ГЛАВА ДВЕНАДЦАТАЯ, где автор и читатель вместе перелистывают книги, в которых даются намеки и прямые обещания открыть секреты, как делать изобретения с той же легкостью, как решают математические задачи; в ходе чтения зарождается иллюзия, что уже существует методика изобретательства и — увы! — исчез

ГЛАВА ДВЕНАДЦАТАЯ,

где автор и читатель вместе перелистывают книги, в которых даются намеки и прямые обещания открыть секреты, как делать изобретения с той же легкостью, как решают математические задачи; в ходе чтения зарождается иллюзия, что уже существует методика изобретательства и — увы! — исчезает, подобно синей птице; глава, напоминающая хрестоматию

12.1.

Когда-то обычные арифметические действия слыли почти искусством, почти волшебством, доступным одним жрецам. Самые обыкновенные правила деления, сохранившиеся на папирусах, излагались столь таинственно, словно заклинания или молитвы, ниспосланные богами. Они передавались шепотом в алтарях от жреца к жрецу, как рецепты питья из волшебных трав, исцеляющих болезни.

Время все изменяет… Из божественных откровений математические правила превратились в предметы школьных занятий.

Большие расчетные работы стали производить силами военных. Когда одному знаменитому оптику понадобилось произвести кое-какие вычисления, правительство выделило ему взвод артиллеристов. Он водил их на штурм своих громоздких формул, как полководец ведет на штурм крепости. Над составлением мореходных таблиц в начале прошлого века трудилось крупное войсковое подразделение. Работы напоминали правильную осаду.

В XVII веке девятнадцатилетний француз Блез Паскаль придумал первый, еще очень неповоротливый и тугодумный «стальной мозг».

Это, может быть, слишком громко сказано. Паскаль придумал машину для сложения и вычитания, прообраз современного арифмометра.

Вот он стоит — арифмометр — под лобастой железной коробкой. Ее воспрещается открывать посторонним. Посторонние заблудятся в чаще осей, рычажков, пружин и зубчатых колес. Они сплетены друг с другом, как ветви дремучего леса. Нужно хорошо знать математику и механику, чтобы уяснить, как работает «стальной мозг».

Всем понятно, как механизируют работу рук и ног. Говорят, что шатуны паровой машины — механизированные руки. Но как механизировать невидимую работу ума? Как механизировать решение самой простой арифметической задачи, скажем, сложение двух чисел:

Не будем сами решать эту задачу, а поручим ее отделению артиллеристов. Как во всяком артиллерийском расчете, разобьем их по номерам и отдадим приказ по отделению:

первому номеру — складывать единицы;

второму номеру — складывать десятки;

третьему номеру — складывать сотни;

четвертому номеру—передавать от первого номера ко второму накопившиеся при сложении единиц десятки;

пятому номеру — передавать от второго номера к третьему накопившиеся при сложении десятков сотни.

Теперь обязанности артиллеристов настолько просты, что их легко механизировать.

Очень просто придумать механизм для сложения единиц. Возьмите обыкновенный наборный диск — вертушку от автоматического телефонного аппарата. Только пусть он будет без пружины и, доведенный до упора, не возвращается обратно. У дырок на диске напишем дополнительно десять цифр — от нуля до девяти. Рядом с диском прикрепим планку с окошком. Когда вертят диск, наши новые цифры одна за другой проходят мимо окошка. Вот вам и счетная машина для сложения единиц. Задавайте ей числа, и она вам будет считать.

Пусть нам нужно сложить 3 и 5. Будем действовать так, будто звоним по телефону № 3. Заведем палец в дырку перед цифрой 3 и прокрутим диск до упора. В окошке выскочит цифра 3. А теперь позвоним по телефону № 5. Снова прокрутим диск до упора и увидим в окошке цифру 8:

3 + 5 = 8.

В окошке получается результат. Такая же вертушка годится для сложения десятков и сотен. Значит, можно взять три такие вертушки и поставить их рядом. А чтобы знать, с чем имеем дело, внизу прикрепить вывески:

Сотни Десятки Единицы

И первым трем артиллеристам скомандовать: «Разойдись!» Они теперь не нужны.

Если складывать числа побольше, например 6 и 7, то в окошке появится 3, а не 13. Это значит, что при сложении накопился десяток и его надо передать в старший разряд. У нас за этим следит четвертый артиллерист. Как только диск единиц делает полный оборот, артиллерист прокручивает диск десятков на одну дырку, и цифра 1 появляется в соседнем окошке.

Перенос десятков тоже легко механизировать.

На одних осях с дисками сидят десятизубые колесики. Колесики сцеплены с десятичной передачей. Десятичная передача — это два колесика, сидящих на одной оси; одно из них десятизубое, другое однозубое. Когда диск единиц делает полный оборот, однозубое колесико поворачивает диск десятков на один зубец — диск десятков поворачивается на одну цифру вперед. Точно так же устроена передача сотен, накопившихся от сложения десятков.

Теперь можно отпустить и остальных артиллеристов. Машина сама будет складывать трехзначные числа.

Зададим только ей условия.

На трех вертушках — единиц, десятков и сотен, как на трех телефонных аппаратах, наберем тройку цифр первого слагаемого: 6, 5, 4. Они сейчас же появятся в окошках. Наберем теперь цифры второго слагаемого: 2, 8, 5, и в окошках появится результат — 939. Выходит, можно машиной решать математические задачи. Она решает простые задачи, но из простого составляется сложное.

