Сразу же напрашивается ответ: для управления перемещением вещества нужно включить это вещество в фепольную систему (о феполях см. «ТиН», 1981, № 2, с. 17—18). Добавим в расплав стекла феррочастицы и применим магнитное поле для «размазывания» образовавшейся смеси по внутренним стенкам трубы.
Переход к фепольным системам — сильный прием. Однако здесь есть немаловажное ограничение: переход возможен, если условия задачи разрешают вводить в вещество посторонние добавки. Стандарты не универсальны. Сфера действия каждого стандарта ограничена определенными условиями, о которых нельзя забывать. Может быть, феррочастицы снизят химическую устойчивость стеклянного покрытия? Или окажут отрицательное действие на идущую по трубам жидкость?
Условия нашей задачи не дают ответа на эти вопросы.
У юристов есть правило: сомнения толкуются в пользу обвиняемого. И потому в юридической практике из двух равновероятных вариантов предпочитают тот, который смягчает вину человека. Условия изобретательских задач зачастую тоже допускают равновероятные толкования. Но здесь сомнения следует разрешать путем увеличения «суровости» задачи. Это один из многих парадоксов ТРИЗ: усложняя задачу, мы в конечном счете облегчаем путь к наиболее сильному ее решению. Хотя бы потому, что сразу отсекаются варианты компромиссные, частичные. Правда, очень нелегко преодолевать психологический барьер и самому ужесточить условия задачи...
НУЖЕН ЛИ СТАНДАРТ?
Итак, вводить в стекло посторонние добавки нельзя. Значит, стандарт, предлагающий переход к фепольной системе, неприменим, и задачу все-таки придется решать по АРИЗ. Стоило ли в таком случае начинать со стандарта?
Да, стоило!
Во-первых, мы получили представление о вепольной структуре ответа. Даны два вещества — квадратные трубы (B1) и стекло (В2). Они не взаимодействуют друг с другом так, как нам надо, и нет подходящего поля, которое заставило бы их взаимодействовать. Поэтому придется пойти в обход: введем вещество В3, которое под действием поля П нанесет слой В2 на В1:
Во-вторых, мы теперь знаем, в чем «изюминка» задачи: вещество В3 должно входить в систему, чтобы действовать на В2, и не должно входить в систему, чтобы не портить В2. В сущности, мы вышли на физическое противоречие! Пусть его формулировка еще не вполне точна, но теперь легче будет вести анализ по АРИЗ — есть ориентир.
И это еще не все. Если известно физическое противоречие, можно снова обратиться к стандартам. Существует группа стандартов, специально отвечающих на вопрос: «Как ввести в систему вещество, если вводить нельзя?» Основная рекомендация этих стандартов состоит в том, чтобы использовать уже имеющиеся в системе вещества, создав из них «как бы новое» вещество. Выполнив свою работу, это «как бы новое» вещество должно исчезнуть, вернуться в исходное состояние. В нашем случае — кроме трубы и стекла — в системе есть только воздух. Распылять сжатым воздухом расплавленное стекло? Плохо: нам нужно равномерное покрытие, нанести его распылением трудно, стекло будет стекать...
ТЕПЕРЬ ПРИМЕНИМ АРИЗ
Мы не одолели задачи наскоком. Но зато облегчили планомерную осаду по АРИЗ. В самом деле, теперь отчетливо видна конфликтующая пара: изделие (В1, В2) и инструмент (B3, П). Нетрудно сформулировать и суть конфликта. По таблице, приведенной в «ТиН», 1981, № 7, с. 19, подходит схема сопряженного действия:
Инструмент А действует на изделие Б, полезное действие (1) связано с вредным действием (2). Не уточни мы задачу, пришлось бы взять другую схему. Инструмент А отсутствует и потому не действует на изделие Б:
Эта схема отражает административное противоречие («Нужно действовать, а мы не знаем как...»). Ужесточение условий задачи позволило выбрать схему сопряженного действия, вскрывающую более сильную форму противоречия — техническое противоречие.
Модель задачи построена. Не вызывает затруднений и следующий шаг (3.1) — выбор изменяемого элемента. Менять (вводить в систему) надо инструмент (В3 И П). В первую очередь — В3, ибо от В3 зависит подбор соответствующего поля.
Шаг 3.2. Составим формулировку идеального конечного результата (ИКР): «Икс-элемент, не усложняя систему, обеспечивает равномерное покрытие трубы стеклом, сохраняя при этом свойства стекла (и не портя трубу)».
Теперь мы можем уточнить ИКР. «Идеальнее идеального», если икс-элемент будет сделан из воздуха — единственного вещества, которое уже есть в системе, но пока бездействует. Сверх-ИКР: «Воздух сам «размазывает» стекло, не изменяя качества покрытия». Оперативная зона известна (пространство внутри трубы). Можно формулировать физическое противоречие — на макроуровне («Воздух должен...») и на микроуровне («Частицы воздуха — молекулы, атомы, ионы — должны...»).
ТВОРЧЕСТВО ПО ШАБЛОНУ?
Иногда говорят, что ТРИЗ заставляет действовать по шаблону. В процессе освоения теории отдельные ее инструменты используются «по-ученически» — точно по правилам, без «самостоятельности». Но это неизбежно при любом обучении. Умение свободно обращаться с материалом, право на импровизацию — все это приходит позже.
Да, ТРИЗ не дает возможности выдвигать тривиальные варианты и совершать многочисленные ошибки. При желании это можно считать шаблоном, стесняющим свободу творчества. Но кому они нужны, тривиальные варианты и ошибки?! Шаблонно обычное мышление, связанное путами «здравого смысла» и унизительной тактикой перебора вариантов. ТРИЗ обязывает мыслить парадоксально, Диалектически, находить и обострять противоречия, совершать ювелирной точности мыслительные операции где-то на грани с искусством...
