Генрих Альтшуллер - Найти идею

О печальном опыте Робинзона напоминает Юрий Васильевич Горин, автор первого «Указателя применения физических эффектов». «Чтобы собрать банк физэффектов, нужен колоссальный труд, потому что основная масса сведений рассеяна в безбрежном океане физической литературы, — пишет Ю. В. Горин. — Каждые 10–12 лет объем сведений по физике удваивается. У Робинзона не раз возникала мысль о том, что лодку будет трудно спустить на воду. Но он отгонял эту мысль „глупейшим ответом“: прежде сделаю лодку, а там будет видно… Неразумно собирать банк эффектов, предполагая, что потом каким-то образом удастся использовать ЭВМ для поиска необходимого эффекта или сочетания эффектов» [28] Горин Ю. Пирога Робинзона // Техника и наука. — 1982, № 8. — С. 14. . С этим трудно не согласиться. Ключ к проблеме применения физэффектов — в законах (правилах) перехода от задачи к приметам искомого физэффекта. В идеале анализ задачи должен дать столь точный «словесный портрет» физэффекта, что «опознание» не потребует поиска.

Задача 9.8.Перед сортировкой коконов их надо сориентировать подлинной оси. Коконы имеют разные диаметры, поэтому устройства, рассчитанные на некий несуществующий «средний кокон», работают плохо. Пробовали применять пневмоустройства — тоже не очень удачно: пневматика сложна, требует подвода энергии. Как быть?

Тщетно искать ответ в перечне физхимэффектов. В формуле изобретения по а. с. 621626 сказано: «…с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения ориентации предметов разных диаметров, упругая стенка выполнена из отдельных упругих нитевидных волокон, верхние концы которых жестко закреплены». Иными словами, использована самая обыкновенная щетка! При движении сквозь щетку кокон принимает положение, при котором сопротивление минимально: поворачивается длинной осью вперед. Щетка — конструкция, работающая благодаря сочетанию физических и геометрических свойств. Сочетание очень удачное: щетку успешно применяют при решении многих изобретательских задач. Например, вращающаяся щетка, полуопущенная в воду, оказывается прекрасным аэратором (а. с. 1037900). Щетка служит опорой для саней, позволяя преодолевать препятствия без тряски и без повреждения груза (патент Великобритании 1541134). По а. с. 838556 «трубоход» (устройство для перемещения внутри трубы) движется, опираясь на «щеточные ноги»…

Помните, в седьмой главе мы пытались строить модель идеального вещества? Щетка — одна из промежуточных структур на пути к такому веществу. Своего рода антипод «кирпича» с капиллярами — воздух, пронизанный «антикапиллярами» упругих волокон.

«Щеточные» изобретения красивы, но, знакомясь с ними, часто испытываешь недоумение: почему не сделан следующий шаг? Ведь это так просто — выполнить волокна ферромагнитными и управлять ими с помощью магнитного поля…

Лента Мёбиуса — в отличие от щетки — чисто геометрическая структура. Применение этой ленты давно стало типовым приемом решения изобретательских задач. Назову лишь малую часть «мёбиусных» изобретений, сделанных за последние два десятилетия: шлифовальная лента (а. с. 236278); ленточный фильтр (а. с. 321266); лента станка для анодно-механической резки (а. с. 464429); конвейер в установке для нанесения покрытий (а. с. 526395); игрушечная железная дорога (а. с. 665924); ленточная пила (а. с. 719586); устройство для разглаживания покрытий (а. с. 856580); лопасти смесителя (а. с. 903130); лента водоподъемника (а. с. 1057707).

Каждое десятое изобретение сделано с применением геометрических структур, геометрических свойств, геометрических эффектов. Это не случайно. Геометрические решения крайне выгодны. Они достигаются простым изменением формы, не требуют дополнительного расхода энергии, надежны. Отсюда массовое использование «геометрических форм» в изобретательстве: работают шарики и спирали, гиперболоиды и параболоиды, гофры и щетки…

Хотите вспомнить школьную геометрию?

Задача 9.9.В сосуде с жидкостью размещены источник ультразвука и биологический препарат. Ультразвук распространяется во все стороны, на биологический препарат попадает небольшая часть излучения, идущая по прямой линии «источник — препарат». Да еще некоторая часть колебаний, случайно отраженных от стен сосуда. Как повысить эффективность установки?

Ответ можно проверить, заглянув в а. с. 988288.

И еще одна задача.

Задача 9.10.Для контроля стерильности воды в нее окунают металлическую пластинку, пронизанную множеством мельчайших пор. Затем пластинку извлекают и прикладывают к одной ее стороне «промокашку», которая отсасывает воду с другой (второй) стороны пластины. На этой, второй, стороне бактерии остаются «на мели» (они не могут пройти сквозь поры). Зафиксировав таким образом «добычу», приступают к «поштучному» подсчету числа пойманных бактерий (это число характеризует степень стерильности воды). Подсчет ведут «построчно» с помощью микроскопа. Операция эта весьма трудоемкая. Как вести анализ в полевых условиях без микроскопа?

Ситуация похожа на ту, что была в задаче 9.2. Частицы — в обоих случаях — надо увеличить. В задаче 9.2 это достигают образованием пузырька около каждой частицы. Но в задаче 9.10 внешняя среда — воздух. Конечно, можно ввести жидкую среду и использовать способ, описанный в решении задачи 9.2. Но это потребует довольно сложного оборудования, а у нас речь идет об анализе в полевых условиях. Следовательно, решение задачи 9.2 необходимо видоизменить. При решении задачи 9.2 частицы «подпитывались» имеющейся жидкостью. Замена жидкости была недопустима. Задача 9.10 допускает «подпитку» бактерий любой внешней средой.

Идея решения: бактерии сами растут, образуя видимые невооруженным глазом колонии. Для этого необходимо создать питательную внешнюю среду: «промокашку» смазывают питательным раствором, бактерии быстро размножаются, образуя колонии. Сколько колоний, столько было бактерий [29] Что вы пьете? // Изобретатель и рационализатор. — 1981, № 5. — С. 30. .

Итак, кроме физики, химии, геометрии еще и эффекты биологические, биофизические, биохимические… Тяжела пирога Робинзона!

Собирать «банк эффектов» нужно. Но так, чтобы не повторить ошибку Робинзона. А для этого развитие анализа задач должно опережать чисто накопительный процесс подбора эффектов.

В этой главе было много каверзных задач. Поэтому закончить главу мне хочется задачей, может быть, тоже нелегкой, но увлекательной.

Задача 9.11.Уилсон Бентли всю жизнь посвятил фотографированию снежинок. Он начал работу в 1885 г. и пятьдесят лет спустя опубликовал результаты — 2 тысячи фотографий. Книга Бентли до сих пор остается ценнейшим пособием по изучению снежинок. Но специалисты утверждают, что за всю историю Земли на ее поверхность ни разу не упали два совершенно одинаковых ледяных кристаллика — все они отличаются друг от друга величиной, рисунком, числом молекул воды. Так что 2 тысячи снимков — это лишь крохотная часть великолепного снежного мира.