Глава 7 Лед логики, пламень фантазии

Изобретать я начал еще в школе. Первое авторское свидетельство получил в десятом классе. Со студенческих времен занимаюсь ТРИЗ, это стало моей профессией. Давным-давно обратил внимание на поразительную похожесть, казалось бы, совершенно разных изобретений. Постепенно созрела мысль о том, что нет разных изобретений, есть одно Изобретение, разные стороны которого проявляются в частных технических решениях.

Помните капитана Ахаву из романа Мелвилла «Моби Дик»? Все киты воплотились для Ахавы в громадном белом Моби Дике — и была долгая, долгая погоня. Заманчива мысль о Едином Уравнении Изобретения: подставишь конкретные параметры — получишь конкретный ответ. И азартна долгая погоня…

* * *

Третий класс — стандарты на переход к надсистеме и на микроуровень. Об этом мы говорили достаточно подробно. Можно сразу перейти к задаче.

Задача 7.1. Для окончательной сверхточной обработки отверстия (хонингование алмазными брусками) в ванадиевых сплавах используют специальный радиально-раздвижной инструмент — весьма сложный и дорогой. Для новых изделий потребовалась еще большая точность. Попробовали сделать новый инструмент — по принципу действия такой же, как и раньше, но с более тонкой регулировкой. Ничего не получилось: инструмент оказался слишком сложным, капризным, раздвижной механизм быстро выходил из строя. Что вы предложите в этой ситуации?

Система исчерпала резервы развития — дальнейшее усложнение невозможно. Типичный случай, когда надо переходить на микроуровень. Бруски закрепили жестко, а регулировку стали вести, охлаждая предварительно нагретое изделие (а. с. 709344). Простой физический эффект (изменение размеров в зависимости от изменения температуры) сделал ненужным сложный раздвижной механизм.

О применении физических эффектов и явлений мы поговорим особо. Сейчас отметим лишь, что все главные линии развития систем (см. рис. 12) ведут к структурам, охотно «присоединяющим» физические эффекты и явления. Даже простой переход к бисистеме сразу открывает возможности такого «присоединения». Вот любопытный пример. Допустим, надо измерить, на какое расстояние воднолыжник прыгнул с трамплина. Если для этого используют один микрофон, определить место «шлепка» о воду можно только приблизительно. Перейдем к бисистеме со сдвинутыми характеристиками: пусть один микрофон будет установлен на надводной части трамплина, а другой — в подводной. Тогда длину прыжка можно определить по разности времен поступления звукового сигнала от «шлепка» (а. с. 256570).

Особенно охотно «присоединяют» физэффекты системы, перешедшие на микроуровень. (Собственно, уже сам переход на микроуровень представляет собой задействование физических свойств, «дремавших» в веществах и полях. Достаточно вспомнить многочисленные изобретения, использующие тепловое расширение металлов или фазовые превращения воды.)

Задача 7.2. Для сохранения низких температур используют экранновакуумную изоляцию: между двумя стенками создают вакуум и подвешивают тонкие экраны (пленка, фольга), отражающие тепловое излучение. Экранов много, между ними должны быть промежутки. Чтобы смонтировать такую многослойную конструкцию и обеспечить ее устойчивость, приходится протягивать — от стенки до стенки — крепежные элементы. А по этим элементам просачивается тепло. Противоречие: экраны надо как-то фиксировать, чтобы конструкция в любом положении была устойчивой, и нельзя фиксировать, чтобы по фиксирующим элементам не проходило тепло…

Задача непростая, но мы уже рассматривали нечто в этом роде — задачу 6.8 о маховике. Там надо было притягивать одну ленту к другой, чтобы повысить прочность конструкции. Здесь же нужно отталкивать один экран от другого. Ответы, естественно, совпадают — с точностью до знака: ленты следует зарядить разноименно, экраны — одноименно. Произошел переход на микроуровень: вместо шпилек, стрежней, нитей использованы электроны. Теоретически задача решена, но практически здесь возникают определенные трудности. Как подать заряды на многочисленные экраны? Как сохранить заряды? По а. с. 1106955 эти трудности устраняют, выполняя экраны из полимерных пленок-электретов одноименного ряда.

Задача 7.3. Рабочий орган чувствительного гальванометра — рамка, помещенная между полюсами магнита и имеющая зеркальце. Для устранения вредных колебаний рамки (следовательно, для повышения чувствительности прибора) используют жидкостное или магнитоиндукционное демпфирование. Однако жидкостное демпфирование уменьшает диапазон регистрируемых частот, а магнитоиндукционное — гасит вредные колебания лишь частично. Как быть?

