет и хорошо знает, как трудпо проверить, скажем, тридцать записей решений изобретательской задачи по АРИЗу — это примерно сто пятьдесят страниц текста, да еще написанного далеко не идеальными почерками будущих Шуховых и Эдисонов.
      Иное дело, если занятия ведутся с участием ЭВМ. Каждый слушатель может мгновенно получить у машины консультацию по любому шагу и правилу алгоритма. Она проверит правильность ответов, укажет на ошибки, выведет на экран примеры верпых ответов, порекомендует раздел ТРИЗ, который надо получить. Преподаватель, конечно, не устраняется полностью. Он будет разбирать нештатные ситуации, которые не предусмотрены в программах компьютера, проводить коррекцию учебного плана, пояснять наиболее трудные места теории.
      Такая система не только сможет обучать основам ТРИЗ, она будет выступать и в качестве интеллектуального советчика для изобретателей, которые по каким-то причинам не могут пройти обучение ТРИЗ, но должны решить срочную задачу. В этом случае машина порекомендует стандарт, который даст идею решения, пояснив его рядом примеров. Пока преподавателей ТРИЗ не хватает; во многих городах предприятия стоят в очереди на обучение специалистов теории изобретательства. А машинную обучающую систему можно тиражировать и Енедрять на заводах и в НИИ для самостоятельного изучения теории любым сотрудником предприятия.
      Реально работающих таких систем пока нет, но эксперименты по их созданию ведутся, и возможно, что многие читатели книги смогут освоить ТРИЗ в контакте с ЭВМ — терпеливым, преданным помощником и строгим, но справедливым учителем.
      За сорок лет истории современных ЭВМ сменилось четыре поколения. Но на вопрос: достигнут ли уже уровень машинного интеллекта, достаточный для решения сложных интеллектуальных, в том числе изобретательских, задач, надо ответить отрицательно. Конечно, открытие Т-слоя и выяснение с помощью компьютера механизма возникновения рака впечатляют, но надо отдавать себе отчет в том, что в этих случаях использована только одна способность ЭВМ к быстрому «перемалыванию» больших массивов информации. И хотя высокое быстродействие машин позволило создать качественно новый метод познания — метод Монте-Карло, — создание электронного изобретателя еще впереди.
      Большие надежды в этой области связываются с проектами компьютеров пятого поколения, которые активно разрабатываются с начала 80-х годов в ведущих промышленных странах мира. Пятое поколение будет отличаться от предыдущих сразу по нескольким важнейшим параметрам.
      Во-первых, новые ЭВМ ориентируются на работу в основном с базами знаний, то есть в них будут храниться научные факты, фрагменты теорий, экспериментальные данные, а также логические правила, по которым машина должна делать умозаключения. Это позволит ей отвечать на вопросы, для которых в явном виде ответов в электронной памяти не содержится. Ответы будут даваться после некоторых «размышлений» ЭВМ над соответствующими знаниями. Создание больших баз знаний повысит интеллектуальный уровень компьютеров, позволит решать более сложные задачи, недоступные машинам сегодняшнего дня.
      Во-вторых, в пятом поколении предусматривается организация диалога на естественном языке, а это очень важно! Сейчас для работы с ЭВМ надо пройти через порой весьма мучительный этап изучения языков программирования, и не все потенциальные пользователи отваживаются на такой шаг. Иное дело — общение с ЭВМ на родном языке пользователя. Никаких потерь времени на обучение! Надо решить задачу — набрал на экране условие, подождал несколько секунд или минут — и решение готово.
      Более того, кому не хочется стучать по клавишам дисплея, тот может ввести задачу в ЭВМ голосом, через микрофон. Машины пятого поколения прекрасно поймут любого собеседника.
      Речевое общение с ними отрабатывается уже сегодня. В Минске ЭВМ по телефону обзванивает задолжников по квартплате и похожим на человеческий голос (с металлическим — машина все-таки! — оттенком) напоминает о необходимости вовремя платить за квартиру. Говорят, что «железные» нотки действуют безотказно.
      В-третьих, новые ЭВМ будут обладать быстродействием в миллиард логических выводов в секунду! Такое колоссальное быстродействие предполагается использовать для создания имитационных систем, в частности, основанных на методе Монте-Карло и предназначенных для моделирования с целью принятия решения о перспективности той или иной идеи, схемы, системы либо о последствиях принятого управляющего решения министром, директором завода и т. д.
      Такие поразительные возможности ЭВМ пятого поколения породили даже несбыточпые иллюзии. Японский комитет по созданию компьютеров пятого поколения опубликовал доклад, переведенный у нас («ЭВМ пятого поколения. Концепции, проблемы, перспективы». М., Финансы и статистика, 1984), в котором ничтоже сумняшеся утверждается, что, создав эти сверхбыстродействующие интеллектуальные компьютеры, Япония завладеет одним из самых ценных ресурсов мира — информационным. То есть самой передовой технологией производства, автоматического управления и проектирования, методами построения интеллектуальных роботов и т. д. Это позволит торговать этим ресурсом, обменивать его на продовольствие и другие товары, а заодно и решить социальные задачи, стоящие перед страной.
      В предисловии к переводу этого доклада академик Е. Велихов замечает, что компьютеры пятого поколения могут решить многие задачи, но надежды на то, что они позволят Японии захватить лидерство в информационном обеспечении заметной части мирового хозяйства, а тем более решить социальные проблемы страны, вряд ли могут оправдаться.
      ПК, или приставка к извилинам
      Машины пятого поколения — это реальность 90-х годов нашего века. Сегодня же говорят о другом феномене — о персональных компьютерах (ПК) как о новом качественном скачке в научно-техническом прогрессе.
      С момента пуска первых ЭВМ постоянно наблюдалось противоречие между задачами, которые нужно решать с их помощью, и возможностью получения доступа к машине. Чтобы поработать на первой в СССР ЭВМ БЭСМ, построенной под руководством академика С. Лебедева в 1951 году в лаборатории, расположенной в Феофании — бывшем монастыре, энтузиастам-математикам иногда приходилось пешком проделывать 12-километровый путь от Киева по заметенным спегом дорогам.
      Компьютеры первого и второго поколений работали только на одного заказчика. Остальные желающие ждали в обычной живой очереди, как за дефицитом. После изобретения многопрограммного режима работы стало немного легче — теперь в машину загружалось сразу несколько программ, и обрабатывались они совместно. Это улучшало ее загрузку, но пользователям приходилось ждать, когда посчитаются все программы. Тоже неудобно. Следующая крупная изобретательская идея — появление систем разделения времени (СРВ). Идея проста, удивительно эффективна и... давно известна. Вспомните, как проходит сеанс одновременной игры в шахматы. Гроссмейстер, обходя по очереди всех участников матча, успевает проанализировать их позиции и сделать ходы. И хотя у него крайне мало времени для обдумывания каждого хода — попробуйте-ка выиграть! По крайней мере в сеансе одновременной игры, который давала Нана Александрия для участников международного симпозиума ученых в Тбилиси, один из авторов не успел даже составить сколько-нибудь приличное представление о своей партии, как получил мат: не помог и первый разряд. Утешало лишь то, что и большинство остальных участников сеанса испытали в полной мере силу интеллекта изящной молодой женщины с очаровательной улыбкой.
      В системе разделения времени та же ситуация. К компьютеру подключаются десятки и сотни дисплеев, за которыми работают пользователи. Обладая огромным быстродействием, машина успевает по очереди просчитывать кусочки задач всех пользователей, выделяя каждому квант времени. Причем делает она это так быстро, что зачастую пользователь не замечает, что с ЭВМ работают и другие. Таким образом создается иллюзия монопольного владения ресурсами всей машины. Идея СРВ оказалась очень эффективной, но все же иллюзия владения не есть само владение. Все равно нужно заказывать машинное время, платить немалые деньги за пользование центральным процессором, да и памяти часто не хватает, так как она расходуется па множество программ сразу.
      Вот поэтому с таким энтузиазмом набросились профессиональные пользователи на персональные компьютеры, появившиеся в конце 70-х годов. ПК — это настольная машина по размерам не больше телевизора, но вмещающая в себя микро-ЭВМ, постоянную и оперативную память, экран, гибкий магнитный диск, иногда печатающее устройство.
      Возможности ПК равны возможностям машин третьего поколения: оперативная память до одного мегабайта, быстродействие до миллиопа операций в секунду. Имея такую ЭВМ, инженер, ученый может полностью распоряжаться всеми ее немалыми возможностями, а дешевизна делает ее доступной очень широким слоям населения, в том числе школьникам. В СССР уже начат специально для школ выпуск персональной ЭВМ «Агат» с цветным дисплеем.
      Перспективную модель ПК «Ириша» разработали сотрудники Института проблем управления и Московского университета. «Ириша» проста в изготовлении, дешева, легко подключается к бытовым телевизорам и кассетным магнитофонам.
      Так что если не получается задача, мысль зашла в тупик, обратитесь за помощью к «Ирише». А обучиться работе с нею очень легко, так как для этого имеется специальная обучающая программа, построенная на игровых принципах. Обучение в игре не только полезно, но и захватывающе интересно. Поэтому машинными играми увлекаются все — от дошколят до академиков.
      Игры играми, но главное в том, что ПК можно рассматривать как своеобразную приставку к мозгу человека, как первый шаг к искусственному интеллекту, фантастическому киборгу, хотим мы этого или нет.
      Ну а для изобретателя такой ПК нужен в первую очередь. Просчитать перспективные варианты реализации идеи, смоделировать техническую систему, пайти оптимальную форму детали — все это ПК может сделать. Так что массовое их использование вызовет массовое улучшение уровня изобретательских решепий. Ведь удалось же американским изобретателям Н. Уорену и П. Филдсу повысить эффективность велосипедной цепной передачи на 15 процентов, после того как ЭВМ рассчитала, что оптимальная форма ведущей зубчатки — эллипс, а не круг. В обычном велосипеде нога велосипедиста развивает максимальное усилие, когда движется вверх и вниз, и минимальное, когда движется параллельно земле. В эллиптической передаче нога нагружена постоянно, а значит, и скорость выше.
      Подсчитано, что к 1985 году на каждого жителя Земли приходилось примерно по одному компьютеру типа «Эниак», если учитывать суммарное количество логических элементов всех выпущенных машин. Эниак — первая в мире ЭВМ, которая начала работать в 1946 году. Ее вес — 30 тонн, быстродействие — 5 тысяч операций в секунду, построена на 18 тысячах электронных ламп. Сегодня машина с такими возможностями помещается на кристалле размером с копеечную монету.
      Заканчивая главу, сделаем выводы. Возможности электронных помощников растут с возрастающей скоростью не по дням, а по часам. Изобретатель уже сегодня может получить большую помощь от ЭВМ, вплоть до получения оценки собственной идеи. Ну а если ему все же удалось получить стоящую идею без помощи ЭВМ и внедрить ее, то все равно от машины не отвертеться, хотя бы на этапе подсчета авторского вознаграждения!
     
      Шаг шестой
      БИТВА С ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ ИНЕРЦИЕЙ
     
