Генрих Альтшуллер - Крылья для Икара. Как решать изобретательские задачи

Краскораспылители — приборы грубоватые и капризные. Режим их работы зависит от многих, порой трудноуловимых причин. Поэтому приходится вести окраску медленно, в режиме, при котором одна-две секунды не имеют особого значения. Как быть?

Теперь вы знаете: задача 10 на самом деле не задача, а типичная изобретательская ситуация. Она может быть превращена в самые различные задачи: как вообще избежать необходимости окрашивать приборы? как изменить распылители, чтобы они работали стабильнее? как лучше вести контроль за процессом окраски? как изменить краску? как изменить условия окраски?.. Эксперименты с этой ситуацией показали, что в подавляющем числе случаев ситуацию переводят в задачу на улучшение контроля за ходом покрытия. Это представляется очевидным: чем точнее контроль, тем быстрее можно вести окраску. Однако быстрый и точный контроль требует применения сложных электронных устройств. Механическое оборудование, которое по команде контрольной аппаратуры выводит прибор из зоны окраски, также получается весьма сложным, потому что необходимо обеспечить вывод прибора за сотые доли секунды. Теоретически все это осуществимо, но практически настолько сложно и дорого, что выгоднее вести окраску медленно, старым способом.

Переведем теперь эту ситуацию в мини-задачу: все остается как было, но приборы быстро покрываются топким и ровным слоем краски. На первый взгляд, задача стала значительно сложнее, она теперь кажется нерешимой. Подумать только: распылители гонят краску на полную мощность, притом делают это неравномерно, а краска, как по волшебству, ложится тонким и ровным слоем... На самом же деле после перехода к мини-задаче отпали наиболее трудные пути решения: теперь мы не будем вести контроль за процессом окраски, а постараемся так изменить этот процесс, чтобы он хорошо шел без всякого контроля. Сколько бы ни поступало краски, на изделии должен оставаться только тонкий и ровный слой.

Вместо неопределенной и трудной ситуации перед нами теперь четкая и легкая задача: цилиндр покрыт избытком краски; как убрать этот избыток, оставив лишь тонкий слой? Это уже, в сущности, чисто физическая задача. Здесь тоже есть определенные правила решения, потом мы с ними познакомимся, а пока просто рассмотрим несколько возможных вариантов решения. Чтобы убрать избыток краски, нужно приложить силу. Каким образом это можно сделать? Простейшие способы: потрясти или вращать цилиндр. Последняя идея и отражена в авторском свидетельстве № 242 714: цилиндр окунают в бак с краской, а затем вращают — центробежная сила сбрасывает лишнюю краску. Меняя число оборотов, можно регулировать толщину остающегося покрытия. Способ очень простой и эффективный.

Конечно, переход от ситуации к мини-задаче отнюдь не гарантирует, что будет получена задача, решение которой почти очевидно. Преобразовав ситуацию в мини-задачу, мы делаем лишь первые шаги к решению. Но это очень важные шаги.

Возьмем для примера еще одну задачу.

Задача 11. Антенна радиотелескопа (она размещена в пластмассовом куполе) находится в местности, где часто бывают грозы. Для защиты от молний вокруг антенны поставили металлические штыри-громоотводы. Но эти штыри задерживают радиоволны, создают радиотень. Поставить молниеотводы на антенну невозможно. Как быть?

Обычно при решении этой задачи предлагают различные конструкции выдвижных молниеотводов. Их использование, однако, требует организации чрезвычайно громоздкой и все-таки ненадежной службы контроля за состоянием атмосферы.

Переход к мини-задаче сразу отсекает этот путь, кажущийся наиболее естественным. Как и в предыдущем случае, нужно оста-* вить все как было. Никаких выдвижных молниеотводов" никакой службы контроля. Молниеотводы остаются, но, словно по волшебству, перестают давать радиотень.

Решения задачи пока не видно. Однако где-то уже проглядывает физическое противоречие: молниеотвод должен быть диэлектриком, чтобы пропускать радиоволны, и должен быть проводником, чтобы ловить молнию. Для обычного мышления такая формулировка — явный тупик. Но ведь мы исследуем мышление необычное, парадоксальное, изобретательское...

* * *

Около двенадцати столетий назад, в 800 году, происходила коронация Карла Великого. По ритуалу возложить корону на Карла должен был папа римский. Перед Карлом возникла нелегкая задача. Коронация была нужна для укрепления власти, поэтому политические соображения диктовали необходимость ее проведения «по всей форме». С другой стороны, из-за политических же соображений было совершенно недопустимо, чтобы папа римский короновал Карла, поскольку получалось, что папа выше императора: раз папа дал корону, он может когда-нибудь и забрать ее...

Четкое физическое противоречие. И Карл нашел способ его преодолеть. Если использовать современную терминологию, Карл разделил противоречивые требования в пространстве и во времени. Когда папа протянул корону, Карл, не дожидаясь, пока корона будет возложена ему на голову, перехватил корону на полдороге и надел ее своими руками!

Тысячу лет спустя, в декабре 1804 года, в парижском соборе Нотр-Дам происходила коронация Наполеона. И снова возникла аналогичная задача: корону следовало принять... и не следовало. Но Наполеон уже знал прием преодоления этого противоречия, и как только Пий VII приподнял корону, Наполеон перехватил ее — все произошло, как при коронации Карла Великого.

Творческая задача, к какой бы области деятельности она ни относилась, всегда содержит противоречие, которое надо устранить, преодолеть или, в крайнем случае, резко ослабить. Самая главная особенность задачи, делающая ее творческой, — это наличие в задаче противоречия.

Число задач огромно, практически безгранично. Но число противоречий (и приемов их преодоления) сравнительно невелико. Поэтому задачи независимо от того, к какой отрасли техники они относятся, следует классифицировать по виду содержащихся в них противоречий. Если известен вид противоречия, можно без особых затруднений указать и прием, устраняющий противоречие. Допустим, противоречие заключается в том, что деталь должна двигаться и не должна двигаться. Разделим эти противоречивые требования в пространстве: пусть одна часть детали движется, а другая часть остается неподвижной. Или во времени: деталь может то двигаться, то прекращать движение. Можно «развести» противоречивые требования, изменив строение детали: деталь в целом будет неподвижной, а ее частицы приобретут подвижность. Можно изменить природу движения: пусть деталь колеблется — такой «шаг на месте» тоже совмещает несовместимое... Подобных приемов, устраняющих противоречие «подвижный — неподвижный», около десятка. Выбрать нужный прием в большинстве случаев нетрудно, поскольку условия задачи сразу указывают, какие приемы заведомо не годятся. В сущности, вся проблема в том, чтобы правильно «обработать» задачу и докопаться до физического противоречия.