Если читатель не специалист по приборостроению, задача может показаться не вполне понятной. Но суть дела проста. В магнитном поле расположена легкая рамка, от малейшего сотрясения она колеблется — с этим надо бороться. «Соль» задачи — во множестве ограничений: нельзя усложнять прибор, нельзя утяжелять рамку, нельзя применять жидкостное и магнитоиндукционное демпфирование… Дана невепольная система: есть вещество (рамка) и магнитное поле, не взаимодействующие между собой. Ответ очевиден. Надо «привязать» к рамке второе вещество, которое будет взаимодействовать с магнитным полем. Такое «вещество» — движущиеся заряды. На боковые поверхности рамки наносят электрет; при колебаниях, т. е. при движении рамки в магнитном поле, возникает сила Лоренца, пропорциональная скорости перемещения зарядов и гасящая колебания (а. с. 481844).

* * *

А вообще мне хотелось написать книгу о кирпиче, т. е. о ТРИЗ на примере возможного развития обыкновенного кирпича. Все законы развития технических систем приложимы к кирпичу. Скажем, переход к бисистеме: кирпич из «сдвоенного» вещества. С позиций ТРИЗ тут ясно различимо техническое противоречие: надо ввести второе вещество (закон есть закон!) и нельзя вводить второе вещество (система усложнится). Выход — использовать вещество «из ничего», пустоту, воздух. Кирпич с внутренними полостями: вес уменьшился, теплоизоляционные качества повысились. Что дальше? Увеличение степени дисперсности полостей: от полостей к порам и капиллярам. Это уже почти механизм. Пористый кирпич, пропитанный азотистым материалом (по а. с. 283264), вводят в расплав чугуна; кирпич медленно нагревается, происходит дозированная подача газообразного азота. Или: пористый кирпич пропускает газ, но задерживает открытое пламя (а. с. 737706) и воду (а. с. 657822). И снова переход к бисистеме: можно заполнить капилляры частично (т. е. снова ввести «пустоту»), тогда появится возможность «гонять» жидкость внутри кирпича (внутреннее покрытие тепловых труб).

Далее слово «кирпич» следовало бы взять в кавычки, потому что структура с капиллярами, содержащими жидкость, может оказаться чем угодно, например шариком в подшипнике по а. с. 777273: «Подшипник качения, содержащий внутреннее и наружное кольца с размещенными между ними полыми телами качения, частично заполненными теплоносителем, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности подшипника путем обеспечения автоматической балансировки массы тел качения, внутренняя поверхность каждого тела качения имеет капиллярно-пористую структуру».

В а. с. 1051026 предложен «кирпич» с капиллярами, заполненными магнитной жидкостью; под действием магнитного поля жидкость поднимается, создавая разрежение в вакуумном захвате. Такой «кирпич» — почти машина… Вообще, на уровне «кирпич с заполненными жидкостью капиллярами» можно остановиться надолго. Количество изобретательских возможностей здесь очень велико. Жидкость способна испаряться, создавая мощный охлаждающий эффект. Сепарироваться, фильтроваться, перемещаться… Поры и капилляры могут быть одного размера, а могут менять диаметр, скажем, по длине «кирпича» — и тянуть вдоль него жидкость в сторону уменьшения диаметра капилляров (а. с. 1082768)…

Но пористый кирпич — это даже еще не микроуровень. Можно задействовать группу молекул — магнитные домены. Молекулы, атомы, электроны… Представьте себе «кирпич» из нитинола, способный при изменении температуры менять диаметр капилляров (и даже направление их сужения!). Это уже не «почти машина», это просто машина.

Три главные особенности просматриваются в «идеальном кирпиче»:

1. Полезную работу выполняют все уровни «кирпича» и веществ, из которых он состоит. «Кирпич» работает на уровне камня, на уровне теплоизолирующих полостей, на уровне пор и капилляров, на уровне кристаллической решетки, на молекулярном уровне и т. д.

2. Число уровней сравнительно невелико. Но на каждом уровне можно задействовать десятки, сотни эффектов и явлений. Наконец, поистине неисчерпаемые резервы повышения идеальности открываются при использовании взаимодействий между уровнями.

3. Усложняясь, «идеальный кирпич» приобретает свойства и функции механизмов и машин. Чем сложнее «идеальный кирпич», тем шире набор управляемых свойств и универсальнее функции.

Словом, хотелось написать книгу о том, как кирпич становится «идеальным кирпичом». Но вот посмотрите такую задачу.

Задача 7.4. На соревнованиях по прыжкам в воду у спортсменов иногда бывают серьезные травмы. Неудачный прыжок — и человек больно «шлепается» о воду. Что вы можете предложить?