      Всякое препятствие преодолевается упорством.
      Л. да Винчи
     
      Преграды строим сами...
      Бывает, что совсем простая изобретательская ситуация кажется сложной из-за того, что в нее закладывается серьезное противоречие самим решателем. Пример. У психологов популярна следующая задача. Двое подошли к реке. Посреди реки в одноместной лодке рыбак удит рыбу. Как прохожим перебраться через реку на этой лодке? Нельзя предлагать варианты типа «один в лодке, а второй на буксире вплавь» и т. п.
      Попробуйте самостоятельно отыскать ответ, а потом проанализируйте, почему вообще возникла эта задача? А возникла она потому, что подавляющее большинство людей представляют из двух возможных вариантов ситуации самый невыгодный — двое подошли к одному берегу реки. Но ведь в условиях задачи нигде об этом не сказано! И задача сразу же исчезает, если представить, что двое подошли к реке с разных сторон.
      На этом примере хорошо видно, что человек склонен создавать образ ситуации с ненужными и вредными дополнительными ограничениями. На уздечке на уровне глаз лошади прикрепляют куски кожи — шоры, ограничивающие ее поле зрения и тем самым предохраняют от испуга.
      Эти шоры полезны, а вот шоры, которые мышление человека навязывает само себе, вредны: они не дают простора мысли и работы ее в нужном направлении.
      Мешать самому себе в достижении цели человек может самыми разными способами. Предложите своим знакомым такую задачу: на двух руках десять пальцев, а на десяти руках? Попросите ответить быстро, и вы чаще всего услышите ответ: 100 пальцев. Еще более интересная задача. Мужик купил на базаре лошадь за 50 рублей, но вскоре заметил, что лошади подорожали, и он продал ее за 60 рублей. Перед уходом с базара мужик вспомнил, что пахать-то не на чем и снова купил ту же лошадь, но она уже стоила 70 рублей. Купил и задумался — не получить бы нагоняй от жены за такую цену. И продал за 80 рублей. Спрашивается, чем закончились эти операции купли-продажп, выиграл мужик в деньгах, проиграл или остался при своих?
      Авторы давали эту задачу во многих аудиториях, ее решали студенты, инженеры, кандидаты и доктора наук. Но всегда в ответах присутствовало три-четыре варианта. Причем дело доходило до жарких споров: кто отстаивал 10, кто 20, кто 30 рублей навару, а кто утверждал, что мужик ушел с тем, с чем пришел. Мы не сомневаемся, что вы найдете верный ответ, а если на это уйдет много времени, то самолюбие можно утешить мыслью, что вы не способны быть спекулянтом.
      Две последние задачи демонстрируют еще одну психологическую ловушку — поспешность в решении простых на вид задач. «Спеши не торопясь»,— говорил Козьма Прутков, иначе можно отвергнуть оригинальную идею из-за поверхностной оценки ее уровня...
      Другая ловушка подстерегает нас в терминах, в которых описана задача. 11а выпускном экзамене в летном училище и Австралии комиссия задавала вопрос: «Вы везете на борту двухместного самолета королеву Великобритании. На крутом вираже королева из самолета выпала. Ваши действия?» Чего только не предлагали озадаченные летуны: прыгнуть следом с парашютом и попытаться поймать неосторожную королеву, покончить с собой, сменить фамилию и никогда ие появляться на Британских островах... А правильный ответ, которого безнадежно ждала комиссия, гласил: выровнять самолет после потери части груза.
      Незадачливые пилоты попались на том, что термин «королева» совершенно вытеснил все свойства объекта, и внимание сосредоточилось лишь на том, что королева есть очень важная персона.
      Но вся беда в том, что точно так же в те же ловушки попадаются и изобретатели. Более того, изобретательские ловушки гораздо многочисленнее и коварнее тех, что мы рассмотрели. Воспитание, образовапие, мнение окружающих, предрассудки и неточные сведения создают мощную психологическую инерцию, с которой справиться бывает иногда чрезвычайно трудно. И вот уже задача
      объявляется нерегаабельной, а тех, кто пытается ее решать, называют (при самом доброжелательном отношении) чудаками...
      С инерцией надо бороться или, точнее, ею надо уметь управлять. Ведь возникает она не зря, позволяя экономить время при принятии решений в знакомых ситуациях, при решении похожих задач. Вредной инерция становится лишь тогда, когда новая задача старыми методами не решается. Вот тут-то и падо уметь отключать ее, уменьшать ее влияние, снимать шоры, навязанные прежним опытом. И этому можно учиться.
      В АРИЗ введено несколько операторов, снимающих влияние психологической инерции. Уже при составлении модели задачи алгоритм четко требует записать условие задачи без специальных терминов, которые навязывают человеку жесткие образы, мешающие поиску решения. Иногда задача просто отпугивает решателя только потому, что изложена слишком специально. Вопль «мы не специалисты!» часто можно слышать на первых занятиях в изобретательских школах, но потом приходят навыки записи задачи простыми, всем понятными словами и таких восклицаний уже не слышно.
      Сильнейшее психологическое воздействие оказывает ИКР, задавая идеальный образ как направление, в котором находится сильное решение. Идеальные объекты очень популярны в науке и технике. Известен идеальный приемник Котельникова и идеальная система связи Шеннона, идеальный газ и т. д.
      Появление в АРИЗ-82 понятия «иск-элемент» тоже не случайно. Он удобен тем, что его можно менять как угодно, при этом не появляется никаких мыслей о невозможности того или иного изменения, как это бывает, когда имеют дело с реальными элементами. Этим ослабляется психологическая инерция.
      Маленькие челоаечки, которые все умеют
      В литературе по изобретательскому творчеству давно рекомендуется использовать эмпатию, чтобы увидеть объект как бы изнутри, став на место этого объекта или его части. Но эмпатия полезна не всегда. Если для решения задачи объект надо раздробить, то в этом случае идея дробления не появится, так как человек себя дробить не очень-то любит. Многолетние исследования показали, что гораздо более сильным приемом будет использование не
      одного человека (изобретателя, который ставит себя на место объекта), а толпы маленьких человечков, которым можно придавать любые свойства. Они умеют все — это исходный постулат метода «моделирования маленькими человечками» (ММЧ), к тому же человечков много, и решателю задачи не составит труда организовать их так, чтобы одни из них выполняли требование А, а другие — не-А, этим мышление будет сориентировано на преодоление имеющегося противоречия.
      Рассмотрим задачу. При забивании в грунт бетонных свай головка сваи быстро разрушается, поэтому стали применять съемные стальные наголовники, но полностью разрушения свай они не устранили. Как быть?
      Попробуем применить эмпатию. Представьте, что вы превратились в сваю. Вот стальная баба бьет вам (то есть свае, конечно) по голове: первый удар — синяк, второй удар — шишка, а после третьего удара — крышка. И никаких идей...
      Другое дело, если представить ситуацию в виде толпы человечков. Почему наголовпики разрушают сваю, ясно. В основном потому, что удар приходится не на всю площадь головки сваи. Что ж, давайте прикажем человечкам распределиться по поверхности головки сваи так, чтобы они сидели в каждой ямке, на каждом бугорке и передавали дружно удар свае сразу по всей площади. Это нетрудно сделать и физически, если, например, залить пространство между сваей и надголовником водой и заморозить. Правда, человечки из льда рассыплются от первого же удара... Плохо. Но вспомним, что они все умеют делать, надо только им приказать. Так пусть они рассыпаются, но тут же вновь собираются вместе! И это вполне достижимо, если их сделать из ферропорошка.
      Уже проведены успешные испытания свай, в которых удар принимает на себя слой ферропорошка, твердеющий в магнитном поле. Сваи разрушаться перестали, слой порошка тоже разрушить невозможно, ведь после удара магнитное поле снова придает ему нужную форму.
      При электролизе в ванну с электролитом периодически загружают обрабатываемые детали, выдерживают их там некоторое время и вынимают обратно. Все просто, но плохо то, что агрессивный электролит испаряется и разъедает металлические детали оборудования. Можно ванну накрыть крышкой, но ее придется каждый раз поднимать, да и как при этом держать детали на весу, крышка-то мешает.
      В методе эмпатии надо представить себя крышкой и совместить противоречивые требования: пропускать детали, но не пропускать пары жидкости. Да, плавать в электролите не очень приятно... Но что не сделаешь для решения задачи. Вот собираются опустить деталь, надо убрать часть крышки (голову), чтобы прошла деталь, и опять ее опустить, а то ведь электролит испаряется. Неплохо; наталкиваемся на идею большой крышки, у которой сделаны отверстия с маленькими крышечками. Ну а если надо сразу опустить несколько деталей или они не пролазят в эти отверстия? Да, здесь эмпатия что-то буксует...
      Теперь представим, что крышка состоит из слоя маленьких человечков, готовых выполнить любой наш приказ. Подали деталь, мы командуем: «Раздвинуться!» — человечки раздвинулись, деталь опустилась — человечки сомкнулись. Физическая идея решения видна сразу — надо сделать крышку из шариков, плавающих па поверхности электролита, или из густой жидкости. Подобные крышки не мешают прохождению деталей, но не позволяют испаряться электролиту.
      Чаще применяют на практике расплавленный парафин, который наливают поверх электролита. Но парафин тоже улетучивается и покрывает толстым слоем окружающее оборудование, что не очень приятно. Поэтому в авторском свидетельстве № 1092221 предложено покрывать жидкость пустотелыми шариками, к которым прикреплены пластинки из стойкого к воздействию электролита материала. Шарики все время держатся так, что пластинки оказываются наверху (получается как бы толпа человечков с зонтиками). Такая крышка, составленная из маленьких шариков-чсловечков, не позволяет испаряться электролиту и сама не испаряется, а деталям погружаться никак не препятствует.
      Если вам понравились человечки-умельцы, попробуйте с их помощью решить такую задачу. В наполненной маслом быстро вращающейся центрифуге подвешена деталь. Надо сделать так, чтобы при вращении центрифуги масло обжимало эту деталь. «Это противоречит законам физики!» — можете воскликнуть вы. Действительно, масло как жидкость будет отбрасываться центробежной силой к стенкам центрифуги, а не к центру, как нам требуется. Но ведь маленькие человечки умеют все, да и в школу они не ходили, физику не изучали... Короче говоря, попробуйте все же решить эту задачу. А ответ найдете в книге Г. Альтова «И тут появился изобретатель».
      Добавим только, что эту очень интересную задачу решили изобретатели из Барановичей В. X. и В. В. Подойницыны именно с использованием метода ММЧ.
      Конечно, этот метод в АРИЗе не является главным, но он помогает представить, что нужно сделать, чтобы удовлетворить противоречивым требованиям в задаче. Человечки умеют все, а это как раз и расковывает воображение изобретателя, снимает психологическую инерцию.
      Метод ММЧ требует некоторых навыков, тренировки. Но зато как приятно наблюдать на зачете по курсу ТРИЗ, когда прямо у доски студент, аспирант или инженер уверенно рисует волшебных человечков, наделяет их требуемыми свойствами и тут же находит идею решения!
      Шесть раундов оператора РВС
      Для лучшего представления задачи, для выявления перспективных путей ее решения, для снятия лишних шор перед аризовским анализом в бой с инерцией вводится оператор РВС — «размеры, время, стоимость».
      Оператор включает в себя шесть мысленных экспериментов, в которых поочередно размеры объекта, время действия процесса, стоимость системы меняют от заданных или представляемых величин до ноля, а затем до бесконечности. Эти манипуляции так расшатывают исходное представление об объекте, что в ряде случаев может возникнуть немало оригинальных идей.
      Вспомним задачу об установке на печатной плате pall Н. Петрович. В. Цуриков
      диоэлементов. На выводы конденсаторов и резисторов надевали прокладки, которые поддерживали элементы в нужном положении. Но прокладки задерживали газы кипящего флюса, да и установка их была трудоемка. В операторе РВС рекомендуется мысленно менять тот объект системы, который играет роль инструмента. Здесь инструмент — прокладка, давайте увеличим ее в несколько раз, до размеров с саму печатную плату. Что ж, интересно, одну прокладку легче устанавливать, но как сделать в ней отверстия для 200 радиоэлементов? Их размещение по плате может меняться!.. Ладно, теперь станем уменьшать ее до... размеров молекулы. Такая не удержит радиоэлемент. А если молекул взять много? Тогда хорошо — элемент будет держаться на них вполне нормально. Итак, берем горсть молекул или мелких-мелких шариков, насыпаем их на плату, сверху ставим радиодетали. Запаяли плату, сдули наши шарики и... готово. Быстро и просто. А ведь именно эта идея и была воплощена в практику!
      Другая задача. При изготовлении предварительно напряженного железобетона стальную арматуру растягивают нагреванием (на эту тему есть отличное изобретение, сделанное по АРИЗу), но иногда нагрев недопустим. Как поступить в этом случае?
      Увеличим стоимость процесса раз в сто (мысленно!). Итак, имеем миллион рублей на покупку машины для нетермического растягивания арматуры. На каком принципе должна работать наша машина? Денег много, можно применить электро- или магнитострпкцию, правда, удлинения там мизерные, но надежда есть — недавно группой ученых МГУ обнаружено явление аномально высокой маг-нитострикции в редкоземельных и урановых соединениях. Все равно уран дорог, не пойдет... Делаем следующий эксперимент: меняем стоимость растягивания до нуля. Денег нет, машину покупать не за что, придется думать... В таких случаях надо обходиться тем, что уже есть. У нас есть арматура, форма (ящик, где натянута арматура и куда заливают цементный раствор), раствор и море энтузиазма.
      Энтузиазм — это неплохо, но для растягивания надо иметь какое-то силовое поле... Стоп, одно поле есть всегда — гравитация. Если подвесить к арматуре что-нибудь тяжелое, то она растянется. Вес такой «гирьки», конечно, будет приличным, да и закреплять арматуру вертикально неудобно. Но все это преодолимо, главное, что вышли на идею использования дарового поля гравитации.
      На Тернопольском заводе железобетонных конструкций сделали так, что форма сама растягивает закрепленную в ней арматуру за счет собственного веса. Форму ставят почти вертикально, и при ее опускании в горизонтальное положение арматура растягивается, после чего можно заливать раствор (а. с. № 635204). Внедрение идеи принесло заводу 40 тысяч рублей прибыли.
      При работе с оператором PBG надо помнить главное: не забывать переносить получаемые во всех шести раундах идеи на основной объект, даже если для этого надо серьезно подумать.
      Своеобразный вариант оператора РВС использует в своей работе член-корреспондент АН СССР В. Сифоров. Разбирая незнакомую радиосхему, он выделяет какой-нибудь резистор и начинает мысленно менять его сопротивление от ноля до бесконечности, наблюдая при этом (тоже мысленно), как меняется работа схемы. Это очень ускоряет понимание того, зачем в схеме тот или иной элемент.
      Вся суть оператора РВС в том, что он изменяет образ изобретательской ситуации, стоящей перед мысленным взором изобретателя. Образы объектов непрерывно меняются, как менялась картина мира у Гулливера или Алисы, когда они становились то очень большими, то очень маленькими...
      Зачем инженеру фантастика!
      ...Закончена контрольная работа за первую неделю занятий в школе изобретателя. Собраны листки с записями, идет проверка хода решения задачи. А она не проста. На заводе сельхозмашин столкнулись с проблемой: для испытания продукции нужно иметь 150 полигонов с разными видами почв — от песчаных до каменистых. А заводской полигон мал. Строить сотню полигонов слишком дорого, менять каждый раз почву на заводском полигоне тоже накладно. А испытания вести надо...
      Сотни слушателей семинаров по ТРИЗ решали эту задачу. До изучения теории так никто и не смог отыскать контрольный ответ, известный из одного патента. После изучения основ теории изобретательства многие выходили на верный ответ, но почему-то оговаривались, что идея слишком дикая и вряд ли пригодится.
      Еще на одном занятии дается задание: предложить идеальный носитель информации для дальней связи. Известно, что электромагнитные волны для этого не всегда удобны-: они рассеиваются на неоднородностях пространства, затухают в жидкой и газовой средах. Опять слушатели предлагают интересный вариапт — использовать нейтрино в качестве переносчика информации. Эти частицы свободно пронизывают любое вещество, шутя проникают через планеты и звезды! Но тут же следует комментарий, что это, мол, так — идея хороша, но только для умозрительных упражнений. А позже в печати появляется сообщение, что принцип нейтринной связи уже проверяется экспериментально в рамках международного проекта...
      Эффект неприятия сильных решений, состоящий в том, что теория выводит слушателя школы на прекрасную идею, а он ее отвергает, к концу курса занятий понемногу исчезает; но для этого нужны специальные упражнения на развитие фантазии, творческого воображения.
      Лучшим способом развития творческого воображения можно считать чтение научной фантастики. Ознакомление с новыми, часто совершенно оригинальными идеями заставляет работать мысль читателя в необычных направлениях. Иногда идея, почерпнутая из произведений фантастики, становится исследовательской программой на всю жизнь. Известно, что космическими проблемами К. Циолковский увлекся под влиянием романов Жюля Верна, американский изобретатель Р. Годдард начал строить ракеты на жидком топливе после прочтения «Войны миров» Г. Уэллса, а Ю. Денисюка, получившего за открытие голографии Ленинскую премию, на идею получения объемного изображения натолкнул фантастический рассказ И. Ефремова...
