И тут появился изобретатель

Как видите, «хитрость» тут в сочетании двух приемов. Порознь эти приемы ничего не дают. А из ста приемов можно получить десять тысяч сочетаний по два приема! Если же учесть, что могут быть сочетания и трех, четырех, пяти приемов, то число «ключей» к задачам становится практически безграничным… И мы возвращаемся к необходимости наугад перебирать варианты.

Некоторые приемы были известны еще в конце прошлого века. Изобретатели, психологи, разные специалисты проводили списки, иногда включавшие до двадцати — тридцати приемов. Не раз казалось, что остается сделать немногое — пополнить списки, классифицировать приемы — и, пожалуйста, можно решать любые задачи. Но обнаружилось, что одиночные приемы применяются не так уж часто, а количество сложных, составных, комплексных приемов астрономически велико. Никак не удавалось уйти от метода проб и ошибок.

А если подойти к проблеме с другой стороны и попытаться понять, откуда берутся изобретательские задачи и вообще что это такое — изобретательская задача?

Возьмем хотя бы задачу о резке труб. Существовала техническая система — комплекс машин и устройств для изготовления труб. Одну из частей этой системы — сварочный стан — улучшили, сделали более мощным. И возникло техническое противоречие: стан мог вести сварку с большой скоростью, а режущее устройство не успевало отрезать трубы. Чем больше скорость сварки, тем тяжелее работать режущему устройству. Попробовали переделать это устройство, и снова возникло техническое противоречие: увеличишь мощность ножа — выиграешь в скорости резания, но проиграешь в утяжелении устройства, замедлится его перемещение.

Технические системы, подобно живым организмам, состоят из взаимосвязанных частей. Если «просто так» увеличить одну часть системы, это отрицательно скажется на других ее частях. Поэтому изобретательские задачи всегда содержат два требования: надо улучшить какую-то часть (какое-то свойство) системы и при этом не ухудшить другие ее части (другие свойства) или всей системы в целом. Сделать изобретение — значит преодолеть техническое противоречие.

Задача 8. Вездеход на Марсе

В одном фантастическом рассказе описана экспедиция на Марс. Космический корабль опустился в долину с очень неровной поверхностью: всюду холмы, ямы, камни. Космонавты быстро снарядили вездеход — колесный, с большими надувными шинами. Но на первом же крутом склоне вездеход опрокинулся набок.

И тут… Нет, к сожалению, в рассказе изобретатель не появился.

А как вы думаете: что бы он предложил?

Учтите, у космонавтов не было возможности переделывать вездеход.

Эту задачу тоже напечатали в «Пионерской правде». В большинстве писем был такой ответ: «Под днищем вездехода подвесить груз. Центр тяжести станет ниже, машина будет устойчивее». Не спешите выдвигать свою идею, давайте сначала оценим чужие предложения. У нас теперь есть критерий для оценки: преодолевается техническое противоречие или нет?

Груз, подвешенный под днищем машины, повысит ее устойчивость. Но одновременно ухудшится проходимость: груз будет цепляться за выступы в почве, за камни. Техническое противоречие!

Были и другие предложения:

выпустить воздух из шин, чтобы они просели наполовину;

снабдить вездеход дополнительной парой боковых колес;

экипажу высовываться из окон и дверей и держать равновесие, как это делают мотогонщики…

Нетрудно заметить, что в каждом из этих предложений выигрыш связан с проигрышем. Просевшие наполовину шины резко замедлят движение вездехода. Дополнительные колеса — серьезное усложнение конструкции, а мастерских на Марсе нет. Заставлять космонавтов выполнять опасные акробатические трюки — недопустимый риск… Избежать противоречий так трудно, что автор одного из писем признался: «Ничего не могу придумать. Пусть космонавты идут пешком…»

Представьте себе моряка, который не знает, что рифы и скалы надо обходить. Примерно так выглядит изобретатель, не учитывающий, что нужно обязательно устранять технические противоречия. Помните задачу об измерении давления газа внутри лампы? Идея разбивать лампы была запатентована, но изобретения фактически не получилось: противоречие не было устранено. Чем больше ламп мы разобьем, тем точнее будет проверка… и тем больше получится брака, лома!

Прежде чем сказать: «Я решил изобретательскую задачу!» — обязательно спросите себя: «Какое противоречие я устранил?» Подвесить груз к вездеходу нетрудно, но подвешивать надо как можно ниже, а чем ниже расположен груз, тем чаще он будет задевать за камни и выступы. Попытка повысить устойчивость машины, не применяя изобретательской хитрости, приводит к ухудшению проходимости машины: вездеход перестает быть вездеходом…

Используем теперь такую хитрость: пусть груз будет расположен очень низко, у самого грунта, но не снаружи, а внутри вездехода. Спрячем груз в… колеса! Поместим туда металлические шарики или круглые камни — пусть перекатываются… Такое изобретение запатентовано в Японии для повышения устойчивости автопогрузчиков, тягачей, автокранов. Запомните этот прием, он называется «матрешкой»: для экономии места можно расположить один предмет внутри другого.

Задача и ответ — два берега реки. Попытка сразу угадать ответ — всё равно, что попытка перепрыгнуть с берега на берег. Технические противоречия, приемы образуют мост.

Впрочем, противоречия и приемы правильнее сравнить с опорами моста. Перепрыгнуть с опоры на опору тоже не так просто: нужна догадка, чтобы перейти от задачи к противоречию и от противоречия к приему. Кроме опор необходимы балки, соединяющие опоры, — вот тогда получится хороший мост, по которому можно спокойно и уверенно, шаг за шагом, перейти от задачи к ответу.

О таком мосте мы еще поговорим. Пока важно одно: изобретателю необходимо находить и преодолевать технические противоречия.

Поразмышляйте сами

У нас уже есть инструмент для работы с задачами — пять сильных приемов:

1. Сделать наоборот.

2. Использовать изменение агрегатного состояния.

3. Сделать заранее.

4. Сделать чуть меньше требуемого.

5. Применить «матрешку».

Вы знаете также, что приемами могут быть физические эффекты и явления. Наконец, у вас есть надежный критерий для оценки идей: хорошая изобретательская идея обязательно преодолевает противоречие.

Я приведу несколько задач, потренируйтесь. Постарайтесь использовать инструменты — приемы, физику, знание о противоречиях.

Задача 9. Один за всех

В лаборатории собрали установку для изучения движения капель жидких минеральных удобрений, распыляемых с самолета. В трубе мчался поток воздуха, несущий множество капель. Но заказанный и установленный распылитель давал только очень мелкие капли.

Между тем в ходе опытов выяснилось, что надо изучать движение и более крупных капель.