Вода — моносистема, простейшее преобразование — переход к бисистеме. Придется добавить в воду второе вещество, а добавлять его в воду плавательного бассейна, разумеется, нежелательно. Значит, добавка «из ничего»: вода плюс пузырьки воздуха, таков ответ (а. с. 1127604). Теперь сравните этот ответ с формулой изобретения по а. с. 964258: «Способ транспортирования рыбы струйным аппаратом, включающий эжектирование подаваемой из сопла жидкостной средой перекачиваемой пульпы, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и уменьшения травматизации рыбы, активную среду перед подачей ее из сопла насыщают газом». Один к одному!

А вот задача, казалось бы, «из другой оперы».

Задача 7.5. Известен способ бестраншейной прокладки трубопроводов продавливанием (например, под полотном железной дороги). Для уменьшения сопротивления между боковыми стенками трубы и грунтом в скважину подают воду. Как усилить действие воды?

Да, конечно, воду «газируют», используя электролиз…[21]

Кстати, решение задачи 2.3 о затонувшем корабле абсолютно идентично: электролиз (катодом служит корпус корабля) и получение пузырьков, отрывающих ил от корпуса[22].

Ну а дальше — всевозможные добавки, отзывчивые к действию магнитного или электрического полей, и вода становится «водой», приобретая новые свойства и функции. Скажем, по а. с. 931959 шланг, заполненный феррожидкостью, используют, как рабочий орган насоса. А плоскую гибкую оболочку, заполненную электрореологической жидкостью, — как щит опалубки (а. с. 883524). «Вода» и «кирпич» постепенно сближаются по «устройству» и свойствам. Трудно, например, сказать, чего больше — «кирпича» или «воды» — в структуре по а. с. 934143: «Шланг, содержащий внутренний и наружный слой, между которыми расположены слои электропроводных нитей, разделенных между собой слоем гибкого изоляционного материала, отличающийся тем, что с целью возможности управления жесткостью гибкий изолирующий материал выполнен пористым и пропитан электрореологической суспензией».

Выходит, вода — тот же кирпич. Вначале заметно только различие: вода — это вода, а кирпич — это кирпич (почти по Киплингу: «Запад есть Запад, Восток есть Восток, и с мест они не сойдут…»). Но под действием одних и тех же законов совершаются аналогичные преобразования, и в конце концов все линии развития пересекаются в одной точке.

К этой точке — как меридианы к полюсу — сходятся линии развития всех технических материалов: металла, железобетона, стекла, пластмасс, масел, газов и т. д.

Еще один пример. При пайке волной припоя избыток расплава («сосульки») снимали обыкновенной проволокой. Работал этот «инструмент» плохо, но к нему привыкли. А потом группа специалистов по ТРИЗ получила а. с. 1013157. Проволоку заменили цилиндром, утыканным магнитами, удерживающими ферромагнитные частицы. Вращаясь, такая «щетка» надежно очищает изделие, приспосабливаясь к малейшим его неровностям. И вдобавок подает флюс: «…при этом в теле цилиндра выполнены отверстия для подачи флюса из смачиваемого флюсом, но не смачиваемого припоем материала с точкой Кюри выше температуры расплавленного припоя». Хорош «кирпич», не правда ли?.

(Перечитывая книгу, а я на это рассчитываю, читатель обратит внимание, что браслет из золотых цепочек в задаче 3.1 — тоже изрядный «кирпич»: «дробленая» структура с капиллярами, а в капиллярах жидкость с фосфорной присадкой, работающей на химическом уровне).

Итак, все вещества стремятся превратиться в идеальное вещество. Точнее: развивая технические системы, мы — вольно или невольно — подчиняемся объективным законам, направляющим линии развития к универсальной структуре, в которой можно вызвать и закрепить любые необходимые качества, свойства, функции.

* * *

Единое Уравнение еще не найдено. Вместо него — сходящиеся линии развития технических структур. И законы, направляющие процесс схождения. Система знаний вместо одного уравнения. Об этой системе и написана книга. О законах, заставляющих продвигать любые материалы к одной универсальной структуре, из которой когда-нибудь построят все многообразие технического мира.

А белый кит… Ахава сказал: «И я буду преследовать его за мысом Доброй Надежды, и за мысом Горн, и за Норвежским Мальштремом, и за пламенем погибели, и ничто не заставит меня отказаться от погони»[23].

* * *

Еще раз вернемся к стандартам.

Задача 7.6. Ответственные детали приборов и механизмов хранят упакованными в пластиковую пленку. После удаления пленки необходимо убедиться, что на приборе или механизме не осталось ни малейших кусочков налипшей пленки. Как это сделать?

Типичная задача, относящаяся к четвертому классу — стандартам на измерение и обнаружение. Главная идея этого класса — достроить или надстроить веполь, получив на выходе поле, которое легко обнаруживать и/или измерять. В простейшем случае строится двойной веполь, включающий характерную «обнаружительно-измерительную» группу:

Примером может служить а. с. 277805: для обнаружения неплотностей в холодильных агрегатах во фреон добавляют люминофор и определяют места утечек по свечению люминофора в ультрафиолетовом свете. Кстати, так решается и задача 7.6. В пленку при изготовлении добавляют люминофор; поиск прилипших кусочков ведут визуально — при дневном свете или облучении ультрафиолетом (патент США 3422347).