Я рассказал о ней, чтобы вы поверили и прочувствовали, что можно построить и давно построены машины для решения умственных задач. Они их щелкают, как орехи.

Работу, происходящую в уме, разделили на отдельные стадии и тогда увидели, что много в них механического и что это механическое можно и впрямь механизировать. Удалось найти механическое даже в таких сугубо творческих делах, как перевод с языка на язык, игра в шахматы. Оказалось, что, разбив процесс на бесчисленное количество стадий, возможно построить машину-переводчика или машину-картежника или машину-шахматиста… Все это известные вещи.

Механизаторы приободрились… Угрожают поэтам, что построят машину, пишущую стихи, и пугают композиторов, что создадут механизм, сочиняющий музыку. Но, конечно, это только угрозы!

Начинает подвергаться анализу и творчество изобретателя.

12.2.

На моей полке несколько книжек, посвященных творчеству изобретателя. Часть из них в потертых старых переплетах, часть в обложках, пахнущих свежей краской. В них исследователи стремятся разбить на стадии сложный ход изобретательского творчества. Они силятся «объять необъятное и уловить неуловимое, т. е. найти закономерность в процессе изобретения, который, по словам других знатоков, насмехается над всякой закономерностью». Поглядев на созидаемое изобретение, как на развивающийся организм, они спрашивают себя: нет ли в этом эмбриологическом процессе таких стадий, которые повторялись бы во всех изобретениях?

Самые различные авторы — философы, инженеры, психологи, изобретатели— приходят к выводу, что такие стадии есть, но по-разному определяют их и по-разному прочерчивают их границы.

Перебираю книжки одну за другой в порядке их издания.

Вот довольно старая книга Рибо «Творческое воображение», изданная еще в 1901 году. Он стремится доказать, что «созидающее воображение механика и художника по своей природе тождественны и отличаются друг от друга только своими целями, способами и условиями проявления».

«Подводя итог количеству воображения, затраченному и воплощенному, с одной стороны, в области художественного творчества, а с другой стороны, в технических и механических изобретениях, мы найдем, что второй итог значительно больше первого!» — восклицает Рибо.

Восклицание, конечно, очень лестное для нас, изобретателей. Но — увы! — стараясь выяснить, что сближает художника и изобретателя, Рибо не пытается исследовать самое важное практически — то, что их различает, то, что служит особенностью работы изобретателя. В этом слабость книги Рибо.

Рассуждая о стадиях изобретательского творчества, Рибо говорит: «Я различаю два общих способа, вариантами которых являются все другие. Во всяком творении, большом и малом, есть направляющая идея, некоторый «идеал», или, проще, подлежащая решению задача. Место идеи или поставленной задачи не одно и то же в обоих процессах. В том, который я называю полным, оно находится в начале, а в том, который я называю сокращенным, оно в середине. Есть также и другие различия, которые можно понять из табличек:

12.3.

Вот известные книжки инженера П. К. Энгельмейера «Пособие начинающим изобретателям» и «Теория творчества», изданные в 1910–1912 годах.

Энгельмейер пытается утверждать, что «три деятеля творчества, то есть желание, знание и умение, составляют нераздельно и неслиянно троицу творчества, а три акта — функции этих деятелей, составляют «трехакт».

Вот оно — либретто этой трехактной пьесы, пересказанное почти так, как его написал сам автор. Это почти цитата, облегченная для чтения литературной правкой.

Первый акт.

Акт интуиции и желания. Происхождение замысла

Изобретение машины или иного технического сооружения предполагает, что условия задачи осознаны. Изобретатель может ошибаться в своей задаче. Бывает, что в течение работы он от нее отказывается. Но техник тем отличается от художника, что он не отдается темной игре настроений. Конечно, если задача очень новая, то изобретатель не знает, куда она его приведет, как Пушкин, принимаясь за «Евгения Онегина», неясно предвидел его конец:

И даль свободного романа

Я сквозь магический кристалл

Еще неясно различал.

Правда, изобретатель стоит перед задачей гораздо более определенной, осязательной. Но для решения ее все же недостаточно быть образованным и видавшим виды техником: без интуиции, догадки желание не оформится в замысел, в цель.

По мере того как изобретатель думает над своей задачей, ему вдруг приходит в голову, что такой-то путь поведет к ее решению. Это «вдруг»

здесь настолько характерно, что оно-то и оправдывает представление о «наитии», об «откровении», без которого не обходится истинное творчество и которое коренным образом отличает творчество от логического умозаключения.

Но что дает это наитие, этот первый проблеск? Бывают случаи, что он дает настоящее и окончательное решение. Но это случаи исключительные. При первом проблеске идеи еще нельзя сказать, что она будет основой изобретения. Это чаще всего предположение или ясно выраженное желание, это только замысел. А то обстоятельство, что обыкновенно изобретатель с места в карьер влюбляется в свою идею и считает ее за решение своей задачи, это обстоятельство очень важно для изобретателя, так как только благодаря этой любви и преданности своей идее он и посвятит ей все силы. Но для нас, со стороны анализирующих душу изобретателя, это обстоятельство неважно. Вера изобретателя в свою идею еще не делает ее реальной.

