Задача 16 Задача 17 Задача 18

© Альтшуллер Г.С., "Техника и наука", 1980, №7
СЛЕДСТВИЕ ВЕДУТ ЗНАТОКИ
ИЛИ НЕДОПУСТИМОСТЬ СПЕШКИ ПРИ ПОСТАНОВКЕ МЫСЛЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

В первом выпуске "Практикума" ("ТиН", 1980, № 1 ) была задача на применение оператора РВС. Речь шла об автоматизации отбора комплекта крепежных деталей для электроприбора (15 небольших деталей восьми видов). Требовалось поставить мысленный эксперимент: проследить, как меняется задача в зависимости от изменения размеров деталей. Главная цель решения этой задачи - развитие навыков управления мышлением.

Казалось бы, все просто. Но полученные письма еще раз показали, как сильна привычка угадывать ответ, пропуская промежуточные этапы. В 1/5 писем нет даже попытки применить оператор РВС (размеры, время, стоимость). Идет простой перебор вариантов: "А если попробовать так?.." Большинство писем (3/5) содержит только одно действие, например: "Мысленно уменьшаем детали до размера дробинок..." И лишь в 1/5 писем выполнена серия операций - размеры деталей последовательно уменьшаются, образуется цепочка задач, проводится их анализ.

Вот как это выглядит. Предположим, размеры деталей стремятся к нулю. Детали становятся все меньше и меньше: дробинки, песчинки, сложные молекулы, простые молекулы, атомы, элементарный частицы... Можно уточнить эти этапы. Например, отдельно указать атомы тяжелые и легкие. Теперь перед нами цепочка задач: как объединить элементарные частицы в атом, как из легких атомов получить тяжелый, как образовать из атомов молекулу, как из простых молекул получить сложную, как перейти от молекул к песчинке, как соединить песчинки в комочек?

Вообще говоря, следует рассмотреть все задачи, но в полученной цепочке два средних звена относятся к процессам, которые "сами собой" идут в обычных условиях. Тут своего рода "пик легкости". Заманчиво начать перенос идей именно с этого уровня. Возьмем самый известный случай: образование молекулы ДНК из более простых деталей - молекул нуклеотидов. Двойная спираль ДНК похожа на скрученную веревочную лестницу. Поперечные связи обрываются, молекула делится на две части, и к каждой свободной связи присоединяется своя деталь - соответствующая молекула нуклеотида. Комплект, таким образом, собирается на матрице, находящейся в окружении подвижных деталей. Этот принцип может быть использован и при комплектовании деталей обычных размеров: под вибробункерами проходит группа матриц - планок с гнездами по форме деталей.

Лучшие записи на этот раз прислала группа слушателей школы ТРИЗ на ХТЗ (руководитель школы В. Городовой). Инженер Б. Цветков (г. Тихвин) пришел к той же идее с помощью другого мысленного эксперимента. Предположим, размеры деталей возросли в сотни раз. Для каждой детали нужен отдельный вагон. А раз так, логично сделать кузов вагона по форме детали. Состав становится огромной матрицей, собирающей комплект деталей.

Оператор РВС не предназначен для получения окончательного ответа. Цель иная- расшатать привычные представления о задаче, уменьшить психологическую инерцию. Но иногда оператор РВС дает и неплохую заготовку ответа. А главное - каждое его применение становится своеобразной тренировкой в управлении мышлением.

Задача 16. В открытый вагон грузят лом - разбитые железобетонные панели, строительный мусор, обрезки труб и т. д. Нужен способ быстрого взвешивания погруженного лома с точностью до 1 т. Погрузка может вестись в любом месте, поэтому весы, установленные под путями или под вагоном, не решают задачу. Используйте оператор РВС (только первую операцию- уменьшение размеров).

Два дополнительных вопроса для тех, кто внимательно прочитал материалы по ТРИЗ ("ТиН", 1979, № 3-6 ) или занимается в школах технического творчества:

1. Запишите в вепольной форме, что дано и что должно быть получено?

2. В чем состоит физическое противоречие, содержащееся в этой задаче?

И еще одна задача.