Особое место в системе стандартов занимает пятый класс — методы и приемы введения в веполи новых элементов… без введения этих элементов.

При постройке, перестройке и разрушении веполей часто приходится вводить новые вещества и поля. Это уменьшает степень идеальности системы и нередко связано с техническими трудностями. Поэтому вещества и поля надо «вводить, не вводя», т. е. используя различные обходные пути, такие как введение «пустоты» вместо вещества; введение поля вместо вещества; использование в качестве вводимого вещества внешней среды и отходов системы; видоизменение веществ, уже имеющихся в системе; использование смесей видоизмененных веществ с «пустотой», внешней средой, отходами; применение копий вещества вместо самого вещества, в частности, использование оптических копий; введение веществ на время… и т. д.

Аналогичны и приемы экономного введения полей: используют внешние поля, «мобилизуют» поля, имеющиеся в системе. Вспомните, например, задачу 5.4: поле центробежных сил получено за счет механического поля движения потока. В некоторых сильных изобретениях поля образуют почти «из ничего». Так, по а. с. 504932 электрический ток в сигнализаторе уровня жидкости возникает в результате контакта корпуса сигнализатора с поплавком — они выполнены из разнородных металлов, образующих при замыкании холодный спай термопары.

Трудно не только вводить новые вещества в систему; трудно и выводить вещества после того, как они сработали и стали ненужными.

Задача 7.7. При горячей прокатке надо подавать жидкую смазку в зону соприкосновения металла с валками. Существует множество систем подачи смазки: самотеком, с помощью разного рода «щеток» и «кистей», под напором (т. е. струйками) и т. д. Все эти системы очень плохи: смазка поступает в нужные места неравномерно и в недостаточном количестве, большая часть смазки разбрызгивается, загрязняет воздух; нужно иметь десять разных режимов смазки — известные способы не обеспечивают такую регулировку.

Требуется устройство, которое обеспечит поступление в нужные зоны нужного количества смазки — без потерь и без существенного усложнения оборудования.

Эту задачу часто решают, усложняя «щетки-кисти». По стандарту 5.1.3 «щетки-кисти», как и другие вспомогательные устройства, допустимы только в том случае, если они, сделав свое дело, сразу исчезают. Вот ответ на эту учебную задачу: «Способ подачи жидкой смазки в очаг деформации при горячей прокатке, отличающийся тем, что, с целью исключения загрязнения окружающей среды и сокращения расхода, жидкой смазкой пропитывают носитель, который подают в очаг деформации с прокаливаемым металлом, а в качестве носителя используют материал, ликвидирующийся при температуре реформации, например, в результате сгорания или испарения, в частности бумажную ленту» (а. с. 589046).

* * *

Каждый стандарт — сильный инструмент для решения определенного класса задач. Сила стандартов резко возрастает при объединении в «Свод». Становится возможным комплексное применение стандартов: задача берется, например, стандартом на переход к сложному веполю, вводятся вещества и поля, а потом — по стандартам пятого класса — часть веществ и полей удается вывести.

«Свод стандартов» быстро растет, описания входящих в него стандартов дополняются пояснениями к примерам. К сожалению, объем книги не позволил привести даже фрагменты этого свода. Но, хочется надеяться, читатель получил общее представление о решении типовых задач «напрямую» — по предписаниям стандартов.

Проверьте себя. Вот простая (теперь простая!) задача. Сможете ли вы ее решить?

Задача 7.8. В строительстве — наряду со сборным железобетоном — применяют и бетон монолитный, используя деревянную или металлическую опалубку (форму). При изготовлении высоких (длинных) сооружений (колонны, столбы и т. п.) выгодна скользящая металлическая опалубка. Представьте себе, что взяли метровый отрезок металлической трубы, поставили вертикально, поместили внутрь (тоже вертикально) несколько металлических стержней (это — арматура) и все внутреннее пространство наполнили свежей бетонной смесью. Когда бетон затвердел, к арматуре приварили продолжение, трубу подняли на метр и снова наполнили внутреннее пространство свежей бетонной смесью. После ее затвердения получится второй участок изделия — высота колонны или столба увеличится до двух метров. И так далее.

Недостаток: опалубка прилипает к бетону. Действуя домкратами, ее все-таки отрывают от бетона и передвигают, но на поверхности бетона образуются «раковины» и «шрамы». Приходится прибегать к затирке и штукатурке, а это плохо. Как быть?

Некоторые уточнения. Не предлагайте использовать вибрацию. Пробовали разные варианты, ничего не получается.