      Не подлежит сомнению, что и теория космических полетов, и ракеты, и голография появились бы и без этого, но, наверное, чуть-чуть позднее, а научно-техническая революция опозданий не терпит. Вот почему на занятиях по ТРИЗ решаются задачи из специального курса «Развитие творческого воображения» (РТВ). Информационным фондом курса служит «Регистр научно-фантастических идей, ситуаций, проблем, гипотез», в котором систематизированы практически все идеи научно-фантастической литературы (в регистре, созданном Г. Альтовым, 42 классов, 596 групп и 2780 подгрупп!). Колоссальный
      объем информации, собранный и организованный в регистре, позволил выявить эффективные приемы генерирования новых идей, ну а самые интересные научно-фантастические идеи публиковались в «Патентном бюро фантастики» журнала «Изобретатель и рационализатор» (Ns 1, 3, 4, 5, 9 за 1981 год).
      Изучение этих идей чрезвычайно полезно для развития воображения изобретателя, но еще полезней научиться самому генерировать новые фантастические идеи. Для этих целей имеется несколько простых методов фантазирования.
      Четыре этажа сундука идей
      Г. Альтов обратил внимание на то, что многие фантастические идеи могут быть расположены как бы на четырех этажах.
      На первом этаже хшсателем-фантастом описывается один фантастический объект: одна космическая ракета, один робот, гепиальный изобретатель-одиночка и т. д.
      На втором обыгрываются ситуации с множеством фантастических объектов: эскадрильи звездолетов, семья мутантов, цивилизация роботов.
      Третий этаж занимают идеи, суть которых состоит в достижении заданной цели без привычного объекта. Например, подводная лодка, батискаф служат для защиты человека от вредных факторов океана. Идеи третьего этажа должны показать возможность существования человека без средств защиты. Это, допустим, идея А. Беляева — его Ихтиандр был человеком-амфибией, имел и легкие и жабры, мог свободно плавать в океане.
      Идеи четвертого этажа — это ситуации, когда нет необходимости в достижении данной цели. Зачем нужен батискаф? Очевидно, он создан для исследования океана людьми, находящимися на его борту. Когда эта цель отпадет? Здесь появляется несколько вариантов: во-первых, можно исследовать океан без людей, например, при помощи дельфинов, скажем, у каждого ученого есть свой разумный коллега-дельфин, поставляющий исследовательскую информацию. Возможно, что океан не нужно исследовать, потому что исследовать... нечего: загрязнение достигло такого критического уровня, что в одно мгновение произошла химическая реакция полимеризации и вода стала гигантской глыбой пластмассы...
      Первые два этажа в фантастике заселены хорошо, а вот на верхних этажах довольно пусто, хотя самые оригинальные идеи находятся именно там. Интересно, что в рассказе «Порт Каменных Бурь» Г. Альтов выдвинул на первый взгляд совершенно фантастическую идею четвертого этажа для межзвездных перелетов. Какова их цель? Достижение звезд. А когда эта цель отпадает? Скажем, когда звезды будут очень близко. В рассказе и описывается, что сверхразвитые цивилизации создают звездные города — шаровые скопления. Прошло несколько лет, и это предложение было обосновано учеными как научное, в печати даже появились проекты перемещения звезд... Интересно, что первое информационное послание с Земли возможным братьям по разуму было отправлено в 1974 году именно в направлении шарового скопления Мессье-13, расположенного в 24 тысячах световых лет. Так что не пройдет и 48 тысяч лет, как земляне смогут получить ответ...
      Этажный алгоритм осваивается довольно легко, поэтому попробуйте взять какой-нибудь объект и на каждом этаже найти для него по одной или по нескольку фантастических идей.
      Если прогнать трех китов
      На учебном семинаре по ТРИЗ в 1980 году, проведенном для научно-инженерных работников НИИ и заводов Минска, впервые был испытан безопорный метод поиска новых фантастических идей. Суть его такова. Возьмите любой объект, любую ситуацию, и вы почувствуете, что образ объекта или ситуации как бы опирается на несколько твердых, незыблемых опор. Возьмем фотоаппарат. Он материален, создан для получения изображений в данном месте и в данное время, работает на принципе фиксации на пленке отраженного света и т. д. Опор много, некоторые из них даже не осознаются, по крайней мере без тренировки.
      Новые идеи могут появиться, когда часть обязательных опор убирается. Вспомните, в древности представлялось, что Земля покоится па трех китах. Потом китов (земную «опору») убрали, и появился совершенно другой образ Земли. По ассоциации с этой историей без опорный метод называют еще методом «трех китов». Для получения фантастической идеи по этому методу надо проделать четыре операции: выбрать объект и пзречислить
      основные опоры, на которых держится образ объекта; убрать одну или несколько опор; получить новую идею; перенести ее на родственный объект.
      Возьмем в качестве объекта телефон. Главная функция телефона и главная опора образа телефона — связывать людей. Изменим эту опору, пусть телефон не связывает, а разъединяет абонентов. Допустим, такой телефон создан, тогда достаточно один раз позвонить тому, кого вы по каким-то причинам терпеть не можете, и больше вы с ним никогда не встретитесь. (Прекрасный способ избавляться от плохих руководителей; если большинство подчиненных позвонит по такому телефону, то руководитель окажется в вакууме.) Теперь применим то же самое при анализе проблемы радиоконтакта с внеземными цивилизациями. А что, если в природе есть закон, допускающий ситуацию, когда при обнаружении сигнала от какой-либо звезды эта звезда перестает быть видимой, исчезает! Более развитые цивилизации об этом законе знают, поэтому и не посылают радиосигналов, а мы не знаем, вот и послали...
      Во многих работах слушателей минского семинара по ТРИЗ встречались оригинальные идеи, полученные после изгнания китов-оиор. Описывается фотоаппарат, который получает снимки из прошлого или будущего; захотели посмотреть на своето предка, поставили выдержку, скажем, на минус сто тысяч лет, щелкнули — получили глянцевый отпечаток свирепого У-У с большой дубиной в волосатых руках.
      Интересна идея книги, содержание и стиль изложения которой меняются в зависимости от уровпя культуры читателя. Для школьника стиль более занимательный, для сентиментальных читательпиц обязателен хэппи-энд, а для любителя детективов сплошпые тайны. Забавно то, что такая книга сегодня уже возможна. Современная ЭВМ может в диалоге за песколько минут выяснить литературный уровень читателя и вывести на экране тот вариант книги, который ему паиболее подходит.
      Еще в одной фантастической книге появляется такое свойство: то, что описано писателем, тут же исчезает из опыта человечества. Описал, скажем, писатель атомную бомбу, и знапия о ней исчезли. Неплохо бы иметь такую возможность; атомная бомба была предсказана фантастами до начала ее разработок, будь она описана в такой фантастической книге, сейчас ее и не было бы...
      В отличие от этажного и безопорного методов, в которых просматриваются некоторые алгоритмы, существуют методы получения фантастических идей, основанные на случайных комбинациях.
      В методе фокальных объектов, предложенном в 1926 году немецким ученым Кунце и усовершенствованном американцем Вайтингом, на заданный (фокальный) объект надо перенести свойства других объектов, выбранных наугад. Возьмем фокальным объектом часы. Наугад выберем еще три совершенно разных и далеких от часов объекта: ключ, сон, мост. Ключ бывает скрипичный, обычный, для открывания замка, гаечный, универсальный; сон может быть цветной, с кошмарами, волшебный; мост бывает разводной, висячий, понтонный. Перенесем теперь свойства выбранных объектов на часы. Получим: скрипичные часы, пока непонятно, что это такое, но возможна идея часов с корпусом в виде скрипки (подарок меломану); часы, открывающие замки, — тоже возможны, если, скажем, в часах спрятано устройство для перебора кодов электронных замков — получаем сюжет для детектива; цветные часы: пусть часовое стекло меняет цвет в зависимости от артериального давления или температуры тела человека. Это вполне реальная идея, так как одной из зарубежных фирм уже запущены в продажу ювелирные изделия из «камней» на жидких кристаллах, меняющих цвет при малейшем изменении температуры тела владельца. Можно подумать над идеей часов с кошмарами, волшебных часов, понтонных часов и т. д.
      Интересно, что метод фокальных объектов создавался для решения изобретательских задач, но присутствующий в нем элемент случайного поиска принизил его ценность, и он себя не оправдал, зато для тренировки воображения метод подходит.
      Свойство человеческой психики откликаться на заданное слово серией ассоциаций натолкнуло Г. Буша на создание метода гирлянд ассоциаций.
      Для заданного объекта определяются его синонимы, затем случайным образом выбирается ряд объектов и составляются комбинации для синонимов основного объекта и случайных слов.
      Детский писатель Дж. Родари в книге «Грамматика фантазии» приводит несколько простых приемов развития
      фантазии у детей, которые могут быть полезны и изобретателям для развития воображения. Рассмотрим бином фантазии. Это пара достаточно чуждых друг другу слов, из сочетания которых могут вырасти парадоксальные ситуации. Дж. Родари из слов «пес» и «шкаф» получает веселую историю о компании псов, живших в квартире одного доктора во всех шкафах и шкафчиках. Псы были очепь вежливыми, но из шкафов вылезать никак не хотели...
      Невероятные сюжеты получаются и в том случае, если на серию вопросов типа: «Кто это был? Где находился? Что делал? Что сказал? Что сказали люди? Чем кончилось?» — даются ответы так, что на каждый вопрос ответ дает один человек, не зная предыдущих ответов. В целом это просто веселая игра, но ситуации иногда получаются интересными. Вот одна из них: веселый слон сидел в чулане, собирал помидоры, он сказал: «Не пора ли открыть окно?», люди ответили: «Совестишку надо
      иметь», кончилось мягкой посадкой. Просматривается сюжет веселой сказки о слоне, который так любил помидоры, что таскал их с огородов, поэтому люди прятали грядки в чуланах, но слон забрался и туда, насобирал корзину с помйдорами, выпрыгнул в окно, приземлившись на корзину с помидорами — вот вам и мягкая посадка!
      Методы случайных комбинаций, конечно, не могут служить основой для курса развития творческого воображения, здесь нужны все-таки методы направленного поиска идей. Часть из них описана в пособии по фантазированию, написанном ученым-астрофизиком и писателем-фантастом П. Амнуэлем. Ну а пока только идет развитие новых методов и приемов, освоение которых расковывает воображение, учит управлять полетом фантазии, прививает смелость в поиске идей и оценке их важности.
      Качеством величайшей ценности называл фантазию В. И. Ленин, К. Циолковский подчеркивал, что расчету всегда предшествует фантазия, А. Эйнштейн считал, что воображение важнее знания.
      Так что будем учиться фантазировать!
      Дорогу осилит идущий
      Да, сегодня для решения крупных изобретательских задач надо много знать и многое уметь. Надо знать и применять физические, химические, математические эффонты, владеть АРИЗом, вепольным анализом, развивать творческое воображение. Но даже весь арсенал современных алгоритмических и психологических методов управления творческим процессом будет бессилен, если не подкреплен упорством, настойчивостью, даже одержимостью в достижении поставленной цели.
      Попробуем набросать портрет крупного творца техники и науки, чтобы выявить наиболее характерные его черты. К. Циолковский называл таких людей очень емко — двигатели прогресса.
      Так какие же черты присущи характеру крупного изобретателя? Пожалуй, сильнее всего выделяется необычная работоспособность. Многие творцы техники, ученые не блистали особо на студенческой скамье. Об А. Эйппгтейне профессор физики Цюрихского политехникума говорил, что у него достаточно усердия, но не хватает способностей. К. Циолковский вообще не имел официального высшего образования: он постигал науки самостоятельно. Надо отметить, что любое универсальное образование дает только основы знаний, некоторый минимум, все остальное надо добирать и пополнять всю жизнь, а для этого нужно уметь много работать.
      Достаточно перечислить основные работы В. Шухова, чтобы понять, что для этого нужна была поистине фантастическая работоспособность. А. Шухов спроектировал 500 мостов, и все они были построены. А еще были паровые котлы, нефтеперегонные установки, трубопроводы, баржи, домны, элеваторы, ангары, краны, маяки, радиобашни и многое другое.
      К. Циолковский работал без выходных, праздников, отпусков, заменяя отдых переменой работы. Самодисциплина, целеустремленность позволили ему в крайне неблагоприятных условиях провинциальных городов Боровска и Калуги заложить основы ракетодинамики, за девять лет до полета первых самолетов разработать схему цельнометаллического аэроплана с расчетами мощности бензиновых двигателей и скорости, необходимой для поддержания горизонтального полета. Калужский мыслитель был крупным экспериментатором и изобретателем: собственноручно построил аэродинамическую трубу и провел на ней несколько десятков тысяч (!) опытов, получив ряд ценнейших результатов по экспериментальной аэродинамике, изобрел поезд на воздушной подушке, детально разработал проект металлического дирижабля. А еще были работы по теории межпланетных сообщений, этике,
      философии, социологии. Знакомясь с научным наследием К. Циолковского, поражаешься, каких высот может достичь человеческий ум, не растрачиваемый по пустякам!
      Прочтите биографию любого творца науки и техники, и вы увидите, что за всеми великими изобретениями и теориями стоит прежде всего огромный труд. Десять лет понадобилось М. Фарадею для экспериментального обнаружения эффекта влияния магнетизма на электричество, десять лет и 16 041 физический эксперимент.
      Обнаружив лучи, позже названные его именем, 50-летний солидный профессор университета К. Рентген на 45 дней полностью изолирует себя от внешнего мира, в лабораторию допускается только жена с обедами, и то при условии полного молчания. Великий изобретатель в области электротехники Н. Тесла еще в студенческие годы планомерно устранил из своей жизни все, не относящееся к науке, даже на отдых отведя всего пять часов, из них на con — всего два. Поэтому-то он и сумел сделать столько, что его имя неразрывно связано с историей создания электростанций на переменном токе, электромоторов, трансформаторов, электронных ламп. Он был одним из пионеров в изобретении радио, электронного микроскопа, предсказал существование космических лучей и искусственной радиоактивности.
      Одержимость идеями заставляет совершать поступки, которые не всегда понимают окружающие. Морской офицер А. Можайский, получив патент на самолет, в 1882 году построил и испытал первый в мире аппарат тяжелее воздуха с человеком на борту. При взлете произошла авария — поломка крыла, для доводки самолета Можайский заказал более мощные двигатели, а для этого пришлось продать принадлежавших ему два имения и даже личные вещи — часы и обручальные кольца.
      К. Циолковский большую часть своей скромной зарплаты учителя тратил на покупку материалов и приборов для своих экспериментов, а также на издание своих работ. Н. Тесла много раз мог стать миллионером и вести спокойную комфортабельную жизнь, но он предпочитал начинать изобретать в новой области, зарабатывая на жизнь копанием канав.
      За несколько дней до казни народоволец Н. Кибальчич рисует схему воздухоплавательного прибора, по современному — ракетоплана. Минский дворянин К. Чарнов-ский. арестованный за революционную пропаганду, в оди-
      ночке Петропавловской крепости в 1829 году разрабатывает проект подводной лодки...
      Выдающимся мыслителям присуща и такая черта, как смелость замыслов. Гимназист Н. Тесла размышляет о подводном трубопроводе для транспортировки грузов между Америкой и Европой.
      Г. Шлиман еще в детстве решает откопать Трою. Но для этого мало поверить Гомеру, нужны немалые средства. Г. Шлиман становится русским заводчиком, миллионером. Потом все продает и... откапывает свою детскую мечту. Шестнадцати лет едет в Москву за знаниями полуглухой Костя Циолковский. Три года целенаправленного штудирования высшей математики, механики, физики, химии. Цель — вывести человечество в космос. Не прошло еще и двадцати лет после отмены в России крепостного права, самолет братьев Райт стартует только через тридцать лет, а длинноволосый (стричься некогда!) юноша в дырявых заляпанных штанах (следы химических экспериментов), питающийся только хлебом и водой (на еду — три копейки в день, остальные деньги из 15-рублевого отцовского довольствия идут на физические приборы, книги, химикалии), мечтает достичь других планет, ищет реальные пути завоевания мирового пространства. К. Циолковский первым строго научно показывает, что человек взлетит к звездам только в ракете. Работы по конструкции ракет, по расчету динамики полета в безвоздушном пространстве, по защите космонавтов, научно-популярные статьи и фантастические повести — все шло от юношеской мечты. И эти труды проложили космическую дорогу.
      Большая мечта заразительна. Академик С. Королев в воспоминаниях о встрече в 1929 году с К. Циолковским пишет, что после беседы с Константином Эдуардовичем он заявил, что отныне его цель — пробиться к звездам. Через два года была создана группа изучения реактивного движения — знаменитый ГИРД («группа инженеров, работающих даром» — с юмором расшифровывали эти буквы сами члены группы, объединившиеся не для получения высоких окладов и должностей). Из первой советской ракеты, созданной в ГИРД, позднее выросла и ракета-носитель первого спутника...
     
