Генрих Альтшуллер - Найти идею

Мы разбираем стандарты на устранение противоречий, рассматриваем учебные задачи, говорим о деталях. Обычная работа. Но она развивает нетривиальное мышление, создает готовность и умение идти на противоречия, какими бы грозными они ни были. И еще одна мысль.

Представление о технике формируется прежде всего под впечатлением от машин, уже созданных. Поражают их возможности, скорости, мощности, размеры. Мы склонны отождествлять прогресс техники с увеличением параметров существующих машин, ростом их производства. Все так: это тоже прогресс. Но самый главный участок, самая передовая линия прогресса там, где еще нет больших и красивых машин, где на листе бумаги или просто в воображении человека впервые появляется замысел странной, доселе невиданной машины, там, где вырабатывается самая ценная продукция — принципиально новые идеи.

Тысячи лет производство этих идей было сковано примитивной «переборочной» технологией. Переход к новой технологии решения творческих задач — вызов не менее дерзкий, чем прорыв человечества в космос.

Но все свершения — даже звездные — держатся на обычной работе. Поэтому в следующей главе мы вернемся к нашим стандартам.

Изобретать я начал еще в школе. Первое авторское свидетельство получил в десятом классе. Со студенческих времен занимаюсь ТРИЗ, это стало моей профессией. Давным-давно обратил внимание на поразительную похожесть, казалось бы, совершенно разных изобретений. Постепенно созрела мысль о том, что нет разных изобретений, есть одно Изобретение, разные стороны которого проявляются в частных технических решениях.

Помните капитана Ахаву из романа Мелвилла «Моби Дик»? Все киты воплотились для Ахавы в громадном белом Моби Дике — и была долгая, долгая погоня. Заманчива мысль о Едином Уравнении Изобретения: подставишь конкретные параметры — получишь конкретный ответ. И азартна долгая погоня…

Третий класс — стандарты на переход к надсистеме и на микроуровень. Об этом мы говорили достаточно подробно. Можно сразу перейти к задаче.

Задача 7.1.Для окончательной сверхточной обработки отверстия (хонингование алмазными брусками) в ванадиевых сплавах используют специальный радиально-раздвижной инструмент — весьма сложный и дорогой. Для новых изделий потребовалась еще большая точность. Попробовали сделать новый инструмент — по принципу действия такой же, как и раньше, но с более тонкой регулировкой. Ничего не получилось: инструмент оказался слишком сложным, капризным, раздвижной механизм быстро выходил из строя. Что вы предложите в этой ситуации?

Система исчерпала резервы развития — дальнейшее усложнение невозможно. Типичный случай, когда надо переходить на микроуровень. Бруски закрепили жестко, а регулировку стали вести, охлаждая предварительно нагретое изделие (а. с. 709344). Простой физический эффект (изменение размеров в зависимости от изменения температуры) сделал ненужным сложный раздвижной механизм.

О применении физических эффектов и явлений мы поговорим особо. Сейчас отметим лишь, что все главные линии развития систем (см. рис. 12) ведут к структурам, охотно «присоединяющим» физические эффекты и явления. Даже простой переход к бисистеме сразу открывает возможности такого «присоединения». Вот любопытный пример. Допустим, надо измерить, на какое расстояние воднолыжник прыгнул с трамплина. Если для этого используют один микрофон, определить место «шлепка» о воду можно только приблизительно. Перейдем к бисистеме со сдвинутыми характеристиками: пусть один микрофон будет установлен на надводной части трамплина, а другой — в подводной. Тогда длину прыжка можно определить по разности времен поступления звукового сигнала от «шлепка» (а. с. 256570).

Особенно охотно «присоединяют» физэффекты системы, перешедшие на микроуровень. (Собственно, уже сам переход на микроуровень представляет собой задействование физических свойств, «дремавших» в веществах и полях. Достаточно вспомнить многочисленные изобретения, использующие тепловое расширение металлов или фазовые превращения воды.)

Задача 7.2.Для сохранения низких температур используют экранновакуумную изоляцию: между двумя стенками создают вакуум и подвешивают тонкие экраны (пленка, фольга), отражающие тепловое излучение. Экранов много, между ними должны быть промежутки. Чтобы смонтировать такую многослойную конструкцию и обеспечить ее устойчивость, приходится протягивать — от стенки до стенки — крепежные элементы. А по этим элементам просачивается тепло. Противоречие: экраны надо как-то фиксировать, чтобы конструкция в любом положении была устойчивой, и нельзя фиксировать, чтобы по фиксирующим элементам не проходило тепло…

Задача непростая, но мы уже рассматривали нечто в этом роде — задачу 6.8 о маховике. Там надо было притягивать одну ленту к другой, чтобы повысить прочность конструкции. Здесь же нужно отталкивать один экран от другого. Ответы, естественно, совпадают — с точностью до знака: ленты следует зарядить разноименно, экраны — одноименно. Произошел переход на микроуровень: вместо шпилек, стрежней, нитей использованы электроны. Теоретически задача решена, но практически здесь возникают определенные трудности. Как подать заряды на многочисленные экраны? Как сохранить заряды? По а. с. 1106955 эти трудности устраняют, выполняя экраны из полимерных пленок-электретов одноименного ряда.

Задача 7.3.Рабочий орган чувствительного гальванометра — рамка, помещенная между полюсами магнита и имеющая зеркальце. Для устранения вредных колебаний рамки (следовательно, для повышения чувствительности прибора) используют жидкостное или магнитоиндукционное демпфирование. Однако жидкостное демпфирование уменьшает диапазон регистрируемых частот, а магнитоиндукционное — гасит вредные колебания лишь частично. Как быть?

Если читатель не специалист по приборостроению, задача может показаться не вполне понятной. Но суть дела проста. В магнитном поле расположена легкая рамка, от малейшего сотрясения она колеблется — с этим надо бороться. «Соль» задачи — во множестве ограничений: нельзя усложнять прибор, нельзя утяжелять рамку, нельзя применять жидкостное и магнитоиндукционное демпфирование… Дана невепольная система: есть вещество (рамка) и магнитное поле, не взаимодействующие между собой. Ответ очевиден. Надо «привязать» к рамке второе вещество, которое будет взаимодействовать с магнитным полем. Такое «вещество» — движущиеся заряды. На боковые поверхности рамки наносят электрет; при колебаниях, т. е. при движении рамки в магнитном поле, возникает сила Лоренца, пропорциональная скорости перемещения зарядов и гасящая колебания (а. с. 481844).