Не предлагайте перейти к сборному железобетону или использовать опалубку, оставшуюся на месте. Скользящая опалубка должна скользить!

Не предлагайте разного рода обмазки, прокладки — это тоже пробовали и безрезультатно. Бетон при заполнении формы сдирает прокладки.

Не предлагайте использовать тепловое расширение опалубки: расширяющаяся опалубка потянет за собой прилипший к ней бетон, ничего не изменится.

Помните, что ответ должен быть простым, абсолютно надежным, дешевым, обеспечивающим высокую производительность при перемещении опалубки.

Вам надо найти только идею решения. Для этого вполне достаточно ваших знаний, даже если ваша специальность далека от строительства. Кстати, «найти идею» означает — с позиций ТРИЗ — «найти идею и обосновать ее, используя законы развития технических систем, стандарты и т. д.»

Проверить свой ответ вы сможете по «Бюллетеню изобретений»: посмотрите авторские свидетельства 308172 и 628266.

Ничего страшного, если решение не получится. Еще раз — более внимательно — перечитайте текст, начиная с шестой главы.

* * *

Применим теперь стандарты к задаче 2.2 о построении сюжета сказки.

Начали мы с выбранного по фантограмме тезиса: «Область распространения мышей неограниченно уменьшается». Сформулировали антитезис: «Область распространения мышей неограниченно увеличивается». Соединив тезис и антитезис, получили противоречие: «Мышей нет и мыши есть». Объяснили первую половину противоречия, перенеся действие на сто лет вперед: уцелевшие мыши спрятались так глубоко-глубоко и так далеко-далеко, что их уже полвека никто не видел… Теперь надо объяснить: почему при такой ситуации мыши оказались везде, в каждом доме.

Знакомясь со стандартами, мы не раз встречали конфликтную ситуацию: вещество должно быть и вещества не должно быть. В сущности, такое противоречие и в нашем сюжете. Значит, можно использовать стандарты! Например, один из стандартов пятого класса: мышей нет, но есть их копии. Оптические копии.

Итак, конец XXI в. В один прекрасный день по Всемирному ТВ детям показали старый-престарый фильм о мышонке… Ясное дело, дети стали звонить и писать Главному Директору Всемирного ТВ: хотим видеть живого мышонка! Директор, естественно, собрал чрезвычайное совещание. Как найти мышонка, если мыши (сохранились ли они?!) прячутся в глубоких подземельях, куда невозможно ни пройти, ни пролезть…

Собственно, сюжет первой серии сказочного мультфильма готов!

Вторая серия начнется мудро и оптимистично: Главный директор решил отправить на поиски мышей спецгруппу — семерку котов. Представляете, какая роскошная серия — отбор котов? Медкомиссия, собеседование, экзамены. Самое пикантное, что отборочная комиссия сама не знает, какие качества нужны для поиска мышей… Дети на всей планете следят — кого отберут. Очень выигрышная ситуация для рассказчика: семь котов — семь разных характеров (полисистема со сдвинутыми характеристиками)… Конец второй серии.

Далее, казалось бы, надо бросить котов на поиск мышей. Но это примитив, ход не по ТРИЗ. Снова формулируем противоречие: «Коты есть, котов нет». Первая половина противоречия понятна: коты официально зачислены в списки спецгруппы, получают усиленное трехразовое питание… А что значит «котов нет»? Только одно: спецгруппа бездействует, не ловит мышей. Разрешение противоречия: оказывается, идет учеба! Эти интеллектуалы, коты XXI века, никогда не видели мышей и вообще морально как-то не подготовлены к выслеживанию и дракам. Итак, серия третья. Учеба. Академический вариант: профессора, лекции, семинары, зачеты, таблицы, графики, схемы… Один кот сбегает. Другой уходит в науку: у него возникла гипотеза, что, поскольку когда-то были летучие мыши, возможно, существовали и летучие коты; нужны археологические раскопки. Серия кончается тревожно: спецгруппа вот-вот распадется. Противоречие: «Учеба есть, учебы нет». Четвертая серия: за обучение котов берется старый фельдфебель.

…Прелестная получается сказка! Озорная и поучительная, пружина сюжета закручена сознательным конструированием противоречий, разрешаемых стандартными приемами. Дальше начинает работать внутренняя логика сюжета, а при затруднениях всегда можно снова подбавить очередное противоречие.

* * *

Сочинение сказки — одно из многих упражнений по курсу развития творческого воображения (РТВ). Необходимость в такого рода упражнениях выявилась еще при организации первых школ ТРИЗ.