Итак, в результате первого акта получается замысел, то есть предположительная идея будущего произведения. Она покуда говорит только то, чего изобретателю хочется, но не то, чего он достигнет на самом деле.

Второй акт.

Акт знания и рассуждения. Выработка схемы или плана

Теперь изобретатель знает ясно, чего хочет. Надо теперь испытать, что он может. Всякое мечтание и гадание кончилось, пора приступать к трезвому рассуждению на почве знания того, что в данной области выработано, что оправдалось и что откинуто.

Механизм второго акта состоит в производстве опытов как в мыслях, так и на деле. Всякое мышление можно истолковать как экспериментирование над мысленными отражениями фактов. Раз область хорошо известна, раз мысленные отражения верно передают факты, раз те следствия, которые из этих отражений выводятся по законам логики, сходятся с фактическими следствиями явлений, то умозаключение и расчет доведут до цели. Если же область недостаточно разработана, то приходится руками делать опыты, строить модели, производить лабораторные изыскания.

Во втором акте вступает в права и логика. Это, конечно, не значит, будто в первом акте логика настолько устранена, что там возможно всякое сумасбродство и что логика во втором акте обязана выработать разумный план из всякого вздорного замысла. Но формальная логика бессильна сделать первый шаг изобретения, который мы называем первым актом. И в то же время необходима для того, чтобы интуитивный замысел превратить в принципиальную схему.

Второй акт заключается в выработке изобретения как логического представления. Тут определяются все существенно необходимые и достаточные части изобретения. А потому и самое произведение выясняется: обозначаются все его признаки, то есть то, что составляет его новизну.

В результате второго акта получается принципиальная схема изобретения.

Третий акт.

Акт умения. Конструктивное выполнение изобретения

Теперь задача такая: конструктивно выполнить схему, осуществить замысел. Теперь к замыслу прилаживаются не мысли, а факты, поэтому здесь уже начинается борьба с материей, и весь успех дела зависит от профессиональной находчивости и умения.

Но мы сделаем большую ошибку, если подумаем, что раз есть схема изобретения, то вещественное выполнение придет само собой. Нет, здесь необходимо учесть и выполнить все условия, все требования практики. Необходимо озаботиться, чтобы соблюсти экономию как в материале, так и в работе по выделке, но притом так, чтобы каждая часть имела надлежащую прочность, чтобы уход, осмотр и смена частей были удобны, чтобы соблюдено было внешнее соответствие частей, известный «стиль». Условий, как видно, очень много, больше, пожалуй, чем в предыдущих актах, и третий акт был бы самым трудным, если бы работы предшественников не сделали из него самого легкого акта. Ведь не следует забывать, что на помощь конструктору идет все, что дано прежними изобретателями, что выработано практикой, что проверено долгим опытом и освящено обычаем.

Изобретатель в третьем акте уступает место мастеровому. Положим, инженер выработал проект деревянного моста, поразительный по новизне и целесообразности конструкции. И вот, если при постройке моста он будет спорить с плотником, то будет плохо. Напротив того, для успеха дела он должен растолковать плотнику общую конструкцию, но предоставить ему полную свободу в вязке деревянных частей. Энгельмейер вспоминает, как на Всероссийской выставке 1882 года появилась впервые машина, делавшая папиросы. Механизм был, правда, в высшей степени интересен, но для практики машина была непригодна, и это не потому, что материалы были употреблены неподходящие или выделка частей была небрежная. Наоборот, была употреблена лучшая сталь, и каждая часть блестела отделкой. Но изобретатель, видимо, лепил машину из частей и каждую часть изобретал, вместо того чтобы брать из готовых типов.

Только тогда, когда окончен третий акт, можно с полным правом говорить, что изобретение на самом деле сделано.

Характеристика трех актов

Первый акт начинается с интуитивного проблеска новой идеи и заканчивается уяснением ее самим изобретателем. Пока налицо лишь предположительная идея, вероятный принцип изобретения. Второй акт вырабатывает полный и выполнимый план или схему, где налицо все необходимое и достаточное. При механическом изобретении изготовляется часто модель, при химическом — образец продукта, при технологическом — его лабораторная схема. Для человеческого понимания изобретение готово: дальнейшее выполнение его уже не требует творческой изобретательской работы, а может быть поручено всякому опытному специалисту. В такой ремесленной работе и состоит третий акт.

Покуда от изобретения имеется только идея (первый акт), изобретения еще нет: вместе со схемой (второй акт) изобретение дается, как представление, а третий акт обеспечивает ему реальное существование. В первом акте изобретение предлагается, во втором доказывается, в третьем осуществляется. В конце первого акта это — предположение; в конце второго — представление; в конце третьего — явление. Первый акт определяет его интуитивно, второй — логически, третий — фактически. Первый акт дает замысел, второй — план, третий — поступок.

Таков предлагаемый инженером П. К. Энгельмейером, общий план работы над изобретением, на который ссылаются многие авторы последующих книг.

Кто читал книжки Энгельмейера, тот заметил, конечно, что есть в них ценные фактические наблюдения и обобщения, некоторые верные мысли, но еще больше идеалистической чепухи, того самого махизма, с которым боролся Ленин. Энгельмейер как философ был правоверным махистом. Это удостоверяется предисловием к книжке «Теория творчества», которое предпослал ей сам Эрнст Мах.