      Шаг седьмой
      РЕШЕНИЕ НАЙДЕНО. ЧТО ДАЛЬШЕ!
     
      Все красивые девушки замужем, Все красивые идеи опубликованы.
      Из научного фольклора
     
      Идеи витают в воздухе
      Наконец, преодолев за шесть шаюв все ухабы, пороги, не поддавшись мирским соблазнам, вы нашли то, что искали — ее, идею...
      — Можно вздохнуть свободно, — скажет начинающий Эдисон.
      — Самые трудности только начинаются, — возразит его поднаторевший собрат.
      Кому не известна история с патентованием телефона. В 1876 году патент на телефон получил американец А. Белл, опередив другого изобретателя — Д. Грея — всего лишь на два часа!
      К открытию электромагнитной индукции одновременно с М. Фарадеем вплотную подошел А. Ампер. Для устранения ошибок от сотрясения приборов оба физика вынесли гальванометры в соседние помещения. А. Ампер вдвигал железный сердечник в катушку и шел смотреть, не отклоняется ли стрелка гальванометра. Увы, стрелка отклонялась, но лишь в момент вдвигания стержня. А. Ампер работал один, а у М. Фарадея за стрелкой следил ассистент, что и решило дело.
      Блестящая идея П. Маковецкого о синхронизации сигналов космических цивилизаций по вспышкам новых и сверхновых звезд была опубликована в мае 1976 года с расчетом расписания межзвездной связи по новой Лебедя 1975 года, а в июле 1976-го ту же идею публикует английский ученый Т. Тэнг, в декабре 1977 года выходит статья американца У. Мак-Ланглина, почти полностью повторившего расчеты П. Маковецкого! Кстати, если та же идея пришла в голову ученым с тау Кита, то сигналы от них могут прийти на Землю 15 января 1987 года.
      А вдруг действительно «на тау Ките живут в красоте, живут, между прочим, по-разному, товарищи наши по разуму»?
      Козьма Прутков утверждал, что пояснительные выражения объясняют темные мысли. Поясним и мы: только что приведенные примеры иллюстрируют одну истину — хорошие идеи имеют свойство приходить в разные головы одновременно. А это означает, что, если вы нашли достойную идею, не спешите объявлять об этом всему миру. Прежде надо посмотреть патентный фонд и реферативные журналы по близким отраслям знаний. И наберитесь терпения, ведь просмотр надо делать не только по бюллетеню, где печатаются советские авторские свидетельства, поиск нужно вести по патентным изданиям всех развитых промышленных стран. Патентный фонд настолько обширен, что в нем можно найти даже описание устройства для обнаружения... летающих тарелок (французская заявка № 23119138)!
      Но даже если новизна идеи налицо, работа на этом не заканчивается. Пример. При сварке неплавящимся электродом есть одно досадное явление: электрическая дута перескакивает с кромки на кромку свариваемых деталей, и кромки не успевают расплавиться. Удалось выяснить, что в блуждании дуги виновато магнитное поле вокруг нее самой. Решено бороться с этим вредным полем другим магнитным полем, направленным перпендикулярно стихийному. Для этого достаточно вокруг сопла сварочной горелки намотать соленоид или окружить сопло постоянными магнитами. Проверили. Действительно, вредное явление исчезло. Казалось бы все хорошо, налицо и полезность и новизна, можно писать заявку на получение авторского.
      Давайте все же посмотрим, что в таких случаях рекомендует АРИЗ, вобравший в себя коллективный опыт лучших изобретателей. В седьмой части алгоритма проводится проверка качества идеи. Физическое противоречие в системе должно устраняться почти идеально, «без ничего». Если все же пришлось что-то добавить, то нужно посмотреть, нельзя ли избежать этой добавки путем использования уже имеющихся вещественно-полевых ресурсов или их производных.
      В нашей задаче мы ввели соленоид. Добавка небольшая, но все же вводится дополнительный элемент, что уводит от ИКРа. Нельзя ли функцию соленоида выполнить каким-либо из уже имеющихся элементов системы
      сварки? Оказывается, можно вполне. Для этого подойдет электрод, если его изготовить в виде соленоидной спирали. Так предложено делать в а. с. № 1094688. Подобные изобретения, как правило, очень легко внедряются — добавлять-то ничего не нужно, достаточно лишь изменить один элемент системы, и она приобретает новое, полезное качество.
      Теперь можно спокойно отвечать на контрольные вопросы седьмой части АРИЗа. Они призваны выяснить: обеспечивается ли ИКР, устранено ли физическое противоречие, содержится ли в системе хотя бы один хорошо управляемый элемент, годится лн решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи, в реальных условиях со многими циклами?
      Давайте смотреть. ИКР обеспечен? Конечно, ведь электрод сам выполняет функцию соленоида без введения других элементов. Физическое противоречие тоже устранено (соленоид есть, и соленоида как бы нет). Управление в системе очень простое — достаточно изменить ток соленоида-электрода, как изменится и магнитное поле. Решение годится для любого числа сварок.
      Бывает, что найденное решение может пригодиться в других задачах, поэтому восьмая часть АРИЗа прямо ориентирует изобретателя на поиск возможности применения полученной идеи в аналогичных задачах. Для этого рекомендуется: полученный принцип решения сформулировать в общем виде, посмотреть, нельзя ли наряду с прямым его применением использовать ему обратный. Здесь весьма полезна разработка морфологической таблицы для выявления возможных вариантов построения новой системы. Подробный пример на составление такой таблицы приведен в книге Г. Альтшуллера и А. Селюд-цкого «Крылья для Икара»: например, достаточно заменить агрегатное состояние элементов электромагнитного расходомера и изменить взаимное расположение элементов, как получается серия патентоспособных решений! Там же хороший пример на морфологическую таблицу для магнитного фильтра.
      Последняя, девятая, часть АРИЗа предназначена для развития самого алгоритма. Здесь нужно после решения задачи обязательно сравнить реальный ход решения задачи с теоретическим (по АРИЗу). Если имеются отклонения, их надо записать и осмыслить. После накопления таких записей можно провести небольшое исследование, чтобы выяснить причину отклонений. Далее, необходимо
      провести сравнение полученного ответа с данными информационного фонда ТРИЗ (стандартами, приемами, эффектами). Если подобного принципа в информационном фонде нет, запишите полученный вами принцип в отдельную тетрадь. Может оказаться, что он явится основой нового стандарта на решение изобретательских задач. Ведь современный АРИЗ не только решает задачи, он еще служит для выработки новых стандартов. Если несколько десятков задач из разных областей техники решаются по одному принципу, то незачем подобные задачи анализировать по АРИЗу, нужно составить формулу стандарта и в последующем решать такие задачи мгновенно по этому стандарту.
      Появление нового принципа — это как появление нового инструмента. Сначала он разрабатывается для какой-то конкретной операции, потом оказывается, что он может использоваться с большим эффектом и на других операциях. Смотрите, сейчас в патентном фонде сотни изобретений, в которых используется ферропорошок, управляемый магнитным нолем. Это сильный прием, он уже давно оформлен в ТРИЗ в виде стандарта. Но если просмотреть даты выдачи на него свидетельств и список авторов, то можно заметить, что, во-первых, авторские свидетельства выдавались с большими интервалами во времени; во-вторых, разным авторам. А ведь они, обнаружившие этот принцип первыми, могли бы запросто получить серию авторских свидетельств в других областях с применением данного принципа, что заметно ускорило бы развитие техники в целом. А так другим приходилось ощупью в потемках нащупывать каждый раз заново эту формулу: ферропорошок плюс магнитное поле...
      Изобретение должно быть полезным, но...
      Но полезность той или иной идеи иногда определить не просто. Вот изобретение № 747930: предложено при строительстве дорог использовать вместо цемента доменные шлаки. Здесь все понятно. Раньше для приготовления смеси, идущей на основание дорог, требовалось двадцать процентов цемента, теперь достаточно двух. Экономия подсчитывается легко — умножением стоимости сэкономленного на одном километре дороги цемента на длину всей дороги. Плюс польза от утилизации доменных шлаков.
      В других случаях подсчитать экономию в рублях не удается, хотя польза очевидна. Практически каждый житель Земли знает, что такое зубная боль. И как бы ни было страшно, все равно приходится в конце концов сесть в зубоврачебное кресло. Чего только не предлагалось для облегчения участи пациентов: обезболивание токами высокой частоты, ультразвук, психотерапия, а надежного доступного метода снятия боли пока нет. Сообщалось, что в США один отчаявшийся владелец больных зубов решил проблему кардинально — все свои зубы заменил на... акульи! И вроде чувствует себя неплохо. Только жена жалуется, что ей становится жутковато, когда муж улыбнется.
      Смех смехом, а зубная проблема ждет своего решения. Может, страдания пациентов уменьшатся при внедрении
      изобретения № 1062917, где предлагается при лечении зубов проводить электропунктуру соответствующих точек на ушных раковинах? Хотелось бы верить...
      Многие медицинские изобретения дают и экономический эффект. Аппарат курганского доктора Г. Илизарова в несколько раз сокращает сроки лечения переломов, больные быстрее возвращаются к труду — экономия налицо. Но есть и другой эффект — люди, избавившись от хрймоты и других дефектов, становятся счастливее. Как это измерить рублями? Изобретения, дарящие счастье... Пусть они даже требуют дополнительных затрат, их надо внедрять; думаем, что читатели с нами согласятся.
      Особое место занимает случай, когда полезность идеи видна лишь самому изобретателю и небольшому кругу энтузиастов. Тогда идея отвергается либо сразу, либо на пути ее признания и внедрения встречается огромное множество препятствий.
      Самолет братьев Райт полетел 17 декабря 1903 года, но именно в этом году профессор С. Ньюком с применением строгих математических выкладок «доказывает» невозможность полета человека на аппарате тяжелее воздуха. В 1838 году русский ученый Б. Якоби создает первую практическую модель электродвигателя с круговым вращением якоря. Двигатель устанавливается на катере и успешно выдерживает испытания, но комиссия Академии наук под председательством адмирала И. Крузенштерна выносит решение о непригодности электродвигателей на флоте, ибо они дороже паровой машины. В конце прошлого века комиссия министерства путей сообщения отвергает проект катера на подводных крыльях русского инженера П. Ламберта.
      Изобретателем современной ЭВМ ныне признан американец (болгарин по национальности) Д. Атанасов. Крупнейший же в мире производитель ЭВМ — фирма ИВМ. Но именно эта фирма в 1940 году отказалась поддержать проект Д. Атанасова, сопроводив отказ словами: «...фирма никогда не станет осваивать электронный цифровой компьютер в своем производстве!»
      Примеры из истории техники поучительны, но сегодня многие считают подобные курьезы ушедшими в прошлое навсегда. Сейчас, мол, время другое, и хорошие идеи не могут быть отвергнуты. Увы, это не так. Тому же доктору Г. Илизарову пришлось выдержать длительную борьбу за признание своих пионерских идей. Его обвиняли в шарлатанстве (как это возможно — удлинять копечности на десятки сантиметров!), в подборе для лечения только «удобных» больных и еще во многих грехах. И обвинения подписывались не чиновниками, а людьми с высокими учеными званиями... Но в этом-то и состоит коварство страшной болезни — неофобии, проявляющейся в боязни и нежелании постижения всего нового, эта болезнь поражает всех: администраторов, финансистов, ученых. Да, да, и ученых, тех из них, кто не имеет желания или мужества признать новую идею. И против неофобии существует пока лишь одно лекарство — борьба. За признание, за распространение, за внедрение идеи. Может быть, кто-то подумает: а не слишком ли много нужно для того, чтобы идея вошла в жизнь? И методы решения задачи надо изучать, и всевозможные эффекты, и за патентным фондом надо следить, а тут еще придется бегать по инстанциям с внедрением. Где взять на все это время? Да, время нынче в дефиците. Но, оказывается, и временем можно управлять.
      Время Александра Любищева
      В 1916 году 26-летний А. Любищев ставит перед собой цель, для достижения которой нужна вся жизнь: создать периодическую систему биологических объектов. Молодой ученый прекрасно понимает громадность поставленной цели, поэтому прежде всего он стремится максимально подчинить себе время. В своей системе учета времени он тщательно фиксирует с точностью до десяти минут, сколько времени ушло в течение дня, недели, месяца, года на основную творческую работу, на отдых, чтение, оргдела, общение. Записи ведутся ежедневно на протяжении 56 лет.
      Постепенно выясняется, сколько тратится времени на ту или иную работу, и появляется возможность планирования своего времени, своей научной работы. Возникает умение исключать практически полностью потери времени: в трамваях А. Любищев изучает языки, причем изучает с полной серьезностью — на английском, немецком, греческом, французском читает свободно. Ученый достигает фантастической работоспособности. Всего он оставил после себя 12,5 тысячи печатных страниц научного текста — это 50 книг по 250 страниц!
      И что удивляет больше всего: при всей своей научной целеустремленности А. Любищев профессионально работает не только в своей любимой энтомологии, но и в истории, философии, социологии, математической статистике.
      Умение подчинить себе время приводит к непостижимому на первый взгляд феномену: времени хватает на все! На науку — в 1966 году чистого научного времени получилось 1906 часов (а были еще лекции для студентов, совещания, собрания и т. д.), на переписку — в 1969 году написано 283 (!) письма, выслано 69 бандеролей со статьями, рецензиями; на культуру — 65 посещений в год концертов, выставок, спектаклей, десятки прочитанных художественных книг.
      В пожилом возрасте А. Любищев работал продуктивнее, чем в молодости, — это тоже результат его системы. В возрасте 77 лет он за год написал полторы тысячи
      страниц, сдал в печать семь статей, прочитал 57 книг на четырех языках.
      При жизни А. Любищев был популярен в среде ученых совершенно различных специальностей: от историков античного времени до математиков. После смерти его популярность выросла еще больше, особенно после выхода из печати повести Д. Гранина «Эта странная жизнь», где подробно описаны методы укрощения времени, которыми пользовался профессор А. Любищев.
      Прочтите эту повесть! Жизнь Александра Александровича Любищева стоит того, чтобы о ней знали все, кто стремится к достижению достойных целей в технике, науке, искусстве, в жизни.
      Повесть Д. Гранина вызвала волну последователей системы А. Любищева. Получился своеобразный эксперимент, показавший, что буквально за первые годы ведения тщательного учета и планирования времени (при наличии, разумеется, серьезной цели) удается увеличить фонд времени, идущего на творческую работу, примерно в три (!) раза. Стоит попробовать...
      Ведь надо отдавать себе отчет в том, что в XX веке, да, впрочем, и в другие века тоже, для достижения чего-то значительного нужно много времени и большое упорство. Рудольф Дизель для внедрения нового двигателя из одних суток сумел сделать двое: спал ночью 3 часа да днем 2—3 часа, все остальное — работа... К. Циолковский даже в день собственного венчания точил детали для электрической машины.
      До сих пор многим трудно понять феномен Жюля Верна, который сумел предсказать развитие науки и техники на несколько десятков лет вперед: из 108 предсказанных им изобретений и открытий 64 стали реальностью, только 14 не подтвердились (интересно, что именно эти 14 прогнозов были взяты Жюлем Верном из научной литературы). Но феномен объясняется просто — после смерти великого фантаста осталось 20 тысяч тетрадей-картотек, исписанных сведениями из самых различных наук. Жюль Верн был не просто писателем, он был еще и крупным ученым, и, чтобы быть в курсе научных новинок, ему приходилось начинать рабочий день в пять утра.
      В 1980 году студент из Литвы К. Чернис открыл новую комету. «Стоимость» открытия — 808 часов, проведенных у окуляра телескопа непрерывно на протяжении восьми лет.
      В американском журнале по прикладной психологии опубликовано интересное исследование. Психологи попытались выявить, как связаны те или иные черты характера ученого с его результативностью в науке. Оказалось, что самое сильное влияние на научную результативность имеют такие черты, как оригинальность мышления, богатое воображение, любознательность и энергичность. Больше всего тормозят науку консерватизм, удовлетворенность самим собой, формализм. Мешают прогрессу хитрость, осторожность, медлительность. А вот эксцентричность ни на что практически не влияет.
      Исследование психологов только подтвердило еще раз, что для успешной работы в технике и науке нужно владеть хорошими методами решения задач, иметь развитое воображение и отдавать все свое время любимому делу, именно любимому! «Черти не мелом, а любовью того, что будет, чертежи», — поэт Велимир Хлебников здесь как никогда прав.
     
