Задача о теплоходе

© Альтшуллер Г.С., "Техника и наука", 1980, №7
СОЛНЕЧНЫЙ ЗАЙЧИК ВООБРАЖЕНИЯ

"РЕШИТЕ ЗАДАЧУ САМИ!"

Несколько лет назад на семинаре по ТРИЗ в Объединенном институте ядерных исследований в числе многих задач рассматривалась учебная об измерении диаметра шлифовального круга. "Изюминка" ее заключалась в том, что измерения надо вести непрерывно, во время работы, когда круг находится внутри обрабатываемого изделия (стального цилиндра) и подобраться к этому кругу очень трудно. Предлагая эту задачу, я знал, что хорошего ответа нет: запатентованные способы громоздки и неточны. Но при обучении ТРИЗ есть смысл использовать и такие задачи. Отгадать ответ нельзя, и слушатели вынуждены многократно "прокручивать" их по АРИЗ, все точнее и точнее выполняя предписываемые алгоритмом операции. Отличная получается тренировка!

Однако на этот раз вспыхнул "бунт". Участникам семинара не понравилось решение, которое я при разборе противопоставил их предложениям. Действительно, решение было неблестящее, хотя группа специалистов получила на него а. с. № 261749. Предлагалось нанести на торец круга магнитоактивный слой, записать на нем сигнал и периодически считывать этот сигнал, оценивая уменьшение его мощности. Участники семинара возражали: способ сложен, не защищен от помех, не обеспечивает требуемой точности и т. д. Я ответил, что предложенные на семинаре способы тоже далеки от идеала. И "бунт" разгорелся с новой силой: "Почему же АРИЗ не дал сильного решения? Может быть, он вообще не берет такие задачи? Попробуйте решить эту задачу сами, а мы посмотрим!.."

Семинары по техническому творчеству - путешествие в незнаемое. Почти всегда случаются дорожные приключения. К счастью, время занятий истекло, мы договорились продолжить разбор задачи в следующий раз. Я получил тайм-аут- субботу и воскресенье.

Литературы не было никакой. Рассчитывать приходилось только на АРИЗ и... воображение. Я просмотрел записи, сделанные слушателями. Четыре десятка записей- и везде разнобой в понимании задачи. АРИЗ-71 не имел аппарата для построения модели задачи. В алгоритм вводилась весьма неопределенная начальная формулировка, каждый уточнял ее по своему разумению. Это сейчас АРИЗ-77 оснащен четкими правилами построения модели задачи, а раньше приходилось довольствоваться расплывчатой рекомендацией: модель должна быть представлена в виде простого рисунка, отражающего суть задачи. По записям было видно, что слушатели слишком быстро проскакивают этот этап. Я решил не идти вперед до тех пор, пока не будет действительно простой и наглядной схемы задачи.

Нужно было включить воображение и нарисовать картинку, но воображение почему-то не "запускалось"...

ВООБРАЖЕНИЕ РИСУЕТ КАРТИНКИ

Правила "запуска" воображения просты. Надо оглядеться, найти хотя бы небольшую странность - и пойти в ее сторону. Инерция мышления будет всячески этому препятствовать, но если упорно продвигаться туда, где странность "погуще", воображение обязательно сработает.

Я смотрел на рисунки в записях, и они сковывали воображение. Цилиндр, круг, измерительный прибор... Унылая картина. Цилиндр и круг даны в условиях задачи, от них никуда не денешься. А прибор... Но должен же быть какой-то прибор! Или не должен?.. Вариант "не должен" выглядел странно, и я вцепился в него. Пусть будет только круг и цилиндр. Круг передает информацию стенкам цилиндра. Стенки впитывают информацию, как губка впитывает воду (потом мы выжмем губку, это нетрудно). Воображение сразу ожило и нарисовало такую картинку: человек облизывает мороженое - круглое, двухслойное, по бокам вафли... Надо определить, когда кончится наружный слой мороженого и начнется внутренний. Глаза человека, конечно, завязаны. И вкус обоих слоев одинаков... Не знаю, достаточно ли художественна была эта мысленная картина, но задачу она моделировала впечатляюще. Сразу стало ясно, что именно считать идеальным конечным результатом (ИКР). Переходная поверхность между слоями должна сама подавать сигнал о своем появлении. Нужно сделать эту поверхность зубчатой, это позволит без всяких затруднений определить, когда кончится один слой и начнется другой.

У воображения, наверное, тоже есть инерция. Сама собой появилась еще одна картинка. Шлифовка ведется... грампластинкой. На наружной канавке пластинки записана "Катюша", на следующей- ария варяжского гостя и т. д. Диск постепенно стирается, одна песня сменяет другую...

Рис.1

Перейти от таких картинок к техническому решению было совсем нетрудно. На торце круга нанесены "разные песни"- разные по угловой величине металлические дуги (рис. 1) или сплошной металлический слой в виде неправильного треугольника (рис.2). На вал подают ток, цепь замыкается через стенки цилиндра. По мере уменьшения диаметра круга уменьшается продолжительность подачи тока. Измерение можно вести простым прибором, точность не зависит от силы прижатия круга к стенке цилиндра, от колебаний температуры и т. д.