Задача 17. В горах найден разбитый грузовик. Точнее, груда обгоревших обломков. Машина упала с большой высоты, загорелась... Известно, что это произошло 5-10 дней назад. Следствие, естественно, ведут Знатоки. Но им нужны данные экспертизы - когда именно (с точностью до одного дня) произошла катастрофа. Как установить время падения? Используйте оператор РВС (только первую операцию - уменьшение размеров). Предположим, размеры грузовика уменьшились в 10 раз - изменилась ли задача? В 100 раз, в 1 000 раз... И так далее.

Постарайтесь сосредоточить внимание на ходе решения, не спешите с конечным ответом. Есть притча о мальчике, спасшем волшебника. Как водится в таких случаях, волшебник поклялся выполнить любое желание своего спасителя. Мальчик потребовал: "Хочу сейчас же стать генералом!" И в тот же миг он оказался старым генералом, умирающим на поле боя. Сражение было выиграно, войска приветствовали полководца, а он умирал от ран и думал, что жизни, собственно, не было, потому что всего минуту назад он стоял на холме с волшебником... Тут мальчик снова стал мальчиком, и волшебник спросил: "Ну, как? Сделать тебя генералом?" Мальчик рассмеялся и убежал...

Быстроту мышления иногда отождествляют с его силой. На этом построены многие психологические тесты: за столько-то секунд надо выполнить то или иное задание. Нельзя, однако, безоговорочно переносить это на творческое мышление. Быстрота действий достигается обычно за счет использования стандартных приемов. А для решения творческих задач необходимы приемы необычные. Чтобы увидеть возможность их применения, нужно без спешки выстроить цепь рассуждений, вновь и вновь возвращаясь назад и тщательно ощупывая каждое звено цепи.

Задача 18. Проводятся испытания сплавов на устойчивость в агрессивной жидкой среде при высоком давлении. Их образцы изготовлены в виде кубиков. Для испытаний используют прочный металлический контейнер, но агрессивная жидкость быстро разъедает его стенки. Делать контейнер из благородного металла дорого. Как быть?

По этой задаче накопилась обильная статистика. Все решения можно разделить на три группы. Первая: покрыть стенки "ящика" тем или иным защитным слоем. Идея решения возникает практически мгновенно, затем идет (тоже довольно быстро) уточнение состава покрытия. Решение плохое: для надежного покрытия опять-таки нужны дорогостоящие материалы... Вторая группа решений: запись по шагам АРИЗ. Времени уходит значительно больше, потому что АРИЗ, если шаги выполнены правильно, резко меняет задачу, заставляя задуматься над этим изменением. По условиям даны три элемента: "ящик", жидкость и кубик. Между тем в модель задачи должны войти только два элемента - изделие и инструмент, т. е. кубик и жидкость. "Ящик" вообще оказывается вне задачи! Иными словами, если дотошно следовать правилам АРИЗ, вместо очень трудной "глобальной" задачи о защите от коррозии ставится намного более легкая "локальная": как вести испытания, действуя жидкостью только на кубик? На решение "глобальной" задачи могут уйти годы; целесообразно сначала справиться с "локальной"...

Без "ящика" жидкость не держится возле кубика, разливается. "Локальная" задача сводится к тому, чтобы как-то предотвратить растекание жидкости. В вепольной форме решение можно записать так:

Дана невепольная система, гравитационное поле действует только на жидкость. Чтобы достроить веполь, необходимо передать действие поля кубику. Дальнейшее очевидно. Сделаем кубик полым, поместим внутрь него жидкость.

Казалось бы, задача исчерпывающе решена. Но есть и третья группа решений. Если потратить дополнительное время и внимательно просмотреть все этапы решения, можно заметить, что существует еще один способ достройки веполя:

Оба вещества, жидкость и кубик, свободно падают. Жидкость при этом не уходит от кубика... Разумеется, для данной задачи такое решение не годится: испытания длятся неделями. Но найденный принцип (взаимодействие в состоянии свободного падения) может быть использован при решении других задач. Разве не заманчиво проводить кратковременные измерения "на лету", отказавшись от опор и зажимов, вносящих искажения?

ЗАДАЧА ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ

Оловянная палочка потрескивает при изгибе. Если разогнуть палочку, а потом снова согнуть, треск будет слышен только после того, как изгиб превысит первоначальную величину. Где может найти применение этот физический эффект?

Ждем ваших писем с записями решений по задачам 16 и 17.

Г. АЛЬТШУЛЛЕР,
инженер