      Шаг восьмой
      СОСТАВЛЕНИЕ ФОРМУЛЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
     
      Река истины протекает через каналы заблуждений.
      Р. Тагор
     
      Формула без математики
      Будем считать, что, вдохновляемый бесспорной истиной: «Все можно усовершенствовать, и каждый может творить», вы, читатель, успешно прошли первые семь шагов, нашли решение творческой задачи, и теперь необходимо завершить дело составлением описания изобретения и формулы изобретения.
      Описание составляется по произвольной форме, но при этом должна быть четко указана цель изобретения, область техники, к которой оно относится, детально изложено предлагаемое техпическое решение задачи, его отличие от уже известных решений, технико-экономический эффект и область возможного использования.
      В конце описания обязательно приводится так. называемая формула изобретения. Обычно под формулой мы понимаем комбинацию математических знаков, выражающих некоторую зависимость. В данном случае формула никаких математических знаков не содержит, а есть краткое и точное словесное выражение технической сути изобретения, заключенное, как правило, в одной фразе. Точность и краткость дает право назвать ее формулой, или словесной формулой.
      Чтобы эта фраза была емкой, приходится трудиться в полном смысле в поте лица. Даже опытные изобретатели многократно обдумывают и совершенствуют ее, пока не найдут ясную и четкую формулировку своего новшества. Это и понятно. Ведь в этой фразе должно быть «воистину словам тесно, а мыслям просторно». Более того, составление формулы изобретения нередко помогает автору окончательно прояснить суть найденного решения, его цель и, главное, ту его черту, которой оно отличается от уже известного.
      Вспоминается, как одного из авторов многократно атаковали два аспиранта, придумавшие новый способ кодирования сигналов типа Да — НЕТ, улучшающий защиту этих сигналов от действия помех.
      При первой встрече выяснилось, что ими неудачно выбран прототип. При второй — появилось сомнение в получаемом выигрыше по сравнению с уточненным прототипом. При третьей — аспиранты впесли усовершенствование в свое решение и действительно «обогнали» по помехоустойчивости прототип, но формула изобретения получилась столь длинной, что к концу ее читающий полностью забывает начало и теряет суть излагаемого. В дальнейшем ей была придана компактная форма, ясно выражающая новое решение.
      Из опыта следует, что начинать надо не с описания изобретения, а с тщательной отработки формулы. Поэтому составление описания мы рассмотрим на следующем шаге, а сейчас займемся составлением формулы.
      Следует помнить, что формула определяет объем изобретения, то есть границы сделанного творческого шага, и служит единственным критерием для их определения. Они указывают, какой творческий вклад внес изобретатель, устанавливают приоритет и т. д.
      Составление формулы изобретения следует начинать с «крещения» изобретения, то есть выбора ему имени. Наиболее точно назвать изобретение тоже нелегко, но необходимо, поскольку во многих информационных материалах часто дается только название изобретений и по нему часто приходится судить об их сути.
      Название должно характеризовать назначение объекта изобретения или указывать на принадлежность его к определенной области техники. Кроме того, оно должно быть кратким и точным, содержать не более восьми-десяти слов и соответствовать сущности изобретения.
      Ознакомление с уже выданными авторскими свидетельствами (особенно в прошлых десятилетиях) показывает, что эти требования не всегда выполнялись.
      Изобретение за № 237379 имеет завидно короткое название — «Ключ». Но оно отнюдь не однозначно. Это может быть ключ для отпирания дверного замка, ключ для завода часов или игрушек, гаечный ключ, ключ для передачи телеграфных сигналов, транзисторная переключающая схема...
      Среди названий старых изобретений встречаются: «Приемник без помех», «Фильтр к приемнику, устраняю-
      щий помехи», «Устройство, компенсирующее помехи»... Такое рекламирование своих изобретений при условии, что полностью избавиться от помех радиоприему принципиально невозможно, не допускается.
      Встречаются неоправданно длинные названия, вроде «Применение жирного масла мускатного шалфея в качестве связующего в производстве масляных красок, например, художественных масляных красок». Гораздо лучше и понятней звучало бы—«связующее для масляных красок», но не «жирное масло мускатного шалфея», ибо изобретено не масло, давно известное, а найдено новое его применение как связующее вещество для масляных красок.
      Начиная составлять формулу изобретения, надо помнить, что название изобретения должно дословно совпадать с начальными словами формулы изобретения. Покажем это на примере уже выданного свидетельства. Вот ею название: «Способ термической обработки деталей из высокопрочных коррозионпо-стойких сталей».
      И формула изобретения начинается так же: «Способ термической обработки деталей из высокопрочных коррозионно-стойких сталей...» И далее: «...включающий закалку, обработку холодом и отпуск, отличающийся тем, что, с целью придания деталям из высокопрочной коррозионно-стойкой стали различной прочности и твердости без снижения их коррозиопном стойкости, обработку холодом закаленных деталей проводят...»
      Вся формула изобретения состоит из трех частей, как правило, образующих одно предложение.
      Часть первая называется д о о т л и ч и т е л ь н о й, то есть предшествующей слову «отличающийся» в формуле. В ней излагается то, что было известно до описываемого изобретения, то есть фиксируются главные черты прототипа (известного технического решения, наиболее близкого к найденному новому решению).
      Часть вторая, неукоснительно начинающаяся словами: «отличающееся тем, что с целью...», формулирует цель, достигаемую применением изобретения. Если изобретение не создает полезного технического или социального эффекта, то есть бесцельно, то по нашему законодательству авторское свидетельство не может быть выдано.
      После формулировки цели изобретения (если их несколько, то перечисляются главные из них) следует наиболее ответственная, третья часть формулы. В ней кратко описывается то, что отличает описываемое изобретение от прототипа, то есть с помощью какого техниче-
      ского новшества достигается сформулированная во второй части цель.
      Проиллюстрируем составление формулы изобретения на примерах.
      Термоэлемент создает холод
      Многим известны термоэлектрические холодильники с малым объемом, которые применяются в быту, в каютах пассажирских судов, на железнодорожном и автомобильном транспорте. В основе их лежит использование термоэлемента. Это спай двух различных металлов или полупроводников. На свободных, неспаянных концах термоэлемента возникает электрическое напряжение, зависящее от разности температур этих металлов. Явление было известно давно.
      Но в природе распространен принцип, который можно назвать симметрией — если наблюдается прямой эффект, то возможен и обратный ему. Так случилось и с термоэлементом. Было установлено, что при пропускании тока через такой элемент наблюдается изменение его температуры — один из образующих спай элементов нагревается, а другой охлаждается. Это явление и используется в термохолодильниках. Но такие холодильники обладают существенным недостатком: из-за плохой теплоизоляции они не снижают температуру в холодильной камере больше, чем на 13—15 градусов по сравнению с температурой окружающей среды.
      Изобретателем найден простой путь улучшения теплоизоляции, позволивший снизить температуру в холодильнике на 24 градуса при той же потребляемой мощности или снизить потребляемую мощность при той же температуре. Кстати, холодильник на термоэлементах потребляет небольшую мощность — порядка 15 ватт.
      Приведем
      доотличительную
      часть.
      «Термоэлектрический микрохолодильник, содержащий холодильную камеру с примыкающей к ее стенкам термобатареей, наложенный на камеру слой изоляции и наружный кожух с расположенным в его нижней части радиатором, примыкающим к слою изоляции...»
      Затем укажем на «...отличающийся тем, что с целью цель изобретения. повышения холодоироизводительности и экономичности микрохолодильника...»
      «...наружный кожух установлен с зазором по отношению к слою изоляции и покрыт снаружи гофрированной оболочкой, а для осуществления фиксации наружного кожуха относительно радиатора п слоя изоляции служит фланец и пружинящие тяги с кольцевой накладкой, опирающийся на слой изоляции».
      Надеемся, что читатель уже из этого примера оценил целесообразность деления формулы на три части и охвата одной фразой сути изобретения: что уже было, с какой целью и каким образом создано лучшее.
      Побеждает молодость
      На интересном спортивном матче всегда можно увидеть мелькающего то тут, то там фотокорреспондента, ловко манипулирующего несколькими висящими на нем аппаратами. Зачем у него их так много? Да ведь надо снять на черно-белую и цветную нлепкн, на слайдовую пленку, а иногда и сделать стереоскопический снимок. Естественно встает вопрос — нельзя ли совместить все это в одном аппарате.
      Как-то, любуясь и ведя фотографирование вершин и ледников цирка Туют-Су на Тянь-Шане, мы начали обсуждать эту задачу. Дискуссия продолжалась вечерами в палатке. Каждый предлагал свой вариант. Победителем стал самый юпып из нас.
      Его формула изобретения звучала так: «Фотоаппарат для съемки на любую из трех пленок, имеющий три лентопротяжных механизма для каждой из пленок, один общий объектив с диафрагмой и затвором, отличающийся тем, что с целью съемки на любую из трех пленок в аппарате установлены два неподвижных зеркала и одно подвижное, новоротом которого мояшо направлять луч света от объектива на любую из трех пленок».
      Эскизы автора этого варианта показывали, что габариты такого «тройного» аппарата возрастают отнюдь не в трп раза, а всего лишь в полтора.
      Необходимо помнить, что в зависимости от типа изобретения несколько видоизменяется и построение фор-
      И наконец, на
      отличительную
      часть.
      мулы изобретения. Так, при составлении формулы на новое устройство в ней должна быть приведена уже существующая принципиальная конструктивная схема, на основе которой без дополнительного творческого поиска можно практически разработать новое устройство. Описание его дается не в динамике, а в статическом режиме.
      Поясним это примером.
      Формула изобретения
      «Широкополоспый усилитель, содержащий основной усилитель, аттенюатор, схему сравнения, выход которшй через вспомогательный усилитель подключен к одному из входов выходного сумматора, отличающийся тем, что с целью расширения области рабочих частот в него введены две линии задержки, одна из которых включена между входом основного усилителя и схемой сравнения, а другая — между выходом основного усилителя и вторым входом выходного сумматора».
      Если заявитель изобрел новый способ, то в формуле изобретения должен быть отражен необходимый ряд действий или приемов для достижения поставленной цели. Ясно, что в такой формуле не обойтись без глаголов (нагревают, прокаливают, устанавливают, смешивают, сравнивают и т. п.). Вот пример.
      Формула изобретения
      «Способ получения элементарной серы путем взаимодействия сероводорода с сернистым ангидридом в присутствии катализатора, отличающийся тем, что с целью повышения выхода целевого продукта в качестве катализатора используют демитилформамид и процесс ведут при 20°--130°С и содержании в смеси сероводорода 0,50—50 об. % и сернистого газа 0,025-25 об. %».
      Новые устройства и новые способы, конечно, не исчерпывают все виды изобретений. Например, в результате экспериментов по механическому смешиванию различных ингредиентов вы получили новый вид замазки, более стойкой к агрессивным средам, чем известные. В этом случае в формуле достаточно охарактеризовать входящие в состав смеси ингредиенты и их количественное соотношение.
      Если новое вещество получено химическим путем, то необходимо привести его химическую структурную формулу.
      Изобретением может быть и использование известных устройств, способов и веществ по совершенно новому назначению. Приведем пример.
      Для измерения излучения звезд и других космических объектов в радиоастрономии применяют очень чувствительное приемное устройство, подключаемое к радиотелескопу, получившее название радиометр.
      Совершенно новое применение радиометр нашел в медицине для измерения температуры внутренних органов человеческого тела. Он имеет явные преимущества перед так называемым тепловидением (измерение в инфракрасном диапазоне волн), которое дает температуру только кожного слоя толщиной не более 0,1 миллиметра.
      Радиометр, измеряющий тепловое излучение тела в сантиметровом и дециметровом диапазонах, идущее из глубоких слоев организма, может точно регистрировать температуру внутренних органов по интенсивности этого излучения.
      Горьковским ученым В. Троицким создан специальный радиометр для медицинских целей, имеющий наименьшую погрешность среди известных приборов такого типа, составляющую ±0,1° С. Этот прибор используется в клиниках Горьковского медицинского института для медико-диагностических исследований. Таким образом, неожиданное применение астрономического прибора в медицине, несомненно, является новаторством и котируется как изобретение.
      А вот другой пример. В аналитической химии давно известны реактивы в виде железоаммонийных квасцов, но их никогда не применяли в качестве стимуляторов роста растений. Изобретатель, установивший новые возможности этих веществ, получил авторское свидетельство с такой формулировкой:
      Формула изобретения.
      «Применение железоаммонийных квасцов в качестве стимулятора роста и продуктивности растений риса».
      На основании приведенных примеров читатель, если им найдено новое техническое решение, сможет составить формулу своего изобретения и, опираясь на нее, приступить к составлению описания изобретения.
     