Рис.2

Семь лет спустя в бюллетене изобретений появилось сообщение о шлифовальном круге, придуманном в ЭНИМС и защищенном а. с. № 663539. На его торце крепится фигурная металлическая полоска (рис. 3).

Рис.3

На вал подают ток, прибор соединяют с обрабатываемой деталью. По мере стирания круга увеличивается расстояние между точками А и Б, соответственно растет промежуток времени между импульсами тока. Решение то же самое, хотя, пожалуй, вариант на рис. 2 удобнее: нет опасности потерять короткий импульс.

СЖИЖЕННЫЙ ТЕПЛОХОД, ВСЕГО-НАВСЕГО...

В картинках, нарисованных воображением, реальное (суть задачи) сочетается с фантастическим (выделены и усилены странности). Если задачу решают методом проб и ошибок, соотношение реального и фантастического может быть произвольным, годятся любые картинки, лишь бы их было побольше. При работе с АРИЗ картинок нужно немного, но к ним предъявляются строгие требования. Порядок смены картин, их сюжеты, степень фантастичности - все это определяется программой, по которой идет решение. Например, оператор РВС (размеры, время, стоимость) требует максимума фантазии, а картинка к шагу 4.1 АРИЗ-77 (преодоление физического противоречия) должна быть как чертеж- сдержанной и точной. Чтобы уверенно рисовать такие картинки, приходится основательно тренироваться.

"Художественное оформление" процесса решения лишь одна из многих функций воображения. Курс РТВ (развитие творческого воображения) включает систему разнообразных упражнений: преодоление психологической инерции, приемы преобразования (например, инверсия), переходы от частного к общему и наоборот, поиск странностей и т. д. Простые упражнения сменяются более сложными, моделирующими исследовательскую деятельность. Вот одна из простых задач: "Как известно, идеальная машина- когда машины нет, а ее функция выполняется. Каким должен быть идеальный корабль?" Тут достаточно не испугаться кажущейся невероятности "корабля без корабля", чтобы вспомнить, что такие корабли давным-давно существуют. Это обычные плоты. Они целиком составлены из груза, корабля- самого по себе- нет, его функции выполняет груз.

На занятии преподаватель, разбирая эту задачу, расскажет о новых идеях, отраженных пока только в патентных материалах. Например, в английском патенте № 1403191 описан змеевидный корабль: крохотная "голова" - моторная секция - тянет длинное и гибкое "туловище", собранное из „множества ящиков-контейнеров...

Но вот задача посложнее:

Задача о теплоходе. Предложите конструкцию жидкого пассажирского теплохода.

Как ни странно, задача имеет вполне реальное техническое решение, защищенное авторским свидетельством. Слушатели этого не знают, и воображению приходится основательно поработать. Нужно принять задачу, не отступить перед ее невероятностью. Затем "зайти с тыла", предположим, жидкий теплоход построен, каковы его преимущества? Правильный ответ на этот вопрос позволит понять, каковы особенности жидкого корабля. И тогда наступит пора рисовать картинку...

Пусть эта задача останется читателям... Попробуйте пофантазировать и напишите нам, к чему вы пришли.

КАЧЕСТВО ВЕЛИЧАЙШЕЙ ЦЕННОСТИ

Арсенал средств управления фантазией обширен и быстро пополняется. Порой кажется: еще немного, и мы будем знать о фантазии все. Но фантазия ускользает, как солнечный зайчик. Открываются какие-то новые загадки в работе воображения, начинают вырисовываться новые перспективы, и охота за зайчиком продолжается...

Управление фантазией- одно из качеств хорошо организованного мышления. И поскольку нет пределов улучшения организации мышления, нет пределов совершенствования фантазии.

Поймать солнечного зайчика нельзя, но охотиться за ним нужно. Нет ничего практичнее и рентабельнее, чем управляемая фантазия, приложенная к решению технических задач.

Тысячи инженеров, имевших дело с блоками и стальными канатами, знали, что наружные проволочки в канатах быстро деформируются и рвутся. Знали и причину: большие контактные напряжения в паре канат - блок. Однако почти полтора века никому не приходило в голову сделать русла блоков рифлеными - в соответствии с формой каната. Такое изобретение (а. с. № 202196) появилось сравнительно недавно... Мы сделали на этой основе учебную задачу: вот блок, вот канат, здесь бывают разрывы, подумайте и что-нибудь предложите. Задачу дали на первом курсе общественного института технического творчества. Результат: ни одного правильного ответа. Дали второкурсникам, не проходившим РТВ: около 40% правильных ответов. Есть закон согласования ритмики частей технической системы; зная этот закон, нетрудно прийти к мысли о согласовании и других характеристик, в том числе геометрических. Потом задачу предложили второкурсникам, занимавшимся не только ТРИЗ, но и РТВ. Правильных ответов было почти 70%...

Курс РТВ невелик: 30-40 ч в аудитории плюс домашние упражнения. Но даже этот скромный курс резко повышает творческий потенциал.

Владимир Ильич Ленин назвал фантазию качеством величайшей ценности. В эпоху НТР об этом нельзя забывать.

Г. АЛЬТШУЛЛЕР,
 инженер