на главную | войти | регистрация | DMCA | контакты | справка | donate |      

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


моя полка | жанры | рекомендуем | рейтинг книг | рейтинг авторов | впечатления | новое | форум | сборники | читалки | авторам | добавить



ЧТОБЫ УКРЕПИТЬ ЗНАМЯ...


Научное открытие напоминает теперь бомбардировку крепости с различных сторон; осторожное карабканье по оставшимся обломкам и борьбу за го, чтобы укрепить знамя по прибытии наверх.

Вант-Гофф

Методика изобретательства — и это очень важно помнить— не сводится к рациональной системе решения изобретательских задач. Главное в методике то, что она приучает изобретателя рассматривать технические объекты в их развитии и понимать диалектику этого развития.

Рациональная система с ее стадиями и этапами дает лишь общую схему творческого процесса. Используя эту систему, надо иметь в виду дополнительные правила.

ПЕРВОЕ ПРАВИЛО. Трудно судить по мгновенному фотоснимку о каком-нибудь процессе, например о прыжке. Другое дело, когда таких снимков несколько и они составляют последовательную серию. Так бывает и в изобретательстве. Обычно условие задачи содержит «мгновенный снимок» и ничего не говорит о тенденциях в развитии технического объекта. Опытный изобретатель никогда не приступит к решению задачи, прежде чем не представит себе ясно, в каком направлении идет развитие.

Посмотрите на рис. 20. Три «мгновенных снимка» позволяют ясно представить себе тенденцию в развитии ленточных транспортеров.

Как научиться изобретать

На следующем рисунке отражена эволюция радиально-сверлильных станков: расстояние между двигателем и рабочим органом становилось все меньше и меньше, соответственно упрощалась и трансмиссия (рис. 21).

Как научиться изобретать

Изучая тенденции развития того или иного технического объекта, надо, однако, помнить, что история техники дает яркие примеры повторения на новой технической базе старых принципов. На рис. 22, справа, изображен пароходный винт инженера Ресселя, построившего в 1329 году винтовой пароход «Циветта». Прошло

сто тридцать лет, и английский инженер Тулин изобрел гребной винт, показанный на рис. 22, слева. Этот винт образован не отдельными лопастями, а похож на отрезок шнека, применяющегося для перемещения жидких, полужидких и сыпучих материалов. Винты Ресселя и Тулина похожи друг на друга, как две капли воды.

Чем же вызван возврат к старой форме?

Как научиться изобретать

Еще до Тулина советский изобретатель А. Пресняков разработал проект винтохода. Достаточно взглянуть на рис. 23, чтобы понять, в чем преимущества «шнекового» винта. Сто тридцать лет назад не было достаточно мощных двигателей, и «шнековый» винт оказался много хуже лопастного. Однако на больших скоростях, ставших доступными благодаря современным мощным двигателям, положение меняется. «Шнековые» винты поднимут быстроходное судно над водой и сделают это лучше, чем подводные крылья.

Развитие в технике идет так, что изобретателям часто приходится возвращаться к старым идеям и использовать их на новом техническом уровне. Здесь полностью применимы ленинские слова о

том, что познание человека — не прямая линия, а кривая, бесконечно приближающаяся к спирали.

Над каждой серьезной задачей думают одновременно многие изобретатели в разных странах. Поэтому, приступая к решению, следует прежде всего задать себе вопрос: «А почему эту задачу не решил никто до меня?» Ответить на этот вопрос можно, только проследив, как изменялся данный технический объект.

Понять логику развития машины — значит сделать первый шаг на пути к изобретению.

Как научиться изобретать

ВТОРОЕ ПРАВИЛО. Это правило можно сформулировать в двух словах: «Пусть случите я!»

- Пожалуй, нагляднее всего принцип «Пусть случится!» изложен s южноамериканском народном предании об обезьяне, которая придумала ананас. Я перескажу это предание, дополнив его некоторыми техническими подробностями.

НОВЕЛЛА ОБ ОБЕЗЬЯНЕ И АНАНАСЕ

Однажды некая обезьяна по имени Ан побывала в далекой северной стране и привезла оттуда чертежи ёлки. Эти чертежи были изучены со всем вниманием, и обезьяны задумали создать нечто подобное и для своего леса. Ведь всем известно, что обезьяны любят подражать.

Однако обезьяна Ан, которой было поручено создание местного образца ёлки, обладала богатым творческим воображением. «Размеры не те,— решила обезьяна.— Шишка должна быть раз в десять больше. Иг разумеется, вкуснее». Эта идея так понравилась другим обезьянам, что в честь изобретателя проектируемый плод назвали ананасом.

Оставалось построить экспериментальную ёлку нового типа. Обезьяна Ан поступила очень просто. На чертежах обычной ёлки она переправила одну цифру — и масштаб изменился в десять раз.

С этим проектом обезьяна Ан отправилась в соответствующее учреждение. Там немедленно собрали высокоученых экспертов.

— Не пойдет, — сказал первый эксперт,—эта ёлка будет в пять раз выше других деревьев нашего леса. Она не выдержит урагана.

— Конечно, не пойдет,— решительно произнес второй эксперт.— При такой высоте дерева для питания его ветвей придется ставить специальную насосную установку...

— Не пойдет! — воскликнул третий эксперт,— Типичное техническое противоречие: выигрывая в массе плода, вы проигрываете в утяжелении несущей конструкции. К тому же подумайте, что случится, если большой ананас упадет на землю...

— Что случится?—переспросил изобретатель. — Конечно, если такая штука ударит.,.