      Шаг девятый
      СОСТАВЛЕНИЕ ОПИСАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
     
      То, что полностью не завершено, еще не существует.
      П. В а л е р и
     
      Письмо поясняет телеграмму
      Итак, если читатель будет следовать нашим шагам, то он не только найдет решение творческой задачи, но придумает удачное и краткое название изобретения и составит его формулу. А такую лаконичную информацию приходится несколько раз перечитывать, чтобы полностью уловить ее суть. Нередко только после ознакомления с описанием этого изобретения и возврата снова к его формуле начинаешь ее полностью понимать.
      Если формула похожа на телеграмму об изобретении, то описание его похоже на подробное письмо о нем.
      Пока нет единого мирового стандарта на составление описания изобретения. В нашей стране рекомендуется определенная логически обоснованная последовательность в его составлении. Вместе с названием изобретения и его формулой оно образует такую схему:
      Название изобретения. Область техники, к которой относится изобретение. - Преимущественная область использования. Характеристики аналогов. * Характеристика прототипа. Недостатки прототипа. -+ Цель, достигаемая изобретением. Сущность изобретения, его отличие от прототипа. - Примеры конкретного выполнения. -+ Предполагаемый полезный эффект. -* Формула изобретения.
      Покажем на конкретном примере, как выполняется приведенная логическая последовательность при составлении описания изобретения. В качестве примера используем уже выданное авторское свидетельство на устройство для переключения электрических цепей. Все мы ежедневно и по многу раз пользуемся переключателями тех или иных электрических цепей.
      Некто X., преодолевая сон, нажал кнопку настольной лампы, замкнул цепь ее питания и, взглянув на часы, вскочил как ужаленный. Проспал. Чай попить не удастся. Хотя бы побриться. Как быстрее — безопасной или электрической? Конечно, последней. Вставляет вилку в сеть, нажимает кнопку включения на бритве... Почему нет знакомого жужжания? Легкий удар по бритве. Жужжание появилось и тут же пропало. Все ясно — плохой контакт в кнопке включения...
      Придется не бриться. Не подвели бы контакты в лифте, бежать с 24-го этажа долго. X. нажимает кнопку лифта и с радостью ощущает, что движется вниз, коммутатор цепи сработал!
      Почему электрические контакты не всегда дают контакт? Все знают, что плохой контакт искрит. Эти крохотные молнии безжалостно разрушают его. Взгляните на нож рубильника — он словпо изъязвлен и изгрызен, покрыт копотью. Контакт постепенно ухудшается, становится ненадежным и перестает выполнять свои функции.
      Авторам приходилось участвовать ц при испытании, и при первом включении новых, сложных радиотехнических систем. При первом включении нередко эти системы отказывались функционировать. И поиск неисправностей всегда начинался с проверки контактов в коммутирующих цепях. На таких испытаниях можно услышать афоризм — «вся электроника зиждется на контактах». Некоторые острословы пытаются формулировать некий общий закон электрических цепей — «контакты происходят тогда, когда они не нужны, и не происходят, когда нужны».
      Совершенно ясно, что чем сильнее ток, проходящий через контакт при его замыкании или размыкании, тем грознее маленькие молнии и тем больше он обгорает.
      Один из путей преодоления трудностей коммутации при больших токах и необходимости в высоком быстродействии найден автором рассматриваемого изобретения. Вот его описание с нашим комментарием, набранным полужирным шрифтом.
      СПОСОБ КОММУТАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
      (Название изобретения. Из него следует, что объектом изобретения является способ.)
      (Область техники, «Изобретение относится к обла-
      где может сти управления электрическими це-
      использоваться.) пями и может быть использовано в электрических аппаратах с жидкометаллическим контактом.
      (Известный
      аналог
      изобретения.)
      (Прототип
      изобретения.)
      Известен способ коммутации электрических цепей с помощью жидкометаллического контакта, основанный на перемещении электродов относительно жидкого металла (патент США «№ 000). Устройство, в котором реализован этот способ, содержит средства перемещения электродов относительно неподвижного жидкого металла, залитого в корпус. Указанный способ не позволяет получить высокое быстродействие процесса коммутации из-за необходимости механически перемещать электроды. Кроме того, он приводит к усложнению электрических установок, в которых используется, что обусловлено трудностью обеспечения надежного электрического соединения перемещающихся электродов с внешними коммутируемыми цепями.
      От последнего недостатка свободен другой способ, также основанный на относительном перемещении электродов и жидкометаллического контакта (патент США). При этом способе жидкий металл перемещают относительно неподвижных электродов, вводя его в зазор между ними. Этот способ реализуется устройством, содержащим корпус с жидким металлом, электроды и привод, воз-
      (Недостаток прототипа.) действующий на жидкий металл для его перемещения. Но данный способ тоже обладает невысоким быстродействием, поскольку требует одновременного перемещения всей массы жидкого металла, а ограниченная мощность привода не позволяет увеличить скорость этого перемещения.
      (Цель изобретения.) Целью изобретения является повышение быстродействия процесса коммутации.
      (Сущность изобретения и его отличие от прототипа.) Для этого при способе коммутации электрических цепей, при котором перемещают жидкометаллический контакт относительно электродов, отделяют от жидкометаллического контакта его поверхностный слой и перемещают до соприкосновения с электродами, а затем направляют в межэлектродный зазор остальную часть жидкого металла. Выполнение коммутации в два этапа обеспечивает повышение быстродействия при сохранении возможности коммутации больших токов за счет того, что на первом этапе перемещают лишь небольшую массу поверхностного слоя жидкого металла, а на втором — замыкание электродов происходит через основную массу жидкого металла, перемещенную в межэлектродный зазор.
      (Пример конструктивного воплощения способа.) Данный способ может быть реализован в устройстве, имеющем корпус с жидким металлом, электроды и привод. В корпусе находится диафрагма, образующая дно для жидкого металла, выполненная в виде жесткого вкладыша, и размещенного
      между ним и корпусом эластичного вкладыша. Привод расположен над жестким вкладышем диафрагмы.
      Нижняя часть корпуса, размещенная над диафрагмой, может быть выполнена в виде герметичной полости, имеющей канал для соединения с источником пневматического управляющего воздействия.
      Наличие жесткого вкладыша позволяет при импульсном воздействии на него со стороны привода обеспечить отрыв поверхностного слоя жидкого металла, в результате чего достигается малая инерционность. Эластичность другого вкладыша позволяет при воздействии на него перемещать массу жидкого металла для увеличения поверхности соприкосновения его с электродами, в результате чего имеется возможность коммутации больших токов.
      (Заключительная часть — формула изобретения.)
      Формула Способ коммутации электриче-
      изобретения ских цепей путем перемещения жид-
      кометаллического контакта относительно электродов, отличающийся тем, что с целью повышения быстродействия отделяют от жидкого металла его поверхностный слой и перемещают его до соприкосновения с электродами, а затем направляют в межэлектродный зазор остальную часть жидкого металла».
      Как, вероятно, заметил читатель, в описании изобретения отсутствует раздел — «предполагаемый полезный эффект». Это допускается. Автор изобретения, по-видимому, на момент подачи заявки еще не располагал количественными данными об увеличении быстродействия предложенного способа коммутации. Но из описания следует несомненное уменьшение времени установления
      контакта, так как переместить поверхностный слой можно значительно быстрей, чем всю массу жидкого металла. Оценить увеличение быстродействия можно по величине отношения всей массы перемещаемого жидкого металла, к массе перемещаемого поверхностного слоя, используемого для контакта в первый момент.
      Письмо о термохолодильнике
      На предыдущем шаге, при ознакомлении с методикой составления формулы изобретения, мы приводили формулу изобретения «Термоэлектрического холодильника». Теперь целесообразно привести его описание с нашим комментарием, набранным полужирным штрифтом.
      ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МИКРОХОЛОДИЛЬНИК
      (Название изобретения. Объект изобретения — устройства.)
      «Изобретение относится к холодильной технике, а более конкретно — к устройству холодильников, работающих на термоэлектрических элементах и предназначенных для использования в быту, в каютах пассажирских судов, на железнодорожном и автомобильном транспорте.
      (Известные аналоги Известны бытовые холодильники изобретения.) с малым объемом холодильной каме-
      ры. Они имеют теплоизолированный внутренний корпус (камеру), термобатареи из полупроводников, наружный кожух и радиатор для отвода тепла от горячих спаев термобатареи (см. отчет ВНИХИ № 2193 «Исследование и разработка термоэлектрических холодильных установок», М., 1966).
      Ввиду сравнительно невысокой термодинамической эффективности термоэлектрического охлаждения горячие спаи обычно охлаждают с помощью вентиляторов или проточной
      (Область техники и примеры использования.)
      (Выбранный
      прототип.)
      (Критика
      прототипа.)
      водой. Использование для охлаждения проточной воды создает неудобства при эксплуатации, а наличие вентилятора, имеющего движущиеся механизмы, ведет к снижению надежности работы холодильника.
      Указанные недостатки устранены в бытовых термоэлектрических холодильниках, работающих на полупроводниках, в которых горячие спаи охлаждаются посредством свободной конвекции воздуха.
      Известный термоэлектрический микрохолодильник (см. патент ФРГ № 1272941 по классу 17а, 20 за 1968 год) имеет холодильную камеру, окруженную с боков и снизу слоем тепловой изоляции, и наружный кожух с двойными стенками, внутренняя из которых примыкает к слою изоляции и верхней кромке холодильной камеры. Между двойными стенками кожуха находится воздух, имеющий свободный вход и выход из пространства между стенками через отверстия, расположенные в верхней и нижней частях кожуха.
      Под нижним слоем изоляции находятся днище и полая камера с отверстиями, служащая радиатором холодильника. Элементы термобатареи расположены в боковых стенках холодильника, примыкая к стенке холодильной камеры и внутренней стенке наружного кожуха. Охлаждение горячих спаев термобатареи достигается путем конвекции воздуха между двойными стенками.
      В этом холодильнике наружный кожух и верхняя стенка радиатора непосредственно прилегают к слою изоляции, что создает дополнительные притоки тепла в холодильную
      камеру, к тому же температура наружной стенки кожуха обычно выше температуры окружающей среды не менее чем на 10° С.
      Приток тепла к холодильной камере приводит к тому, что температуру в ней не удается снизить больше, чем на 13—15° С по сравнению с температурой окружающей среды или же для необходимого снижения температуры приходится увеличивать слой изоляции (за счет снижения доли полезного объема холодильника) и повышать расход электроэнергии на питание термобатареи.
      (Цель изобретения.) Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и повышение как холодо-производительности, так и экономичности холодильника.
      (Сущность Указанная цель достигается тем,
      изобретения и его что в известном термоэлектрическом отличие от микрохолодильнике, имеющем хо-
      протстина.) лодильную камеру, примыкающую к
      ней термобатарею, слой изоляции, наложенный на стенки холодильной камеры, и наружный кожух с расположенным в его нижией части радиатором, примыкающим к слою изоляции, наружный кожух установлен на некотором расстоянии от слоя изоляции и покрыт снаружи гофрированной оболочкой, а фиксация наружного кожуха относительно радиатора и слоя изоляции осуществляется с помощью фланца и нескольких пружинящих тяг с кольцевой накладкой, опирающейся на слой изоляции.
      Устранение непосредственного контакта наружного кожуха со слоем изоляции, достигаемое такой кон-
      (Пример
      конкретного
      выполнения.
      Пояснение
      обозначений
      на чертеже.)
      (Экономическая эффективность.)
      струкцией, сводит к минимуму приток тепла к холодильной камере, что позволяет повысить холодопроизво-дительность холодильника и экономит расход электроэнергии на питание термобатареи. Этому же способствует и гофрированная оболочка, охватывающая наружный кожух.
      На приведенном чертеже изображен общий вид предложенного термоэлектрического микрохолодильника с частичным вырезом его стенки для лучшего показа конструкции.
      Микрохолодильник имеет холодильную камеру... (Чертеж мы не приводим и опускаем подробное описание конструкции.)
      Наличие конического выступа у радиатора уменьшает переток тепла между горячими и холодными поверхностями в зоне расположения термобатареи.
      Устранение непосредственного контакта наружного кожуха со слоем изоляции снижает приток тепла к холодильной камере на 30% по сравпению с известным устройством холодильника, что уменьшает расход электроэнергии на питание термобатареи.
      Испытания показали надежность действия микрохолодильника и возможность хранения в нем пищевых продуктов.
      В описываемом микрохолодильнике может быть достигнуто снижение температуры до 24° С (в известном холодильнике 13—15 С) по сравнению с температурой окружающей среды при потребляемой мощности не более 12 ватт. Намечен серийный выпуск микрохолодильников».
      Приведенный текст описаний и формул изобретений, наверное, несколько утомил читателя, но он нам понадобился для того, чтобы лучше усвоить логическую схему составления описания, показать ее целесообразность и необходимость.
      Кроме того, хотелось обратить внимание на различие описаний двух приведенных примеров. Только во втором мы находим количественную оценку реализуемого эффекта (ее весьма желательно иметь в описании изобретения) — воплощение новой идеи позволило снизить температуру до 24 градусов Цельсия, то есть приблизительно на 10 градусов ниже, чем в прототипе.
      Теперь переключимся с земных задач на... космические.
      Солнце сигналит инопланетянам
      Авторы книги одно время обдумывали возможность передачи наших земных сигналов, наших «АУ-У-У», другим цивилизациям не с помощью радиопередатчиков или мощных лазерных источников, а путем использования Солнца в качестве такого источника.
      Естественно возникает вопрос: каким образом человек, обитатель планеты, удаленной от светила на 150 миллионов километров, может осуществить столь дерзкий замысел?
      Для передачи самой простой информации надо располагать как минимум двумя качествами сигнала: он должен нести утверждение (ДА) и отрицание (НЕТ).
      Принципиально в нашем случае могут быть разные пути реализации ДА — НЕТ: наличие излучения и его отсутствие, сильное и ослабленное излучение, излучение то в одном участке спектра, то в другом...
      Но все это нам пока не под силу, несмотря на огромные достижения в освоении космоса, в использовании энергии атома и в других областях. С этим нельзя не согласиться. Но для тренировки в составлении описания и прояснения сути дела обратимся к наброскам авторов. Пусть это выглядит пока фантастикой, но все же... (Здесь комментарий также набранный полужирным шрифтом.)
      Способ передачи сигналов в дальнем космосе
      (Область техники и возможное использование.)
      (Аналоги
      изобретения.)
      (Выбор прототипа.)
      (Недостатки
      прототипа.)
      Изобретение относится к области передачи сигналов в дальнем космосе, то есть в мире звезд и галактик.
      Может быть использовано для передачи наших сигналов другим космическим цивилизациям.
      Известен ряд способов передачи сигналов другим цивилизациям, хотя ни один из них пока не привел к установлению земляиами контакта. Это радиоизлучение в различных диапазонах частот. Особые надежды возлагаются на так называемый природный стандарт — на частоту излучения водорода (волна 21 см), которую излучает водород, заполняющий просторы Вселенной.
      Новые возможности открывает лазерный луч, который может быть сфокусирован в тончайший пучок, пронзающий, как острая шпага, космические просторы.
      Наконец, в последнее время была выдвинута идея использования для переноса информации микроорганизмов (вирусов, бактериофагов и др.), в наследственный код которых записывается послание.
      В качестве прототипа изобретения используем передающее устройство в области радиочастот, которое, по известным расчетам, выглядит при сегодняшнем уровне земной техники наиболее перспективным для передачи-сигналов на огромные космические расстояния.
      Основной недостаток прототипа связан с тем, что достигнутый уровень максимальной мощности наших
      (Сущность изобретения отличие от прототипа.)
      передатчиков (миллионы киловатт) недостаточен для эффективного облучения большой сферы вокруг нашей звезды. Диаметр этой сферы для охвата большого числа звезд и, следовательно, получения значительных шансов на установление контакта должен быть порядка сотен, тысяч и более световых лет.
      По мере развития земной технологии уровень достигаемой максимальной мощности будет расти, но и это не решит проблемы. Расчеты показывают, что передатчик необходимой мощности, если будут найдены пути его создания, надо будет выносить за пределы больших планет, чтобы не погубить все живое на Земле (см. статью Маковецкого П. В., Петровича Н. Т., Троицкого В. С. «Проблема внеземных цивилизаций — проблема поиска». — В кн.: Проблема поиска внеземных цивилизаций. М., Наука, 1981, с. 83-95).
      В связи с изложенным и возни-его кает идея использовать уже готовый сверхмощный источник излучения, охватывающий как оптический диапазон, так и заметную часть радиодиапазона. Это наше светило — Солнце. Модуляция солнечного излучения осуществляется следующим образом. С Земли стартует мощная ракета (или группа ракет), которая, преодолев земное тяготение, становится спутником Солнца, то есть выходит на гелиоцентрическую орбиту. Ракета несет полезный груз — большой запас легко распыляемого непрозрачного вещества. По команде с Земли пли автономно ракета, взрываясь. распыляет вещество и создает малопрозрачное облако, которое
      должно несколько ослабить излучение звезды в направлении Солнце -* Облако. Если это затемнение составит величину, которую телескопы и радиотелескопы инопланетян смогут зарегистрировать, то сигнал будет принят. С течением времени это облако рассеется, и можно посылать следующий сигнал. Таким образом, при заметном затемнении можно вести медленную передачу типа ДА — НЕТ. ДА — затемнение, НЕТ — отсутствие затемнения. Периодичность следования посылок в этой «азбуке» будет зависеть от времени рассеивания создаваемого облака, требует экспериментальной проверки и измеряется, вероятно, десятками дней или даже месяцев.
      В качестве примера конкретного применения...
      И тут авторы споткнулись... Затмить Солнце даже на доли или единицы процента его излучения оказалось сверхграндиозной задачей для наших скромных земных возможностей как по средствам доставки гигантского количества распыляемого вещества к светилу, так и по его добыче из недр нашей или соседних с нами планет.
      Однако идея использования дарового источника для сигнализации этим таинственным и волнующим нас инопланетянам продолжает сверлить сознание. Может быть, создание гигантских антенн на гелиоцентрических орбитах диаметром в сотни километров, которые концентрируют энергию Солнца в остронаправленный луч и управляются с Земли, поможет в будущем решить эту задачу. Тем более что сооружения такого типа могут быть использованы для подачи дополнительной солнечной энергии на Землю. Когда лежишь на пляже в знойный день и лучи светила буквально прижимают тебя к песку, то кажется, что вся солнечная энергия отдается нашей планете. Но ведь Солнце облучает всю окружающую его сферу, в которой находится малюсенькая горошина — Земля. И этой горошине достается только половина от одной миллиардной части всего излучения Солнца. И наступит время, когда обитатели этой «горошины»
      не удовлетворятся таким скудным пайком и захотят уловить немного больше этой гигантской энергии, бесполезно уходящей в глубины Вселенной.
      Один из путей — сооружение огромных антенн, собирающих в свою чашу лучистую энергию Солнца и посылающих ее по узкому радиолучу на Землю. А может ли радиолуч, профессия которого — перенос информации, транспортировать энергию?
      Вполне. Первые опыты по передаче по радио мощности в 30 киловатт подтверждают это.
      Говоря о более полном использовании энергии нашей звезды, нельзя не вспомнить о так называемой «сфере Дайсона». Это смелый проект американского профессора Ф. Дайсона, по которому, разобрав одну из планет нашей системы, например Марс, на стержни, можно из них соорудить гигантскую решетчатую сферу вокруг Солнца и стать хозяином всей или значительной части энергии, излучаемой нашим светилом.
      Диаметр этой сферы должен быть огромным — порядка диаметра орбиты Земли. В этой рукотворной сфере можно создать богатую биосферу и существовать роду человеческому, не зная энергетических кризисов, не боясь, что источник энергии вскоре иссякнет.
      Любопытнейшей особенностью «сферы Дайсона» является ее сильное излучение в инфракрасном диапазоне волн. Она как бы сама о себе сигналит. Поиск таких астрономических объектов идет. Ряд звезд с таким излучением обнаружен и взят под особое наблюдение. А вдруг
      это звезды, заключенные в сферы?
      На этом мы заканчиваем знакомство с составлением описания изобретения. Надеемся, что приведенный материал поможет читателю в составлении своей первой, самой трудной авторской заявки на изобретение.
      При этом надо помнить, что окончательная отработка как описания, так и формулы изобретения производится квалифицированными экспертами нашей патентной службы, которые снимут неизбежные шероховатости и отклонения от принятых норм. Но об этом — в нашем следующем, завершающем шаге.
     
