И тут появился изобретатель

Это важнейшая особенность систем хорошо видна на задаче о жуке-долгоносике.

Задача 15. Термометр для долгоносиков

Однажды собрались ученые, чтобы обсудить, как бороться с жуком-долгоносиком. И тут выяснилось, что условия существования жука изучены еще очень слабо. Никто не знал, например, какова температура тела долгоносика.

— Жучок маленький, — сказал один ученый, — обычным термометром не измеришь.

— Придется разрабатывать специальный прибор, — согласился другой. — Потеряем много времени…

И тут появился изобретатель.

— Не надо никаких новых приборов, — сказал он. — Возьмите обыкновенный…

Как вы думаете, что предложил изобретатель?

Эта задача была напечатана в «Пионерской правде», причем в текст добавили слово «стакан». Изобретатель говорил: «Возьмите обыкновенный стакан…» Половина ответов, присланных читателями, гласила: «Надо взять стакан, наполнить его водой, бросить туда долгоносика и измерить температуру обычным термометром». Разумеется, это неправильный ответ: маленький долгоносик практически не изменит температуру воды. Подвела психологическая инерция: раз есть стакан — наполним его водой, он для того и существует…

В задачах часто встречаются слова-ловушки, наталкивающие на неверные идеи. Поэтому следует придерживаться правила: из условий задачи надо обязательно убрать все специальные термины, заменив их простыми словами. Если, например, в задаче упоминается «микрометрический винт», можно заменить эти слова более простыми — «стержень, который очень точно перемещается». Исчезло слово «винт» — и сразу стало ясно, что решение не обязательно связано с «ввинчиванием».

Впрочем, об этом мы еще поговорим. Сейчас вернемся к задаче. Нужно наполнить стакан, коробку или мешочек долгоносиками и измерить температуру обыкновенным термометром. Сто долгоносиков, собранных вместе, образуют систему, обладающую новыми свойствами. Размеры этой системы намного больше размеров отдельных ее частей, поэтому измерение температуры не представляет никаких трудностей.

В каждом выпуске «бюллетеня изобретений» можно встретить технические новшества, заключающиеся в том, что одинаковые или неодинаковые объекты соединяют в одну систему (запомните: это уже шестой прием в вашей коллекции). Вот, например, авторское свидетельство № 408 586: котельные агрегаты, которые раньше располагались в линию, предложено собрать в «кучу» — в один блок. Упрощается строительство, сокращается длина водоводов и пароводов, достаточно одной дымовой трубы на весь блок.

В кормохранилищах постоянно выделяется тепло, помещения приходится охлаждать. А помещения для животных, наоборот, необходимо обогревать. В авторском свидетельстве № 251 801 предложено объединить эти здания: тепло кормохранилищ будет обогревать помещения для скота.

Обратите внимание: чтобы возникла система, надо так соединить объекты, чтобы появилось новое свойство. Например, если на моторную лодку просто установить снегоход (или мотоцикл), никакого изобретения не будет. Но изобретатель, получивший в США патент № 3 935 832, сумел сэкономить один двигатель: лодка приводится в движение мотором снегохода. Это уже система.

Еще один (очень красивый!) пример. На металлургических комбинатах отходы — золу и шлак — транспортируют водой по трубам. На внутренних стенках труб быстро образуется плотная корка, ее приходится удалять вручную. Над этим размышляли многие инженеры, но ничего не могли придумать. А другие инженеры в это время бились над задачей о сохранении труб, по которым «сплавляют» угольные отходы. Острые кусочки угля царапают металл, никак не удавалось предотвратить износ труб. Изобретатель Михаил Иванович Шарапов предложил образовать из этих труб единую систему. Сначала по трубам идут зола и шлак. На стенках образуется корка. Тогда по тем же трубам пропускают угольные отходы — они сдирают эту корку. И снова идут зола и шлак…

А теперь задача для тренировки:

Задача 16. Шиворот-навыворот

Завод получил заказ на изготовление больших стеклянных фильтров в виде цилиндров диаметром в один и высотой в два метра. Вдоль фильтра должны были идти ровные сквозные отверстия. Посмотрели инженеры на чертеж и ахнули: в каждом фильтре нужно сделать тысячи тонких отверстий.

— Как же делать эти отверстия? — спросил главный инженер своих подчиненных. — Неужели сверлить?

— Может, раскалить длинную иглу?.. — неуверенно произнес молодой инженер.

И тут появился изобретатель.

— Не нужно ни сверл, ни игл. Все надо сделать шиворот-навыворот, — сказал он. — Возьмите…

Что предложил изобретатель, как вы думаете?

В задаче есть подсказка: нужно поступить наоборот. Не будем делать дырки в цилиндре, а сделаем цилиндр… из дырок. Возьмем стеклянные трубки, сложим их вместе — и готов цилиндр с отверстиями. Можно взять не трубки, а стеклянные стержни; сложенные вместе, они тоже образуют цилиндр с отверстиями. Сожмите рукой десяток карандашей — вот и модель фильтра. Такой фильтр не только легко изготовить, его можно быстро разобрать и собрать.

Кстати, обратите внимание: в этом изобретении сочетаются два приема. Сплошной цилиндр заменен множеством тонких трубок — этот прием называют дроблением. А потом из трубок собрана система — прием объединения. Такие сочетания (прием и антиприем) часто используют при решении изобретательских задач. Ведь противоречие «двойное» (должно быть — не должно быть, нужно — не нужно), поэтому и ключ к такому противоречию должен быть «двойным».

Кое-что о системах

Если бы амеба обладала даром речи, она могла бы сказать: «Мои предки, одноклеточные, жили на Земле еще миллиарды лет назад. И сейчас все состоит из клеток. Дерево — это объединение клеток. Человек — тоже. Значит, продолжается эра клеток!» При всем уважении к одноклеточному собеседнику мы должны были бы возразить: «У дерева и человека есть свойства, которыми не обладают клетки. Дерево и человек — это система клеток. Так что на Земле не эра клеток, а эра систем…»

Развитие путем образования и усложнения систем — универсальный закон. В технике развитие тоже идет от «клеток» к системам. Локомотив — «клетка», железнодорожный транспорт — система. Телефонный аппарат — «клетка», телефонная сеть — система.

Войдя в систему, «клетка» работает более эффективно и быстро развивается. Но зато она зависит от системы, не может существовать без нее.

Современная техника — это техника систем. Ее «клетки» — различные устройства, приборы, машины — работают не сами по себе, а в комплексе. Поэтому вторую половину XX века все чаще называют «веком технических систем».

Порядки в «веке технических систем» феодальные. Помните, как было в средние века? Вассал подчинялся сеньору, который в свою очередь был вассалом по отношению к более крупному сеньору, и т. д.

Такая же иерархия царит в мире технических систем. Электрическая лампа — «вассал» системы освещения в автомобиле. Но у системы освещения свой «сеньор» — система электрооборудования, которая тоже входит в «вышестоящую» систему под названием «автомобиль». А сеньор Автомобиль — «вассал» большой системы Автотранспорт, включающей миллионы автомашин, гигантскую сеть дорог, станции заправки, ремонтные мастерские.