12.4.

Вот книга Россмана «Психология изобретателя», изданная в США в 1931 году. Она написана с учетом ответов на большую анкету, предложенную десяткам американских изобретателей. Россман делит творческий процесс изобретателя на семь стадий:

1. Усмотрение потребности или какой-то трудности.

2. Анализ потребности.

3. Просмотр доступной информации.

4. Формулировка всех объективных решений.

5. Критический анализ этих решений с точки зрения их достоинства и недостатков.

6. Рождение новой идеи — изобретение.

7. Экспериментирование для подтверждения наиболее обобщающего решения, отбор и усовершенствование конечного воплощения.

Классификация Россмана прозрачно ясна. Тут нигде не мелькают туманные словечки вроде «бессознательных состояний», «вдохновенья» и пр. Но уж очень суха и заурядна эта схема. Она слишком уж походит на развернутый вопросник при решении контрольной задачки по арифметике.

Если Россман прав, то становится непонятным, почему большие изобретения не рождаются за школьной партой. На всей книге Россмана лежит печать бизнесменской деляческой философии, называемой прагматизмом.

Интересную книгу выпустил в 1934 году советский психолог П. М. Якобсон. Она называется «Творческий процесс изобретателя». Автор опирался на большую анкету из 90 вопросов, предложенную видным советским изобретателям— А. Н. Туполеву, Ф. И. Казанцеву, А. И. Казарновскому, С. С. Вальднеру и другим, и к тому же привлек фактический материал из книги Россмана. У него получилось деление на такие стадии:

1. Период интеллектуально-творческой готовности.

2. Усмотрение потребности.

3. Зарождение идеи — формулировка задачи.

4. Стадия поисков решения.

5. Получение принципа изобретения.

6. Превращение принципа в схему.

7. Стадия технического оформления и развертывания изобретения (чертежи, модели, расчеты, проверка и т. д.).

В схеме П. М. Якобсона не содержится столь грубых упрощений, как в схеме Россмана. Но если бы автор переиздавал свою книгу сегодня, почти тридцать лет спустя, то, наверное, подправил свою схему. Например, обязательно включил бы такую стадию, как «Просмотр доступной информации», учитывая рост могущества службы технической информации за последние годы.

Дело не только в том, что за это время выросла психологическая наука, но и в том, что дальнейшее развитие получило общественное устройство. Признаюсь, мне не верится, что можно создать схему технического творчества, одинаково пригодную для всех времен и всех общественных формаций.

Первобытный каменотес, вероятно, иными путями движется к своему томагавку, чем современный математик и логик к электронно-счетной машине. Изобретатель-бизнесмен, пекущий изобретения, как блины, бойко шлепая их на лотки капиталистической толкучки, вероятно, по-иному творит, чем советский изобретатель в социалистическом обществе, вдохновляемый высокими дальними планами коммунистического строительства.

В разнообразных классификациях стадий изобретательского творчества сквозят, как мне кажется, не только различные философские системы, но и разные «типы ума» изобретателей разных времен и разных общественных формаций. Тем не менее попытки классификации — это дело нужное, прогрессивное, оно дисциплинирует творческую мысль, заставляет задуматься над ее путями, позволяет лучше выбрать наиболее пригодные для себя планы творческой работы.

В годы культа личности разработка обобщенных проблем изобретательского творчества находилась в небрежении. Прекратило работу Всесоюзное общество изобретателей, где велись горячие дискуссии по этой части. Перестал выходить полезнейший журнал «Изобретатель». Многие авторы книг по вопросам изобретательского творчества чувствовали себя неуютно.

Сейчас Всесоюзное общество изобретателей расширяет свою деятельность, горячо и живо работает Государственный комитет по изобретениям и открытиям, с каждым номером становится содержательнее журнал «Изобретатель и рационализатор». Начинают выходить занимательные и смелые книжки, пытающиеся учить изобретательскому творчеству.

Среди них особенно интересна и серьезна книга Н. Середы, выпущенная в 1961 году в Риге под скромным названием «Рабочий-изобретатель». Это конспект лекций по изобретательскому творчеству, читанных автором в столице Латвии. Как замечательно, что есть такой университет, где изобретатели получают нужные им знания! Как приятно, что преподавание в нем ведется так оригинально, на таком высоком уровне!

Книга Н. Середы, конечно, не решает всех задач, но ценна тем, что предостерегает от вульгаризации и упрощенчества. Классификация стадий изобретательского творчества представляется автору более сложной, чем всем писавшим до него. Он пытается спорить с теми, кто изображает творческий процесс изобретателя как прямое неуклонное восхождение по ступенькам стадий. Он рисует более гибкую систему с возвращениями к пройденному; в его схеме как бы пульсируют многочисленные линии «обратных связей». Мы не будем пересказывать содержательные рассуждения автора. Его книга конспективная, и составить ее конспект означало бы переписать всю книгу. Но, однако, мы не можем отказать себе в удовольствии привести как иллюстрацию заключительную схему, подытоживающую выводы лекций Н. Середы. Мы печатаем ее здесь с тайной надеждой, что читатель заинтересуется, прочитает книгу сам, согласится или поспорит с нею. И что автор, идя навстречу интересу читателя, развернет поподробнее свой конспект, подкрепит его конкретными примерами из истории техники, творческой практики сегодняшнего дня.

