Найти идею введение в ТРИЗ – теорию решения изобретательских задач
.pdf
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»*.
* * *
Еще раз вернемся к стандартам.
■ З а д а ч а 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 «обна- ружительно-измерительную» группу:
П1
В2
П2
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).
*Мелвилл Г. Моби Дик, или Белый кит. Т. 1, гл. XXXVI. — Калининград: Кн. изд-во, 1978. — С. 231.
Глава 7. Лед логики, пламень фантазии |
141 |
142 |
НАЙТИ ИДЕЮ |
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.
■ З а д а ч а 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?
Глава 7. Лед логики, пламень фантазии |
143 |
144 |
НАЙТИ ИДЕЮ |
■ З а д а ч а 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 далекодалеко, 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!
Глава 7. Лед логики, пламень фантазии |
145 |
146 |
НАЙТИ ИДЕЮ |
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 както 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 самостоя-
Глава 7. Лед логики, пламень фантазии |
147 |
148 |
НАЙТИ ИДЕЮ |
тельно 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?..
Рис. 13 |
Рис. 14 |
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
вугол 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
вэксперименте.
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
идумала.
—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,
Глава 7. Лед логики, пламень фантазии |
149 |
150 |
НАЙТИ ИДЕЮ |
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).
кукла |
Рис. 15 |
Япытался 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.
* * *
Яучу 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... Около190 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 клас-