      Шаг десятый
      ОФОРМЛЕНИЕ АВТОРСКОЙ ЗАЯВКИ
     
      Дело без конца, что кобыла без хвоста.
      Народная пословица
     
      Авторское свидетельство или патент!
      Вполне понятно, что для проведения государственной экспертизы предполагаемого изобретения и возможного последующего включения его в патентный фонд страны, кроме описания изобретения, включая чертежи к нему, и формулы изобретения, необходимы дополнительные материалы.
      Одним из них является заявление автора (или авторов) на выдачу авторского свидетельства (или патента). Кстати, для признания изобретения и его автора и свидетельство и патент равнозначны, однако между ними имеется и различие.
      Оформляя авторское свидетельство, автор передает государству исключительное право на использование своего изобретения.
      При получении патента право использования изобретения закрепляется за самим автором или другим лицом, которому перешло это право от автора.
      Таким образом, различие между авторским свидетельством и патентом сводится к различию в возможностях использования изобретения.
      Исключительное право государства, закрепленное авторским свидетельством, приводит к тому, что советские граждане (например, кустари) или иностранные фирмы обязаны получить разрешение Государственного комитета по делам изобретений и открытий, чтобы на территории СССР использовать это изобретение в виде промысла.
      Если на изобретение выдан патент, то требуется согласие автора на использование его изобретения на территории СССР, в том числе и для государственных органов.
      Срок действия патента — 15 лет со дня подачи заявки, при условии уплаты ежегодных пошлин за его обладание.
      Имеются некоторые ограничения на выдачу этого документа. Нельзя претендовать на патент, если изобретение сделано в связи с работой на государственном, кооперативном, общественном предприятии или в учреждении, а также по их заданию или с получением от них материальной, в том числе денежной, помощи. Кроме того, только авторские свидетельства, а не патенты выдаются на некоторые типы изобретений (например, связанные с обороной страны).
      Статистика показывает, что советские изобретатели в редчайших случаях предпочитают получить патент, а не авторское свидетельство. Число ежегодно подаваемых заявок в стране превышает 150 тысяч. Из них только в нескольких случаях выбирается патент. Это говорит, во-первых, о патриотизме наших изобретателей, которые передают свои изобретения государству для быстрейшего роста его технического потенциала. Во-вторых, это объясняется тем преимуществом, которое дает авторское свидетельство, а именно: получение и поддержание в действии авторского свидетельства не сопряжено с уплатой пошлин; только оно дает право на денежное вознаграждение, а также на льготы при трудоустройстве, при получении жилья и др. Кроме всего этого, авторское свидетельство действует бессрочно.
      В капиталистических странах патент является единственной формой закрепления авторства изобретения. Но так как изобретение позволяет получить повышенные прибыли, частные предприниматели и фирмы всеми средствами стремятся завладеть патентами. Тут используются разные пути. На изобретения, сделанные сотрудниками фирмы, заявка на патент подается, как правило, не от имени автора, а от имени фирмы. Далее, широко применяется покупка патентов у изобретателей с потерей ими всех прав на него. Нередки случаи «замораживания» патентов, то есть скупка их без реализации. Это делается для того, чтобы не допустить использования новинки конкурирующими фирмами. Многие фирмы имеют группы технического шпионажа, ведущие тайную разведку готовящихся к заявлению изобретений у конкурирующих фирм и стараются опередить их в подаче заявок, используя похищенные материалы.
      Все это хорошо описал известный американский писатель, физик по образованию М. Уилсон в книге «Брат мой — враг мой». Кстати, он же автор книги «Американские ученые и изобретатели». Обе книги переведены и изданы у нас в стране.
      Но вернемся к вопросам правовой охраны изобретений. Документ об авторстве, выданный изобретателю в той или иной стране, естественно, действует лишь в ее географических пределах. Чтобы это изобретение имело юридическую силу в другом государстве, то есть охранялось его законом, на него должен быть получен патент именно в этой стране. Практическая реализация зарубежного патента требует так называемой лицензии (права на его использование), которая приобретается в государстве, где сделано и зафиксировано документом изобретение.
      Приоритет от...
      Совершенно ясно, что патентование изобретений за рубежом позволяет специалистам приобретающей страны значительно быстрее знакомиться с новыми изобретениями.
      Вот здесь и может случиться казус — «обгон» одним изобретателем другого.
      Проиллюстрируем это примером. Например, гражданин Англии подал у себя на родине заявку на изобретение 15 января 1985 года. Если его идея будет признана удовлетворяющей требованиям к изобретению, то именно эта дата будет определять приоритет его патента. Слово «приоритет» (от латинского prior — первый, старший) означает в патентной литературе первенство по времени в получении авторского свидетельства или патента. Через некоторое время, предположим 15 мая того же года, американский изобретатель подает заявку на ту же идею в США. Далее, предположим, что английский изобретатель решил приобрести патент на свое изобретение еще и в США и подал свою заявку в эту страну только 10 августа. Американское бюро патентов отказывает английскому изобретателю, мотивируя это тем, что заявка на аналогичную идею уже имеется у них: она подана гражданином США раньше, 15 мая 1985 года. Вот и получился «обгон» — английский изобретатель имеет более ранний приоритет у себя в стране (15 января), а в США его опережает изобретатель, имеющий более поздний приоритет (.15 мая). Конечно, публикация
      о выдаче английского патента с приоритетом от 15 января 1985 года поставила бы все на свои места, но это потребовало бы длинного и сложного разбирательства, экспертиз, а может быть, и судебного расследования.
      К счастью, для большинства стран сейчас эта ситуация не может иметь места. Она ликвидирована международным соглашением, известным под названием Парижской конвенции. История ее любопытна. Когда в 1873 году в Вене готовилась международная выставка, то промышленники не спешили везти туда свои новинки. Они опасались, что демонстрация их па выставке помешает получению патентов на изобретения. В связи с этим был созван I Международный патентный конгресс. Но его делегаты из разных стран не смогли найти приемлемого для всех решения.
      Та же история, то есть боязнь выставлять новинки, повторилась и при организации выставки в Париже в 1878 году. Это подтолкнуло к новому международному обсуждению, которое завершилось подписанием одиннадцатью государствами 20 марта 1883 года в Париже специальной конвенции. В чем же ее суть?
      Она сводится к так называемому «конвенционному приоритету» — льготному сроку для подачи заявки в чужую страну, подписавшую конвенцию. Согласно договоренности он составляет 12 месяцев. Поясним это на нашем примере. Так как английский заявитель в своей стране имеет приоритет от 15 января 1985 года, то если он подаст свою заявку в любую другую страну, подписавшую конвенцию, не позднее, чем через год, то есть до 15 января 1986 года, то в этих странах также будет принят его приоритет от 15 января 1985 года.
      Возникает законный вопрос: почему нельзя сразу подать заявки на изобретение в разные страны? Одна из причин в том, что заявку приходится оформлять по-разному для разных стран в соответствии с законодательствами этих стран. Так, в Аргентине нужно представить три комплекта чертежей — один на полотняной кальке, другой на бристольском картоне, третий на ватмане с очерченными полями в полтора сантиметра. В Греции иные требования: два комплекта чертежей, формат 20X30 сантиметров или 30X 40 сантиметров, один на полотняной кальке, другой на бумаге, поля 2 сантиметра, но неочерченные. В США раньше требовалось вместе с заявкой представлять и действующий макет предлагаемого устройства. Пнтереспо, что после отмены этого требования состоялась грандиозная распродажа многих тысяч макетов, скопившихся в подвалах патентных бюро.
      Уже из этих примеров следует, что «одним махом» получить иностранные патенты не удается. Парижская конвенция, к сожалению, не предусматривает никакой унификации в оформлении и патентном законодательстве разных стран.
      Да, мы совсем забыли про выставки, которые дали толчок к заключению конвенции. Как разрешила этот вопрос Парижская конвенция?
      По общим положениям получить патент на изобретение, которое уже известно, например демонстрировалось на выставке, нельзя. Но участники конвенции сделали оговорку на этот счет, суть которой в том, что если эта выставка официальная или официально признанная, то устанавливается льготный срок, в течение которого можно подать заявку на изобретение, показанное на выставке. Продолжительность этого срока устанавливается национальным законодательством. В Советском Союзе он равен 6 месяцам, во Франции — 12 месяцам и т. д.
      В настоящее время в Парижской конвенции участвуют 66 государств. Среди них СССР, США, Англия, Франция, ФРГ, Япония, Италия, Канада и др.
      Кроме того, подавая заявку в другую страну, необходимо, во-первых, внести денежный взнос этому государству и, во-вторых, выплачивать ежегодные пошлины для поддержания патента в силе. И естественно встает вопрос: есть ли смысл стремиться подать заявку во все или многие страны?
      Ответ отрицательный. Имеет смысл патентовать изобретения только в тех странах, где есть заметные шансы наладить экспорт изделий по этому изобретению или продать лицензию на него.
      После того как заявка подана в своей стране и закреплен приоритет изобретения, необходимо некоторое время для выяснения возможности его использования в других странах. Вот тут и помогает Парижская конвенция, которая дает на это целый год. За это время можно распространить информацию об изобретении за рубежом, начать предварительные переговоры, не опасаясь, что тебя «обгонят».
      С другой стороны, участие в конвенции вызывает приток иностранных заявок. Иногда экономически целесообразней купить лицензию, чем тратить время и силы на поиски своих решений.
      В Советском Союзе прц организации системы цветного телевизионного вещания, несмотря на наличие отечественных экспериментальных установок, оказалось более выгодным купить лицензию на одну из уже освоенных в производстве систем. Были проведены сравнительные испытания нескольких систем при передаче по радио и по кабелю на различных трассах нашей страны, в которых принимал участие один из авторов, и предпочтение было отдано системе «Секам», впоследствии усовершенствованной совместно советским и французским специалистами.
      Для ускорения прогресса нашей страны и защиты экономических интересов за рубежом на министерства, ведомства, предприятия, организации и учреждения возложены обязанности:
      — патентование советских изобретений за границей;
      — продажа лицензий на советские изобретения и научно-технические достижения и покупка лицензий на изобретения и научно-технические достижения, принадлежащие иностранцам;
      — проверка патентной чистоты советской продукции;
      — изучение и использование патентной информации на всех стадиях планирования и создания новой продукции и технологических процессов.
      Необходимо пояснить важный юридический термин «патентная чистота». Он означает возможность использования объекта техники — машин, приборов, оборудования, материалов, технологических процессов — в данном государстве без нарушения прав по ранее выданным действующим патентам на изобретения, закрепленным в этом государстве. Иначе говоря, использование этого объекта или продажа его в другое государство не вызовет законных претензий других патентообладателей.
      Очевидно, что патентная чистота — абсолютно необходимое условие для выдачи патента на изобретение.