О других современных книжках, посвященных изобретательскому творчеству, мы расскажем ниже.

Все это опыты, но опыты, совершенно необходимые. Они ценны своими достижениями и даже своими ошибками потому, что разжигают полемику вокруг самых благородных областей человеческой деятельности. Ей-богу, даже самая никудышная книжка здесь полезней и заслуживает большей поддержки, чем стишок, разъясняющий вкус вина, или целый лирический цикл, агитирующий девиц на необдуманные поступки. Ну, а если книжка хорошая, способная увлечь воображение, ей цены нет!

12.5.

В 1961 году одновременно в Москве и Тамбове вышли две очень похожие книжки бакинских авторов — Рафаила Бахтамова «Изгнание шестикрылого серафима» и Г. Альтшуллера «Как научиться изобретать», где содержится попытка проанализировать изобретательское творчество. Признаюсь, что обе книжки особенно симпатичны мне потому, что по форме и материалу кое в чем повторяют мою книжку «Секрет изобретателя», изданную в 1946 году. Но есть в них и достопримечательное, свое.

В «Секрете изобретателя», как и в этой более толстой книге, которую вы читаете, я старался показать, что изобретения бывает полезно иногда группировать не только по техническому и научному принципу, заложенному в их основе, но по логике их возникновения, по «мыслительным фигурам», создавшим и роднящим, казалось бы, самые непохожие изобретения. Это как бы обобщенные «типовые» пути, ведущие к техническим выдумкам. Не следует уподоблять их азбуке, из которой каждый младенец может составить слово, или даже фигурам классической хореографии, из которых нижет свой танец балерина. Скорее это фехтовальные фигуры мысли, ее просверки, повторяющиеся в вечно новом бою.

Мы группировали изобретения по нескольким принципам: «изобретения напрямик», то есть идеи, возникшие из прямого теоретического или опытного исследования; «изобретения со стороны», то есть идеи, возникшие путем перенесения из соседних областей науки и техники; «изобретения из прошлого», то есть идеи, возникшие путем возвращения на высшей ступени забытого изобретения; «изобретения-оборотни», то есть идеи, возникшие путем раскрытия противоположностей в самой машине. Мы показывали рождение полезного из «вредных явлений», рождения новых качеств при разделении частей машин и т. д. и т. п. Получилась как бы коллекция приемов, помогающая решать изобретательские задачи.

Книги Р. Бахтамова и Г. Альтшуллера иллюстрируют подобные приемы хорошими примерами из изобретательской практики и находчиво формулируют новые приемы. Повторяю, что книги эти похожи, но отличаются оттенками изложения, а иногда и характером примеров. Поэтому, составляя этот маленький реферат, я буду стараться цитировать обоих авторов.

«Чтобы сделать изобретение, — справедливо подмечает Р. Бахтамов, — иногда достаточно изменить среду, в которой работает машина».

И подтверждает вывод свежими убедительными примерами.

Яркий пример дает изобретение талантливого бакинского изобретателя Д. Кабанова, придумавшего ловушку для сбора нефти, растекшейся в море.

Задача, которую предстояло решить Д. Кабанову, формулировалась так: «Разработать устройство для сбора нефти, плавающей на водной поверхности». «Водная поверхность» — участок моря, площадью в сотни квадратных километров. Слой воды достигает десятков метров. «Нефть» — тонкая пленка, толщиной в миллиметры. «Устройство» должно быть простым и надежным.

«Ясно, — рассказывает Р. Бахтамов, — что лучше всего, чтобы нефть сама отрывалась от воды и собиралась в каком-нибудь резервуаре.

Что же ей мешает? Нетрудно понять. Нефть, как и всякое тело, имеет вес. Он-то и мешает ей подняться.

Почему? Нефть — легкая жидкость, и в воде она плавает. Но снаружи ее окружает воздушная среда, а воздух, как известно, гораздо легче и воды и нефти.

Теперь мы можем представить себе, при каких условиях нам удалось бы достичь идеального результата — отделить нефть от воды. Для этого нужно, чтобы над нефтью был не воздух, а жидкость, более тяжелая, чем нефть.

На первый взгляд кажется, что логика привела нас к абсурду. В самом деле, не можем же мы изменить состав земной атмосферы? И не просто изменить, а заменить обычную атмосферу жидкостью.

Но ведь и нет надобности заменять всю атмосферу. Достаточно сделать это в небольшом объеме.

Бачок для сбора нефти установлен на двух поплавках. От бачка отходит трубка, которая погружена в плавающую на воде нефть. В бачок заливается вода. Да, самая обыкновенная вода, хотя бы морская. Когда бак наполнен, его закрывают — теперь атмосферный воздух попасть в бак уже не сможет.

Откроем задвижку на трубке. Что произойдет? Если вы решили, что вода просто вытечет из бачка, то подумайте еще раз. Физические явления, с которыми мы здесь сталкиваемся, просты и знакомы каждому школьнику, а вот неожиданное использование их в нефтеловушке привело инженера Кабанова к замечательному изобретению.

Итак, мы открыли задвижку. Но вода из бачка не течет. Почему? Потому что иначе в бачке создалось бы разрежение, вакуум, ведь атмосферный воздух туда не поступает.