Со стороны может показаться, что применение законов, правил, стандартов диаметрально противоположно «полету фантазии». На деле же весь аппарат ТРИЗ рассчитан на сильную, хорошую управляемую фантазию. Надо изменять — иногда до неузнаваемости — исходную задачу. Видеть (как на экране!) оперативную зону системы и происходящие в ней необычайные преобразования. Смело принимать и развивать ошеломляюще неожиданный ответ. Вспомните, например, задачу о роликовом конвейере для стекла. Необходимо было ясно увидеть процесс уменьшения диаметра роликов: вот ролики тоньше карандаша… тоньше спички… тоньше волоса… молекулярная нить… разрыв нити на атомы…

Чем современнее самолет, тем выше должен быть уровень пилотирования. Так и в творчестве: чем сложнее используемый инструментарий, тем выше требования к силе и управляемости воображения. Ученому, конструктору, изобретателю нужна мощная и послушная фантазия. Между тем во многих случаях потенциал фантазии катастрофически низок.

В конце прошлого века французский психолог Рибо провел кропотливые эксперименты с парижскими школьниками и установил: воображение быстро растет примерно с 5 до 15 лет, а потом начинается необратимый спад. В наше время, когда на ребенка обрушивается огромный поток информации (и не остается времени на «игру» с этой информацией), «пик фантазии» приходится примерно на 11–12 лет, причем этот «пик» пониже, а главное — фантазия быстрее идет на убыль.

Парадоксальная складывается ситуация. «Пик» воображения соответствует ныне 11–12 годам. Но в этом возрасте человек не изобретает! Начинает он изобретать, когда воображение почти полностью испарилось… Десятки раз, начиная курс ТРИЗ, я давал контрольное упражнение: «Пожалуйста, придумайте фантастическое животное» — и каждый раз слышал беспомощные ответы. (Читатель может повторить этот опыт, попытавшись самостоятельно придумать фантастическое животное. Если не удалось уйти от полурыб-полуоленей или коровы с вертолетным винтом, смело считайте: отклонения от нормы нет…)

* * *

Как работает фантазия у детей?

Вот две записи эксперимента, который я провел в обыкновенном детском садике.

Запись 1. Мне повезло: в детском садике шел ремонт, одна комната была уже пуста, и я за двадцать минут подготовил все необходимое для опыта. «Оборудование» было предельно простым — две тонкие веревки, прикрепленные к потолку.

На подоконнике лежали старые, сломанные игрушки. Воспитательница предложила их убрать, но я махнул рукой: пусть остаются.

Можно было начинать эксперимент. Воспитательница ввела первого подопытного — мальчика лет шести. Я объяснил: надо взять одну веревку и привязать к концу другой веревки.

Мальчик схватил ближайшую веревку, потянул ее к другой… и остановился (рис. 13).

«Оборудование» я специально рассчитал так, чтобы нельзя было дотянуться до одной веревки, держа в руке другую. Кто-то должен был помочь — подать вторую веревку. В этом и была изюминка задачи: как одному справиться с работой, для которой нужны двое?.

Мальчик подергал веревку, пытаясь ее растянуть, ничего у него не получилось. Тогда он бросил первую веревку и схватил вторую. Результат тот же — соединить веревки не удалось (рис. 14).

Побегав от одной веревки к другой, наш подопытный отошел в угол и стал тереть глаза кулаками. Я подумал: «Боже мой, хоть бы раз в жизни увидеть инженера, плачущего из-за того, что не удалось решить задачу…»

— Молодец, — сказала воспитательница, протягивая ему конфетину «Гулливер». — Ты все сделал хорошо, очень хорошо.

И увела просиявшего подопытного: нужно было, чтобы он не обменивался опытом с теми, кому еще предстояло участвовать в эксперименте.

В комнату вошла девочка. Мы объяснили задание, девочка схватила веревку, не дотянулась до второй веревки, бросила одну веревку, схватила другую, снова не дотянулась… и громко заревела. «Гулливер» и на этот раз спас положение.

Быстро прошли еще шестеро ребят. Все повторялось: задание — безуспешная суета с веревками — «Гулливер» в утешение. А потом появилась девочка, которая решила задачу. Обыкновенная девочка с косичками и веснушчатым носом. Действовала она поначалу тоже обыкновенно: схватилась за одну веревку, не дотянулась до другой, бросила веревку, схватила другую… И вот тут она задумалась. Она перестала суетиться и начала думать! Сморщив веснушчатый нос, она смотрела куда-то в пространство и думала.

— Я потяну эту веревку, — сказала она воспитательнице, — а вы дайте мне ту веревку. И добавила:

— Пожалуйста.

Воспитательница вздохнула: нет, ей и вот этому дяде вмешиваться в игру никак нельзя. Признаться, я ожидал слез. Но девочка, шмыгнув носом, продолжала думать. Она перестала нас замечать. Оглядывая комнату, она что-то искала. Потом подошла к подоконнику, порылась в игрушках и вытащила потрепанную куклу. Нужен был второй человек, который подал бы веревку, и девочка нашла этого второго человека… Точно по стандарту: копия объекта вместо объекта!

