© Альтшуллер Г.С. Как научиться изобретать. - Тамбов: Книжное издательство, 1961. - С. 36-42.

ИЗОБРЕТАТЕЛЬ И КОНСТРУКТОР

Есть нечто общее у всех четырех задач, приведенных в преды­дущей главе. Пытаясь решать эти задачи уже известными технике способами, мы каждый раз наталкиваемся на противоречие. Выигрывая в одном (т. е. добиваясь нужного результата, напри­мер, увеличения скорости проверки циферблатных приборов), мы одновременно проигрываем в чем-то другом (в точности контро­ля, в сложности требуемой аппаратуры). Технические противоре­чия, таким образом, связаны не только с развитием велосипеда. Они характерны для всех отраслей техники.

Анализируя развитие мельниц, Маркс писал в «Капитале»: «Увеличение размеров рабочей машины и количества ее одно­временно действующих орудий требует более крупного двига­тельного механизма... Уже в XVIII веке была сделана попытка приводить в движение два бегуна и два же постава посредством одного водяного колеса. Но увеличение размеров передаточного механизма вступило в конфликт с недостаточной силой воды...»

Именно эти строки и объяснили мне в свое время главную особенность в творческой работе изобретателя: преодоление техни­ческого противоречия.

Противоречия возникают в различных отраслях техники. Вот некоторые.

В кораблестроении: «Необходимость обеспечения мореходных качеств ставит условия противоположные: так, например, что­бы корабль не был валок или, говоря морским языком, был бы «остойчив», выгодно его делать пошире, а чтобы он был «ходок», очевидно, что его надо делать подлиннее и поуже — требования противоположные». (Академик А. Крылов).

В горной технике: «Увеличение размеров сечения и глубины шахт встало в противоречие с растущим давлением горных пород. Это противоречие разрешалось переходом от квадратного сече­ния к круглому с заменой деревянного крепления стволов камен­ным». (Проф. А. Зворыкин).

В теплотехнике: «Весьма существенное значение имеет вес за­трачиваемого на построение котельного агрегата металла на еди­ницу производительности. В некоторой мере стремление к уменьшению этого веса (экономия металла) и стремление к уве­личению к. п. д. (экономия топлива) противоречат друг другу. Разрешение этого противоречия является одним из важнейших факторов прогрессивного развития котельной техники». (Общая теплотехника, 1952).

В синтетических материалах: «Пленка, заменяющая кожу или ткань в одежде, обязана «дышать», пропускать воздух и пары воды, задерживая воду. Для этого она должна иметь мельчай­шие поры... Увеличение же пористости снижает прочность плен­ки». (Академик П. Ребиндер).

В оптике: «Фотографическими объективами пользуется громадное число фотографов-любителей и немалое число специалистов самых разнообразных профессий. Не удивительно, что этим объективам предъявляются особо строгие и часто противоречивые требования, например, требования большой светосилы, значительного угла поля зрения и к тому же высокой разрешающей способности. При этом, кстати, желают, чтобы конструкция их была простой, легкой, без световых потерь. Конечно, все эти условия несовместимы, и хороши только специализированные объективы». (Проф. Г. Слюсарев).

В ядерной технике: «Вес магнита, размеры ускорителя, его стоимость — уже достигли практического потолка. Поскольку радиус магнита определяется максимально достижимым магнитным полем, постольку все усилия изобретателей были направлены на уменьшение ширины кольцевой магнитной дорожки, доступной для движения частиц.

Чем уже дорожка, тем легче и дешевле магнит, но тем большее количество частиц будет потеряно». (Доктор физико-математических наук М. С. Рабинович).

В сельскохозяйственном машиностроении: «...ученые и инженеры работали над способами увеличения скорости трактора. Вначале пробовали просто изменить передаточное число трансмиссии трактора. Это немедленно вызывало увеличение затрат энергии на передвижение, уменьшало тяговое усиление трактора, снижало коэффициент полезного действия. С другой стороны, увеличивалось тяговое сопротивление прицепных орудий. При таком способе повышения рабочей скорости движения приходилось снижать ширину захвата орудий, и производительность машин не увеличивалась, а, наоборот, снижалась». (Академик В. Болтинский).

Пожалуй, особенно наглядно проявляются технические противоречия в самолетостроении. «Самолет представляет собой такое сооружение, в котором непримиримо борются два начала: прочность и вес. Машину необходимо сделать прочной и легкой, а прочность и легкость все время воюют между собой», — пишет в своей книге «Рассказы авиаконструктора» А. Яковлев, создатель прославленных ЯКов.