Так поведет себя вода. А нефть? Нефть, как известно, легче воды. Когда мы открыли кран, она оказалась как бы на дне водяного «колодца». Понятно, что нефть стремится всплыть. И, по мере того, как она начнет заполнять бачок, из него будет уходить вода…

Ну хорошо, скажет читатель, пусть нефть и поднимется в бачок. Но ведь ловушке придется пройти сотни километров, прежде чем она охватит всю площадь.

В том-то и дело, что нет! Нефть на поверхности воды образует сплошной слой одинаковой толщины. Если вы в каком-то месте прорвете этот слой, «рана» сейчас же затянется. Нефть из окружающих участков сразу же поспешит заполнить свободное пространство. Таким образом, ловушка может стоять на месте: нефть отовсюду будет стекаться к «воронке», толщина пленки на всей поверхности будет постепенно уменьшаться.

Практически более выгодно, чтобы ловушка медленно двигалась по бухте. Так сбор нефти идет гораздо скорее.

Когда бачок, укрепленный на поплавках, заполнен нефтью, задвижку закрывают и нефть перекачивают в другой резервуар (он может находиться и на берегу и на периодически подходящем к ловушке судне). Затем снова закачивают в бачок воду, и все начинается сначала-

Как видите, отделять нефть от воды нет надобности, она это делает сама, без всяких усилий с нашей стороны».

А вот несколько удачных примеров из книжки Г. Альтшуллера.

Недостатки — это потенциальные достоинства. «На первый взгляд это правило кажется парадоксальным», — замечает автор.

Но приводит удачные примеры его применения. Вот один из них.

«В конце прошлого века шведский изобретатель Лаваль, работая над усовершенствованием паровой турбины, столкнулся с почти непреодолимым затруднением. Ротор турбины делал тридцать тысяч оборотов в минуту. При такой скорости вращения необходимо очень точно уравновесить ротор, а этого Лавалю как раз и не удавалось добиться. Изобретатель увеличивал диаметр вала, делал вал все более жестким, но каждый раз при опытах машина начинала дрожать, и вал деформировался.

В конце концов поняв, что увеличивать жесткость вала далее невозможно, Лаваль решил проверить прямо противоположный путь. Массивный деревянный диск был насажен на… камышовый стебель. И вдруг оказалось, что податливый, гибкий вал при вращении уравновешивается сам собой! Лаваль отметил в записной книжке: «Опыт с камышом удался…»

«Пусть случится» — это простое правило помогает решать многие задачи. Вспомните хотя бы задачу о транспортировке толстолистовой стали.

Трудность состояла в том, чтобы достаточно простыми средствами предотвратить падение транспортируемого листа. Применим принцип «пусть случится». Допустим, лист уже упал. И что же? Разве нельзя транспортировать его именно в этом положении?.. Зачем листы поднимать, а потом опускать? Пусть все время движутся по земле — и они никогда не упадут».

Остроумные, верные наблюдения!

Минус на минус дает плюс. «Иногда «отрицательный эффект» очень трудно, почти невозможно устранить. В таких случаях полезно действовать по принципу «минус на минус дает плюс»: не стремиться к устранению «отрицательного эффекта», а просто компенсировать его другим эффектом, тоже «отрицательным», но противоположным по действию», — пишет Г. Альтшуллер.

«Вот типичный пример.

С уменьшением содержания воды в бетонной смеси возрастает прочность готового бетона. Однако если содержание воды в бетоне низко, возникают затруднения в укладке бетона и в получении гладкой поверхности бетонного элемента. Таким образом, налицо типичное техническое противоречие: выигрывая в одном, мы неизбежно должны проиграть в другом.

Что же предложили изобретатели? Они сказали: не нужно уменьшать содержание воды в приготовляемом бетоне. Наоборот, бетон нужно готовить с избытком воды. А уже затем, после затворения, избыточную воду следует отсасывать с поверхности бетона посредством вакуумирования».

Впрочем, полезное правило «минус на минус дает плюс» подкрепляется здесь не самыми яркими примерами. Многие выразительные примеры дает, по-видимому, история изобретения телескопов.

Об одном наиболее веском примере рассказывает сам Галилей. Находясь в Венеции, он услышал, что какой-то голландец преподнес Морису Нассаускому трубку, которая позволяет ясно видеть далекие предметы, словно были они приближены. Галилей стал додумываться, как мог быть устроен этот волшебный снаряд и, не зная никаких подробностей, догадался:

«Вот, — говорит он, — какое было мое рассуждение. В устройство снаряда должны входить стекла, одно или многие. Одного быть не может. Стекло может быть или выпуклое, то есть более толстое в середине, или вогнутое, то есть более тонкое в середине, или, наконец, с параллельными поверхностями. Стекло последней формы не уменьшает и не увеличивает видимых предметов; вогнутое их уменьшает, выпуклое увеличивает, но кажется смутным и неясным. Значит, одно стекло действия произвести не может; переходя к сочетанию двух стекол и зная, что стекла с параллельными поверхностями ничего не изменяют, я заключил, что от соединения его с тем или другим из остальных родов стекол также нельзя ждать действия. Потому я сосредоточил опыты на том, чтобы исследовать, что произойдет от соединения этих двух стекол, то есть выпуклого и вогнутого, и достиг результата, которого искал».