Она начала привязывать куклу к веревке (я шепнул воспитательнице: помогите привязать). Потом раскачала получившийся маятник, взяла вторую веревку, поймала куклу. Задача была решена (рис. 15).

Я пытался отметить этот подвиг удвоенным призом, но воспитательница сказала: нельзя, непедагогично. Девочка получила «Гулливера», шмыгнула носом и убежала, не подозревая, что только что совершила подлинное чудо, решив трудную творческую задачу.

* * *

Я учу ТРИЗ взрослых, нередко весьма взрослых, инженеров. Но с 1974 г. одновременно веду изобретательский раздел в «Пионерской правде». За 12 лет опубликовано 50 газетных страниц: элементы ТРИЗ, задачи, разборы поступивших решений… Около 190 тысяч читательских писем — надежная статистика, позволившая выявить некоторые особенности творческого мышления детей.

Начинать обучение творчеству надо как можно раньше. Сначала мы умели учить только старшеклассников (они знают физику, а ТРИЗ пропитан физикой), потом поднялись до 6–7-х классов, теперь знаем, какие задачи и как давать ребятам в 4–5-х классах. Но развивать творческое мышление надо еще раньше! Задача на связывание веревок — один из экспериментов, необходимых для разработки методики «пробуждения» творческого мышления у дошкольников.

Запись 2. «Как же дети будут решать задачу? — удивилась воспитательница, когда я попросил убрать игрушки. — Теперь никто не догадается…»

Я ответил неопределенно: там будет видно, посмотрим. Для чистоты эксперимента воспитательница не должна была знать решение задачи.

За полтора часа мы пропустили одиннадцать ребятишек. Все шло по привычной схеме: задание — суета — «Гулливер». Дважды мне показалось, что у подопытных промелькнула мысль привязать что-то к веревке. Но в комнате не было ничего похожего на груз, и находка терялась, исчезала. Двенадцатым оказался, очень подвижный мальчишка. Ему не стоялось на одном месте, он ерзал, подпрыгивал, вертелся. Едва выслушав условия задачи, он начал бегать от веревки к веревке. Ему нравилось бегать, и я подумал, что непоседа будет долго суетиться, но задачу не решит. Я ошибся. Внезапно мальчишка замер. Он стоял и думал…

Помните первую главу? «…Поставили тысячи экспериментов только для того, чтобы убедиться: пошли не туда. Испытали десятки конструкций приборов, перепаяли сотни метров проводов и извели не поддающееся учету количество кинопленки…» Мальчишка не суетился!

Изобретатель суетится, даже если неподвижно сидит перед листом бумаги. Суетятся мысли — такова природа метода проб и ошибок: «А что если попробовать так?. Или вот так?.» Мальчишка не суетился, даже мысленно, это было видно по его изменившемуся поведению. Он выстраивал какую-то цепь. Думал.

Внимательно осмотрел комнату. Воспитательница выразительно вздохнула: вот, мол, не надо было убирать игрушки, ребенок решил бы задачу, а теперь у него безвыходное положение… И тут непоседа быстро скинул сандалии, схватил их и начал привязывать к веревке. Воспитательница ойкнула. Я подумал: просто гениальный парень, обидно, если через четверть века он станет обыкновенным инженером…

* * *

В один из конкурсов «Пионерской правды» входила такая задача: «В цехе несколько дверей, через которые часто проезжают электротележки. Держать двери постоянно открытыми плохо — сквозняк. Ставить рабочего, чтобы открывал и закрывал двери, — дорого. Как быть?» Проверяя прибывшие ответы, я обратил внимание на «сдвоенное» письмо: мать и дочь прислали два ответа в одном конверте. Девочка предлагала сделать гибкие двери; пусть автотележки проезжают, не обращая внимания на дверь. Это совпадало с зарубежным патентом, на основе которого была сделана задача. Я отложил письмо — работа заслуживала приза (редакция посылает призерам книги по ТРИЗ и научную фантастику). Потом прочитал письмо матери. Там говорилось, что девочка лежит в больнице, очень хочет участвовать в конкурсе, но из-за болезни ответ получился слабым. «Дочь все время повторяла, что идеально, если дверь открывается сама — даже без „сим-сим“, — писала мать. — Как инженер, я вижу нереальность такого подхода, нужна автоматика…» К письму были приложены схемы и расчеты автоматической системы. Я показал материал специалисту по автоматике и спросил, сколько это может стоить. Он выразительно вздохнул…

* * *

Поэтому и нужен курс РТВ.