      Возвращаясь к заявлению на выдачу авторского свидетельства или патента, отметим, что там должна быть обязательно поставлена дата его подачи. Правда, приоритет изобретения отсчитывается не от этой даты, а от даты поступления изобретения в министерство, ведомство или в Государственный комитет по делам изобретений СССР. Эта дата указывается на выдаваемом авторском свидетельстве и стоит после слов «Приоритет от...». Она очень важна при различных спорах о первенстве того или иного изобретателя.
      Иногда случаются ситуации, когда на одну и ту же идею поступают две заявки одновременно, с равной приоритетной датой. Тогда не знающие друг друга изобретатели становятся соавторами и им выдается совместное авторское свидетельство.
      Ничего нет удивительного, что идея рождается одновременно у нескольких изобретателей. Ход развития науки и техники таков, что в разных местах одновременно созревают условия для «рождения» идеи. Недаром говорят — «идея носится в воздухе». Удивительно то, что они поступают на регистрацию точно в один день! Однако теория случайных событий хорошо объясняет эту ситуацию и даже дает надежные формулы для количественной оценки таких редких событий
      Заявление на выдачу авторского свидетельства может быть от имепи предприятия или от имени автора изобретения. В первом случае предприятие представляет заключение о новизне технического решения с указанием возможных областей его применения в народном хозяйстве и ожидаемого экономического или иного эффекта. Во втором случае, такое заключение необязательно и все документы подаются либо через отделение Всесоюзного общества рационализаторов и изобретателей (ВОИР), или самостоятельно в Госкомизобретений СССР.
      Если изобретение коллективное, то прилагается справка от авторов о творческом участии каждого из них.
      Наконец, в комплект подаваемых документов должна входить анпотация, то есть краткое изложение того, что раскрыто в описании изобретения и в формуле изобретения, с указанием области применения и возможности использования изобретения.
      Теперь предположим, что наш читатель успешно совершил все 10 шагов, составил всю необходимую документацию по изобретению и подал ее на экспертизу в Госкомизобретенпй СССР. Что дальше происходит с заявкой?
      Все поступившие в комитет заявки регистрируются и подвергаются предварительной экспертизе. Цель ее состоит в проверке всех требований, предъявляемых в заявке. Если она составлена в соответствии с правилами, которые мы уже здесь разбирали, то принимается к рассмотрению. В этом случае автору высылается так называемая приоритетная справка, где фиксируется дата поступления заявки, то есть дата приоритета заявки.
      Не исключен случай, когда автор может получить отказ в принятии заявки к рассмотрению после предварительной экспертизы. Такое решение может быть принято, если описанное в авторской заявке решение не может быть признано изобретением (например, методы и системы организации и управления хозяйством, бесполезные изобретения и т. д.).
      Наконец, предварительная экспертиза может возвратить заявку и предложить заявителю внести в нее некоторые изменения и дополнения.
      Срок предварительной экспертизы в Госкомизобрете-ний СССР небольшой — 15 дней.
      Будем считать, читатель, что ваша заявка успешно прошла первую преграду и поступила на второй, самый ответственный этап — государственную научпо-техниче-скую экспертизу.
      Это глубокий и, следовательно, не очень быстрый (до 6 месяцев) процесс исследования экспертами технического решения задачи, изложенного в заявке, сопоставление этого решения с известными решениями той же задачи, содержащимися в различных информационных материалах на момент подачи заявки. Завершается этот процесс заключением о возможности или невозможности признания заявленного технического решения изобретением.
      Положительное решение экспертизы, как мы уже разбирали, образпо говоря, базируется на трех китах: НОВИЗНА РЕШЕНИЯ; СУЩЕСТВЕННОЕ ОТЛИЧИЕ ОТ ИЗВЕСТНОГО; ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ.
      Только одновременное удовлетворение всех трех требований дает право признать техническое новшество изобретением и выдать авторское свидетельство.
      Вознаграждение за идею и труд
      Перейдем теперь к вопросу вознаграждений за изобретения. Принцип его определения зависит от пользы, приносимой народному хозяйству, от полученной экономии.
      Вознаграждение за использование изобретения выплачивается автору (соавторам), если изобретение:
      1) использовано в народном хозяйстве СССР;
      2) использовано в документации, переданной в другие страны в порядке экономического и научно-технического сотрудничества;
      3) использовано на объектах, сооружаемых предприятиями и организациями СССР за границей при оказании технического содействия зарубежным странам;
      4) реализовано путем продажи лицензии за границу. Вознаграждение в этом случае выплачивается, если изобретение защищено авторским свидетельством в СССР и патентом за границей или только авторским свидетельством в СССР либо патентом за границей.
      Сумма вознаграждения за изобретение выплачивается автору (соавтору) в течение 5 лет с начала использования его на предприятии, в организации, учреждении, которое первым использовало это изобретение, независимо от срока, прошедшего с момента выдачи авторского свидетельства, в размере 2 процентов от суммы экономии, полученной в каждом календарном году.
      Вознаграждение за использование изобретения, не создающего экономии, выплачивается единовременно в размере, определяемом в зависимости от его действительной ценности. Руководитель предприятия, организации, учреждения, министерства, ведомства вправе увеличить размер этого вознаграждения при расширении объема использования изобретения в последующие четыре года в пределах установленных максимальных сумм вознаграждения.
      Максимальный размер вознаграждения за одно изобретение не может превышать сумму в 20 тысяч рублей.
      Часто изобретения бывают сделаны в связи с выполнением служебного задания: по плану научно-исследовательских работ, по плану разработки и внедрения
      новой техники. В этих случаях авторам выплачивается единовременное поощрительное вознаграждение в размере от 20 до 200 рублей за одно изобретение.
      Какие еще льготы имеют изобретатели?
      Авторы изобретений имеют право иа внеконкурсный прием в высшие учебные заведения; право представлять эти работы наравне с диссертациями к защите на соискание степеней кандидата и доктора наук. Более того, к защите докторской диссертации могут быть допущены лица, не имеющие ученой степени кандидата наук, но известные своими изобретениями. В виде исключения авторам наиболее крупных изобретений может быть присуждена степень кандидата или доктора наук без защиты диссертации.
      Наконец, авторы изобретений имеют право на дополнительную жилую площадь наравне с научными работниками.
     
      * * *
     
      Итак, завершен наш последний, десятый шаг. Авторы надеются, что протоптанная тропа в десять шагов, где есть и маленькие шажки и гигантские, не только увлечет читателей в страну новых, еще не известных никому технических решений, но и поможет одолеть эту тропу, обрести себя в этой стране и обогатить себя и Родину творческим полетом мысли.
      Организация массовой изобретательской работы
      Наш век знаменит многими достижениями. Одним из них можно, безусловно, считать осознание того, что творчеству, изобретательству можно учить.
      Около двухсот школ и университетов технического творчества, где познают методы теории решения изобретательских задач, действуют в нашей стране. Опыт СССР перенимают в социалистических странах; в Болгарии даже создан научный центр по изучению ТРИЗ.
      В разных городах страны сложилась своя система обучения. В Минске оно организовано Советом молодых ученых ЦК комсомола Белоруссии, в Ленинграде и Днепропетровске созданы народные университеты, в которых обучаются инженеры, научные работники, студенты. В Кишиневе и Ангарске азы теории изобретательства постигают школьники.
      В новые учебные планы некоторых вузов страны вводится учебный курс «Основы научных исследований», в программе которого предусмотрено изучение методов ТРИЗ.
      Обучение в школах ТРИЗ не заканчивается защитой творческих итоговых работ. Многие выпускники пробуют свои силы в исследовательской и преподавательской работе, а основная их масса изобретает, но уже с применением всего арсенала средств, даваемых теорией. И изобретает успешно.
      Вот некоторые данные. Примерно за три года после окончания школы ТРИЗ при Минском радиотехническом институте 28 молодых инженеров подали 197 заявок на изобретения, получив 130 авторских свидетельств. За девять лет в Днепропетровске ТРИЗ изучили 500 слушателей. Итог их практической работы — 350 авторских свидетельств. С сентября 1980 года в технических вузах Украины студенты изучают дисциплину «Основы технического творчества», программа которой в основном включает методы ТРИЗ. За три года после введения новой дисциплины изобретательская активность студентов заметно возросла. Только за 1983 год они получили 292 авторских свидетельства.
      В наше время НТР жизнь человека немыслима без изобретений. И если есть возможность освоить передовые методы решения изобретательских задач, надо эту возможность использовать. Не откладывая дело в долгий ящик (упущенное время не возвращается!), обратитесь в городской совет Всесоюзного общества изобретателей и рационализаторов — его работники помогут вам поступить на курсы ТРИЗ.
      Пусть ваш интерес перерастет в непреодолимое желание приобщиться к изобретательству, желание пусть сменится целью, на пути к которой вы познаете восторг первооткрывателя. Как говорится, ни пуха!
     
      Литература в помощь начинающему изобретателю
     
      1. Альтов Г. И тут появился изобретатель. — М.: Детская литература, 1984. Легко читающееся введение в теорию решения изобретательских задач.
      2. Альтшуллер Г. С. Алгоритм изобретения. — М.: Московский рабочий, 1973. Изложен АРИЗ-71, рассмотрены приемы устранения технических противоречий в поисковой таблице.
      3. Альтшуллер Г. С. Творчество как точная наука. — М.: Советское радио, 1979. Даны основы ТРИЗ с задачами и текстом АРИЗ-77.
      4. Альтшуллер Г. С., Селюцкий А. Б. Крылья для Икара (Как решать изобретательские задачи). — Петрозаводск: Карелия, 1980. Популярное изложение ТРИЗ для молодежи.
      5. Альтшуллер Г. С., Злотин Б. Л., Филатов В. И.
      Профессия — поиск нового. — Кишинев: Картя Молдовеняско,
      1985. Рассмотрено применение методов ТРИЗ при проведении функционально-стоимостного анализа. Приведен текст АРИЗ-85, дана система из 59 стандартов.
      6. Буш Г. Рождение изобретательских идей. — Рига: Лиес-ма, 1976. Посвящена стратегии семикратного поиска и гирляндам ассоциаций.
      7. Джонс Дж. Инженерное и художественное конструирование. — М.: Мир, 1976. Изложены мозговой штурм, морфологический анализ, синектика и другие неалгоритмические методы.
      8. Джоунс Д. Изобретения Дедала. — М.: Мир, 1985. В книге собраны самые различные идеи — от серьезных до фантастических.
      9. Диксон Дж. Проектирование систем: изобретательство, анализ и принятие решений. — М.: Мир, 1969. Посвящена неалгоритмическим методам.
      10. Петрович Н. Т. Беседы об изобретательстве. — М.: Молодая гвардия, 1981 (серия «Эврика»), Популярный рассказ об интересных изобретениях и методах поиска идей.
      11. Трин г М., Лейтуэйт Э. Как изобретать? — М.: Мир, 1980. Авторы делятся своим опытом в изобретательстве, рассматривают некоторые приемы изобретательства.

|||||||||||||||||||||||||||||||||
Распознавание текста книги с изображений (OCR) — творческая студия БК-МТГК.

 

 

НА ГЛАВНУЮТЕКСТЫ КНИГ БКАУДИОКНИГИ БКПОЛИТ-ИНФОСОВЕТСКИЕ УЧЕБНИКИЗА СТРАНИЦАМИ УЧЕБНИКАФОТО-ПИТЕРНАСТРОИ СЫТИНАРАДИОСПЕКТАКЛИКНИЖНАЯ ИЛЛЮСТРАЦИЯ

 

Яндекс.Метрика


Творческая студия БК-МТГК 2001-3001 гг. karlov@bk.ru