Стекло вогнутое — ясно, но уменьшает — плохо! Стекло выпуклое увеличивает, но смутно и неясно — тоже плохо! Сочетаем их вместе — получается хорошо! Минус на минус дает плюс.

12.6.

Самим названием книжки «Изгнание шестикрылого серафима» Рафаил Бахтамов вступает в спор с гениальным пушкинским стихотворением «Пророк»:

Духовной жаждою томим,

В пустыне мрачной я влачился,

И шестикрылый серафим

На перепутье мне явился;

Перстами легкими, как сон,

Моих зениц коснулся он,

Отверзлись вещие зеницы,

Как у испуганной орлицы.

Две стороны обложки книги заняты забавными карикатурами на пушкинское стихотворение. На лицевой стороне изображен шестикрылый серафим, улепетывающий с небес и теряющий перышки на лету. На последней странице нарисован серафим изгнанный. Он почесывает лысину, сидя на грешной земле, и перышки спиралями опускаются на его посрамленные седины.

Что заставило автора ополчиться на пушкинский классический образ — этот символ вдохновенья, озаряющего творца на перепутье трудных дорог? В чем та сила, которая повергла шестикрылого серафима в столь плачевное состояние?

Автор отвечает — сила в методике, созданной бакинским инженером Г. С. Альтшуллером, позволяющей делать изобретения без каких-нибудь там «вдохновений» и «мифических озарений».

В книге Г. Альтшуллера «Как научиться изобретать» в менее яркой литературной форме, но зато гораздо более последовательно излагается та же методика. «Перед читателем, — заявляет автор, — книга, впервые систематически излагающая основы методики изобретательства».

Деловой рассказ авторы щедро оживляют событиями собственных биографий, и это полезно, потому что позволяет, как мы увидим дальше, лучше сопоставить сильные и слабые стороны методики.

Р. Бахтамов выразительно описывает трудный творческий рост Г. Альтшуллера как изобретателя.

«Идут недели, месяцы, годы, — свидетельствует Р. Бахтамов. — Почта уносит в Москву объемистые пакеты с описаниями предложений. В ответ приходят тонкие письма. Причины различны: отсутствие новизны, полезности, технической прогрессивности. Но вывод один: «Предложение не может быть признано изобретением».

Маленькая справка. Годы 1944–1947. Число изобретательских предложений, поданных Альтшуллером, — 36. Количество полученных авторских свидетельств — ни одного. Не правда ли, есть над чем задуматься?»

Задумаемся над этим счетом. Поинтересуемся, какова средняя удачливость изобретателей, присылающих в Комитет по делам изобретений и открытий свои предложения, заявки. В своей книге Г. С. Альтшуллер приводит такую статистику: «Сейчас лишь одна заявка из пяти признается изобретением».

Добродушно пользуясь футбольными терминами, можно сказать, что среднему советскому изобретателю приходится пять раз ударить ногой по мячу, чтобы забить гол в ворота патентного бюро. Для той же цели Г. С. Альтшуллеру нужно было пробить тридцать шесть ударов. На фоне этих средних показателей даже самый оптимистический тренер не признал бы в таком игроке каких-то исключительных, врожденных способностей к футболу.

Но Р. Бахтамов, по-видимому, ошибся и привел неполный счет. Сам Г. Альтшуллер в своей книге дает еще более скромную справку: «…прошло много лет, прежде чем мне выдали второе авторское свидетельство! За эти годы я отправил 103 заявки на изобретения. И получил 103 отказа». Таким образом, на самом деле Г. Альтшуллеру потребовалось не тридцать шесть, а сто три удара, чтобы повторить гол!

Биография Г. С. Альтшуллера, ставшая литературным фактом, показывает, что скорее упорство и настойчивость, а не изобретательность были главными врожденными чертами характера бакинского изобретателя.

— Три года неудач — это немало, — продолжает рассказывать Бахтамов. — Но и не слишком много, если учесть, что в конце 1947 года Альтшуллер все-таки сделал два изобретения. Одно из них было обычным — на него выдано второе по счету авторское свидетельство. На другое не выдано никаких свидетельств, но именно оно было основным. Генрих Саулович Альтшуллер понял, что в XX веке нельзя изобретать стихийно, что искусству изобретать нужно и должно учиться».

Г. С. Альтшуллер разработал методику изобретательского творчества, о которой дальше пойдет речь. И сейчас же счастье повернулось к нему. Он стал получать авторские свидетельства. Преображение волшебное, в свете биографических подробностей, которые сообщает о себе автор. И Г. С. Альтшуллер начал «забивать голы»! Этот факт может показаться наиболее весомым, наиболее удивительным доказательством действенности его системы. Он ложится на чашку весов, говорящую в пользу методики.

Вот как рисует это преображение Р. Бахтамов.

«На письменном столе медленно, но верно растет стопка авторских свидетельств. Отказы становятся редкостью, почти каждое предложение признается изобретением. Но Альтшуллеру кажется, что всего этого еще недостаточно, что нужно какое-то особое бесспорное доказательство».

Р. Бахтамов увлекательно рассказывает об этом «бесспорном доказательстве» в главке под заглавием «Когда в зале поднялся шум».

«На совещание в Министерстве строительства Азербайджана инженер Генрих Саулович Альтшуллер попал случайно. Совещание было посвящено широкому применению предварительно напряженного железобетона. Альтшуллер хотя и работал в министерстве, но никакого отношения к бетону не имел, он занимался машинами.