Возьмем хотя бы технику определения ИКР. Мы уже видели, что наряду с «простым» ИКР иногда полезно сформулировать и сверх-ИКР. Кроме того, существует изящный обратный прием, который можно назвать «ИКР минус самую малость». Изобразим ИКР графически (рис. 1, размеры не соблюдены): труба покрыта слоем стекла, посторонних включений в стекле нет.
Сделаем, теперь маленький шаг назад, убрав «самую малость»: мысленно удалим тончайший слой стекла, прилегающий к трубе (рис. 2). Облицованной трубы нет, есть только заготовки — труба и стекло. Отступили мы от ИКР на «самую малость», всего на один кадр в киноленте, но стеклянная заготовка выглядит теперь совершенно иначе, чем раньше.
В задаче речь шла о центробежном способе облицовки, при котором стекло поступает в трубу в виде расплава. Отмечалась непригодность этого способа для облицовки квадратных труб, но ничего не было сказано о том, что при другом способе обязательно нужно использовать именно расплав стекла. Обычное явление: формулировка задачи всегда в той или иной мере навязывает представления, идущие от прототипа (даже если он непригоден). Прием «отступим от ИКР на самую малость» тоже навязывает определенные представления о задаче, но эти представления идут от ИКР и потому «тянут» в сторону сильных решений.
Если стеклянная заготовка имеет форму квадратной трубы, задача сводится к тому, чтобы убрать тонкий зазор между стеклом и металлом. Тут две простейшие возможности — охладить металл или нагреть стекло. Предпочтительнее второй путь, потому что нагретое (до размягчения) стекло не только само уберет зазор, но и «прилипнет» к стенкам металлической трубы.
Итак, ИКР достижим за счет теплового расширения стекла при условии, что есть подходящая заготовка — квадратная стеклянная труба. Вот только где ее взять, эту квадратную трубу, имеющую почти микронную точность?! Очень заманчивый способ (предельная простота!) и такое досадное ограничение...
Что ж, снова используем прием «ИКР минус самую малость». Сделаем еще один шаг назад. Предположим, квадратная стеклянная облицовка не только отделена от металлической трубы, но и стала чуть-чуть неровной (рис. 3). Новая и на этот раз совсем простая задача: как избавиться от неровностей? Ответ очевиден, поскольку у нас есть готовая форма — металлическая труба. Нужно слегка «раздуть» стеклянную заготовку, чтобы она прижалась к стенкам металлической трубы. Закроем заготовку с торцов, нагреем всю систему. Стеклянная заготовка может иметь форму круглой трубы, зазор может быть большим — все равно нагретый воздух придаст размягченному стеклу квадратную форму и припрессует его к металлической трубе. Решены обе задачи — изготовление стеклянной заготовки и соединение этой заготовки с металлической трубой.
Записи решения учебных задач по АРИЗ, сделанные независимо в разных школах, практически совпадают. «Отключены» другие механизмы ТРИЗ, и потому записи содержат одинаковые формулировки «шагов». После освоения АРИЗ в процесс решения постепенно вовлекаются различные приемы, стандарты, физэффекты, фонд задач-аналогов, весь обширный арсенал ТРИЗ. Записи становятся непохожими друг на друга, начинают отражать индивидуальные особенности, личный «почерк» решающего задачу человека.
«Шаблон» иногда усматривают в том, что АРИЗ дает один ответ на задачу. Действительно, даже при большом различии «почерков» ответы на задачу почти всегда совпадают. АРИЗ обязан давать максимальное приближение к ИКР, а идеальное решение одно — у каждой задачи. Тут как с восхождением на гору: подниматься можно разными маршрутами, но все они сходятся в одной точке — на вершине.
У решения, близкого к идеальному, есть, однако, очень важная особенность: оно дает не только наиболее сильный ответ на конкретную задачу, но и подсказывает общую формулу решения целой группы аналогичных задач. При переходе от частного ответа к групповой формуле вновь проявляется индивидуальность «почерков».
ЗАДАЧА О ТЕЛЕФОННОЙ ЛИНИИ. Нужно нанести внутренний слой гидроизоляции на уже проложенные трубы телефонной линии. Расстояние от одного смотрового колодца до другого 100 м, диаметр труб 15 см. Задача сама по себе нелегкая, но у нас есть групповая формула решения: нужно ввести в трубу гидроизоляцию в виде заготовки, а потом «раздуть» ее, прижать к стенкам трубы. От колодца к колодцу сквозь трубу протягивают резиновый шланг, обмазанный клейкой уплотнительной массой. Накачивают воздух, резина растягивается и плотно прилипает к стенкам трубы.
Еще одна задача, более далекая от исходной задачи, но входящая в ту же группу. ЗАДАЧА О ВОЛНОВОДАХ. Для волноводов и резонаторов нужны литые металлические (алюминий, медь) трубы со сложным профилем (рис. 4), причем требуется недостижимая при обычном литье точность. Такие трубы изготавливают литьем под давлением. Как изготовить их обычным литьем? Речь идет именно об обычном литье — без применения электромагнитных полей, центробежных сил, вибрации и т. п.
Разбирать эту задачу мы пока не будем. Предлагаем ее для самостоятельного решения. Посылая в редакцию письма, пожалуйста, не забывайте указывать в них свой адрес (обязательно с почтовым индексом) и полностью фамилию, имя и отчество.