Рис. 4.

У авиаконструктора много помощников (см. рис. 4), и каждый из них по-своему представляет себе идеальный самолет: для специалиста по аэродинамике главное — предельная обтекаемость; специалист, рассчитывающий самолет на прочность, видит идеальный самолет неудоболомаемым; для технолога важнее всего простота изготовления; специалист по моторам считает, что идеальный самолет — это большой мотор и маленькие крылышки; представитель Аэрофлота мечтает о вместительном летающем салоне для пассажиров...

С противоречиями приходится сталкиваться и при выведении новых сортов растений, и в медицине. Так, противоречие, которое часто встречают селекционеры, состоит в невозможности обычными, уже известными путями улучшить одно качество растения (например, морозоустойчивость) без ухудшения других качеств (например, урожайность). Врачам, совершенствующим способы печения болезней, приходится учитывать, что новые лекарства, благотворно действуя на одни органы тела, отрицательно сказываются на других.

Есть в коллекции технических противоречий и курьезные экспонаты. Вот один из них. Он заимствован из журнала «Крокодил», и я привожу его, сохраняя язык и стиль авторов:

Приказ по заводу.

Рационализаторское предложение 373—70 «Заделка швов между облицовочными плитами на здании конвертерного отделения с помощью подвески человека на башенном кране», что явилось грубым нарушением правил техники безопасности и дает экономию 5 184 руб., считать внедренным. Автора предложения механика ОКСа т. Рыженького предупредить о неповторении подобных работ.

Разумеется, бывают изобретения, не связанные с техническими противоречиями. Таковы, например, изобретения, основанные на использовании вновь сделанных открытий. Но подавляющее большинство изобретений — результат преодоления технических противоречий. И это понятно: если бы противоречий не возникало, если бы развитие техники шло ровно и гладко, не было бы самого слова «изобретение».

Здесь надо сказать о различии между творчеством изобретателя и работой конструктора. Эти понятия часто путают: «Изобретатель сконструировал... Конструктор изобрел...» А различие существует принципиальное.

Конструктор лавирует между взаимопротиворечивыми характеристиками машины, подбирая их так, чтобы наилучшим образом удовлетворить требованиям конкретной задачи. Например, конструируя грузовой автомобиль, можно поступиться скоростью в пользу прочности, грузоподъемности, экономичности. Наоборот, разрабатывая конструкцию гоночного автомобиля, следует все: и экономичность, и грузоподъемность, и даже в какой-то мере прочность — принести в жертву скорости. Академик А. Н. Крылов говорил: всякий корабль является компромиссом, где одно жертвуется в пользу другого. Добавим: не только корабль, но и любая машина, любой технологический процесс.

Изобретатель должен сломать этот компромисс, должен так улучшить одну часть (или качество) машины, чтобы при этом не ухудшились другие. Конструктор пользуется уже известными в технике приемами; изобретатель ищет новые пути, новые приемы. Тут уместно провести аналогию с композитором и музыкантом-исполнителем. Композитор сочиняет новое. Музыкант играет уже написанное (хотя каждый музыкант играет по-своему, в своей манере). Что лучше? Вопрос бессмысленный. Композитор не может существовать без музыканта-исполнителя; музыкант-исполнитель немыслим без композитора. Зачастую композитор выступает в роли исполнителя. Точно так же изобретателю нередко приходится воплощать найденную идею в конкретную конструкцию.

В быту принято оценивать новые машины чисто внешне: дескать, такой машины раньше не было, теперь она есть, значит, изобретено «нечто новое». Однако машина, новая с точки зрения конструктора, может и не быть новой с точки зрения изобретателя. Обратимся, например, к торговым автоматам. Допустим, впервые создан автомат для продажи различных видов крупы. Раньше таких автоматов не было, но можно ли считать новую машину изобретением? Нет. Хотя сама машина нова, но при ее конструировании использовались принципы, уже известные в технике, в частности в теории автоматов.

Надо сказать, что труд конструктора — это творческий труд. Конструктору приходится учитывать свойства материала, тонкости технологии, условия работы машины и множество других факторов. Это требует знаний, опыта, развитого воображения, порой смелой догадки. Но в широком смысле слова творческим является, в той или иной мере, всякий созидательный труд. Нелепо было бы утверждать, что творчество в технике присуще только работе изобретателя. Однако изобретательское творчество имеет свои специфические особенности. Об этом и идет речь.