Впрочем, и для неспециалиста проблема была интересной. Бетон, один из лучших строительных материалов современности, плохо работает на растяжение. И даже не просто плохо — чрезвычайно, исключительно плохо, в пятнадцать раз хуже, чем на сжатие. А это значит, что бетон не имеет смысла использовать в конструкциях, которые подвергаются во время работы не только сжимающим, но и растягивающим усилиям.

На практике большинство конструкций работает в условиях растяжения. Как же быть? Отказаться от бетона? Нет, в таких случаях вместо «простого» бетона применяют «составной» — железобетон. В принципе он должен работать так: бетон будет воспринимать напряжения сжатия, стальная арматура — усилия растяжения. В действительности получается несколько иначе: стальная арматура могла бы еще растягиваться и растягиваться, но усилия распространяются на бетон. В нем возникают предательские трещины — предвестники разрушения…

Для борьбы с этим злом инженеры пошли дальше — в последние десятилетия начал применяться предварительно напряженный железобетон. Идея предварительного напряжения проста. Стальную арматуру вначале растягивают и удерживают в этом положении с помощью специальных зажимов. Когда зажимы отпускают, арматура укорачивается и сжимает бетон.

Если такое изделие подвергнуть потом растяжению, то растягивающим усилиям придется сначала привести бетон из сжатого состояния в нормальное, и только после этого бетон начнет испытывать растяжение.

Предварительно напряженные конструкции легки, экономичны, долговечны. И, конечно, они получили бы самое широкое распространение в строительстве, но…

Да, и здесь есть свое «но». Это «но» — в сложности изготовления. Чтобы растянуть металлическую арматуру, нужны огромные усилия. Простые механические домкраты не подходят — они маломощны. А гидравлический домкрат, рабочее давление в котором достигает 300 и даже 500 атмосфер, это целое сооружение.

Однако вернемся к совещанию. Обо всем, что мы рассказали, докладчик упомянул мельком, в нескольких словах, — участникам совещания это было известно.

— В последнее время, — продолжал докладчик, — начал применяться новый способ натяжения арматуры — электротермический. Состоит он в том, что через металлическую арматуру пропускают ток. При этом металл нагревается и удлиняется. В таком состоянии его укладывают в форму и закрепляют зажимами. После бетонирования, когда зажимы снимают, арматура охлаждается и, укорачиваясь, напрягает бетон. Кажется, просто?

Докладчик оглядел присутствующих. Все молчали.

— В предварительно напряженных конструкциях, — продолжал он, — выгодно применять высокопрочную проволоку. Но для ее натяжения нужна температура в 200 градусов Цельсия. А при такой температуре изменяется микроструктура стали, ее прочность катастрофически падает. Для нас, строителей, решение проблемы имело бы огромное значение. К сожалению, вряд ли это возможно: с одной стороны, проволоку нужно нагревать до 700 градусов, с другой — нагревать ее до этой температуры нельзя. Получается противоречие, которое, увы, неразрешимо…

— Неразрешимых противоречий нет, — послышался голос из зала.

— Вы убеждены в этом, товарищ Альтшуллер? — спросил докладчик. — А знаете ли вы…

Да, Альтшуллеру приходилось слышать: эту задачу не могли решить четверть века. Над ней работали инженеры во многих странах. Были поставлены сотни, тысячи опытов. Было написано множество статей, научных отчетов. Стало ясно: проволоку можно нагревать до 300, кратковременно — даже до 450 градусов. А нужно 700…

— Вы опытный изобретатель, — улыбаясь, заметил докладчик. — Почему бы вам не попытаться устранить это противоречие?

Изобретатель не собирался заниматься проблемой железобетона. Но раз уж так получилось, выхода не было.

— Хорошо, — сказал он. — Я согласен.

— И когда вы надеетесь отыскать решение?

— Хоть сейчас.

В зале поднялся шум. Казалось невероятным, чтобы человек, не являющийся специалистом по железобетону, мог взять на себя смелость заявить, что он берется решить одну из сложнейших технических задач.

Но смелость изобретателя имела свои причины. Смелость была выстрадана долгими годами неудач, сомнений и поисков».

Сам Р. Бахтамов на совещании, по-видимому, не был и поэтому счел необходимым перепроверить факты в личной беседе с Г. С. Альтшуллером. Вот запись беседы.

«Из окон многоэтажного здания Дома правительства открывается чудесный вид на море, на бакинскую бухту. В комнате тихо, рабочий день кончился. Мы уже обо всем переговорили, и только теперь я решаюсь задать давно волнующий меня вопрос.

— Простите, но говорят, что электродомкрат вы изобрели прямо на совещании… за каких-нибудь десять минут.

— Это не совсем так. Работать над конструкцией мне пришлось потом довольно долго.

— Но все-таки десять минут?!

— Да, десять минут совещания и еще… — Он задумался. — И еще… пятнадцать лет подготовки. Если сложить, получится не так уж мало Не правда ли?»

12.7.

В своей книжке «Как научиться изобретать» Г. С. Альтшуллер сообщает несколько иную версию рождения электродомкрата, излагая на этом материале свою методику изобретательства.

Следует интересная подборка цитат, рассказывающих о противоречиях, возникающих в различных областях 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…»

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» (профессор 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» (профессор 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).