Начальные занятия строятся на применении аппарата ТРИЗ к задачам типа «Придумайте фантастическое растение» или «Придумайте новое ювелирное украшение для Аэлиты». Фантазия обогащается умением видеть законы развития систем, находить, обострять и разрешать противоречия, пользоваться богатым инструментарием ТРИЗ. Польза взаимная: курс ТРИЗ быстрее и глубже осваивается, если учебная программа включает хотя бы небольшой раздел по РТВ.

На аудиторных занятиях преподаватель старается каждую минуту использовать для ТРИЗ, на упражнения по РТВ обычно остается совсем немного времени. Но есть время внеаудиторное, и преподаватель стремится приохотить читателей к научно-фантастической литературе (НФЛ) — неисчерпаемому сборнику упражнений. Для развития воображения[24].

Разумеется, научная фантастика — прежде всего художественная литература. Вступая в блистательный мир НФЛ, читатель открывает для себя лирику Рэя Брэдбери, насмешливую мудрость Клиффорда Саймака, страстный гуманизм Ивана Ефремова, парадоксальную логику Станислава Лема и Роберта Шекли, социальный сарказм Курта Воннегута, Пьера Вале, Лао Шэ, Робера Мерля… Но сверх этого есть у НФЛ и способность попутно развивать воображение, приглушать психологическую инерцию, делать мышление гибче, готовить ум человека к восприятию «диких» идей, без которых немыслима современная научно-техническая революция.

Еще в 50-х годах программы первых семинаров по ТРИЗ включали и упражнения, заимствованные из НФЛ. Главная цель заключалась в том, чтобы втянуть слушателей в регулярное, вдумчивое чтение фантастики, приучить их к необходимости, читая, постоянно задавать себе вопросы: «А как бы я решил эту задачу? А что бы я сделал в подобных обстоятельствах?»

Многие привыкли смотреть на НФЛ как на развлекательное чтение, весьма далекое от серьезной науки. Правильная оценка НФЛ вырабатывается постепенно: надо основательно войти в фантастику, почувствовать, каким трудом оплачивается золото фантастических идей. Вот рабочий день Жюля Верна: с пяти утра до двенадцати — работа над рукописью, правка корректуры; обед и снова работа — подбор источников, систематизация и обдумывание материалов, пополнение картотеки, чтение, а в девять вечера надо ложиться спать, чтобы встать до рассвета и сесть за рукопись… После Жюля Верна осталась картотека, насчитывающая 20 тысяч аккуратно пронумерованных и расклассифицированных тетрадок. Далеко не всякий современный НИИ обладает таким мощным и хорошо организованным информационным фондом.

В начале 60-х годов у меня возникла идея собрать гипотезы, предвидения, концепции, проблемы и ситуации, разбросанные в тысячах книг. НФЛ накопила огромный опыт работы с воображением — и было бы просто неразумно не исследовать и не использовать этот уникальный опыт. Собрать, расклассифицировать, выяснить механизмы генерирования идей, найти причины досадных ошибок и объяснения блистательных удач… Так начал складываться патентный фонд фантастики[25].

Приступая к работе над комплектованием патентного фонда фантастики, я не смог подобрать группу инженеров — исследования НФЛ казались чем-то несолидным, несерьезным. Практическую помощь оказали только… школьники из клуба любителей фантастики при московском Доме детской книги.

Ныне «Регистр научно-фантастических идей, ситуаций, проблем, гипотез» включает тысячи «единиц учета», образующих систему из 13 классов, 92 подклассов, 668 групп и 2980 подгрупп. И занятия по РТВ — с конца 60-х годов — опираются на данные, полученные при изучении этого ценного, в высшей степени интересного, теперь уже крупного и хорошо организованного массива информации. «Регистр» позволил выявить многие приемы генерирования новых идей. Стало возможным включить в курс РТВ изучение этих приемов, насытить занятия задачами и упражнениями, которые развивают навыки управления воображением.

Помните, как начинается «Солярис» Лема? На орбитальной станции у далекой планеты Солярис происходит нечто необычное, непонятное, и Крис Кельвин, прибывший для расследования, никак не может понять, в чем, собственно, дело. Ах, как он суетится! Хрестоматийная картина решения задачи методом проб и ошибок…

Если когда-нибудь такая ситуация возникнет в действительности, будущий Крис Кельвин, еще не долетев до станции, откроет тайну, полистав справочник по научно-фантастическим идеям и ситуациям. Или просто вспомнит упражнения по РТВ на курсах ТРИЗ…

В последние годы курс РТВ все теснее и теснее сближается с курсом ТРИЗ. Многие механизмы теории могут быть успешно применены для тренировки воображения. И наоборот: принципы и методы из курса РТВ вполне пригодны для работы с реальными техническими задачами и идеями. Задача «на фантазирование» отличается от реальной технической задачи меньшими ограничениями, но в обоих случаях хорошие результаты могут быть достигнуты только при высокой культуре мышления.