И тут его осенило. Он воскликнул:

— Пусть случится! Пусть упадет заранее! Надо изменить проект — дерево вообще не нужно. Ананасы должны расти на земле. Я уже представляю себе эту конструкцию: ананасы, окруженные большими пучками листьев. И падать им некуда... А какая экономия лесоматериалов!

Проект был принят единогласно.

30 тонн. Можно предложить более или менее простые и в то же время надежные захваты. Но тенденция развития здесь очевидна: в дальнейшем листы стали будут иметь вес и в 50 тонн, и в 70 тонн. Что же, и эти листы переносить над землей?

Достаточно так поставить вопрос, чтобы стала очевидной необходимость и целесообразность применения принципа «пусть случится». Транспортировать тяжелую стальную заготовку легче по земле. Можно заведомо сказать, что путь для такой транспортировки должен найтись. Ведь по правилам техники безопасности запрещается транспортировать тяжелые грузы над головами людей. Значит, при всех обстоятельствах листы транспортируются по свободному пути. Так пусть случится! Зачем их поднимать, а потом опускать? Пусть все время движутся по земле — и они никогда не упадут.

ТРЕТЬЕ ПРАВИЛО. На первый взгляд это правило кажется парадоксальным. Сформулировать его можно так: чем больше нарастают трудности при попытках решить задачу, тем ближе верное решение. Или короче: недостатки — это потенциальные достоинства.

8 сущности, ничего парадоксального здесь нет. Трудности при решении задачи связаны с тем, что изобретатель блуждает, не зная верного направления. В этих условиях очень важно знать хотя бы неверное направление: тогда останется повернуть на 160°.

Представьте себе человека, который с завязанными глазами бродит в огромном зале. Если он натолкнется на стену, это уже поможет ориентироваться. Зная, куда нельзя идти, легче решить вопрос о том, куда идти можно.

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 жёсткость 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...»

Бывает так, что задача на данном этапе развития науки и техники не решается ни одним из возможных способов. Если задача не поддается», надо задать себе вопрос: «А нельзя ли использовать в других задачах тот эффект, который в данной задаче играет отрицательную роль?»

МЫСЛИ ОБ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСТВЕ

Когда я желал что-нибудь изобрести, я начинал с изучения всего, что было сделано по данному вопросу за прошлое время.


Эдисон.

Открытия заключаются в сближении идей, которые соединены по своей природе» но доселе были изолированы одна от другой.


Лаплас.

Наиболее плодотворны из выбираемых комбинаций — те, которые образованы из элементов взятых из очень отдаленных областей.

Анри Пуанкарэ.

Творчеству можно учиться ничуть не хуже, чем всему другому.


Дж. Бернал.

Член-корреспондент Академии наук СССР В. П. Вологдин в статье «Путь ученого» («Ленинградский альманах», 1953, № 5) пишет, что еще в двадцатых годах он задался целью применить токи высокой частоты для нагрева металла. Опыты показали, что металл нагревается лишь с поверхности. Ток высокой частоты никак не удавалось «загнать» в глубь заготовки, и опыты прекратили. Впоследствии Вологдин не раз сожалел, что не использовал этот «отрицательный эффект» промышленность могла бы получить метод высокочастотной закалки стальных деталей на много лет раньше.

По-иному сложилась судьба другого выдающегося изобретения — электроискровой обработки металла.

Двое исследователей, Б. Р. Лазаренко и И. Н. Лазаренко, работали над проблемой борьбы с электрокоррозией металлов. Электрический f6k разъедал металл в месте соприкосновения двух деталей, и с этим ничего не удавалось сделать. Были испробованы твердые и сверхтвердые сплавы — и безрезультатно. Исследователи пытались помещать контакты в различные жидкости, но разрушение шло еще интенсивнее. Ничто не могло предотвратить измельчение металла в порошок!

Однажды изобретатели поняли, что этот «отрицательный эффект» можно где-то применить с пользой. Так возникла идея первого изобретения: получать с помощью электрокоррозии тончайшие металлические порошки.

«Вредное» явление стало полезным, и вся работа пошла теперь в другом направлении. 3 апреля 1943 года изобретатели получили авторское свидетельство на электроискровой способ обработки металла.

ЧЕТВЕРТОЕ ПРАВИЛО. 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.

Можно привести такой пример. Диафрагму на фотоаппаратах устанавливали либо перед объективом, либо позади объектива, В первом случае изображение несколько раздувалось, во втором— сжималось. Это явление,- названное дисторсией, довольно долго не могли устранить. А выход, найденный впоследствии, оказался простым: надо было поставить две диафрагмы — перед объ« ективом и позади него. Пучок лучей сначала несколько расширялся, а затем ровно настолько же сжимался. Одно искажение компенсировалось другим, и снимок получался без малейших погрешностей.

Этот же принцип использован и в широкоэкранной киносъемке. Идея широкого экрана выдвигалась давно, еще в двадцатых годах. Однако для широкого экрана требовалась и широкая пленка, а это означало, что придется менять всю съемочную и проекционную аппаратуру, Изобретение, открывшее путь широкому экрану, было

основано на эффекте компенсации. Съемка велась обычным anna-ратом на обычной пленке, но через насадку, оптически сжимаю-щую широкое изображение. Проецировали фильм также с помощью обычной аппаратуры, дополненной насадкой; пройдя насадку, изображение вновь становилось широким.

Используя правило компенсации, изобретатель решает задачу не «в лоб», а обходным путем. Особенно часто этим путем приходится идти при решении задач, связанных с оптикой, акустикой, радио- и электротехникой. Однако компенсация может успешно применяться и при решении задач в других, самых различных областях техники.

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 затво-рения, избыточную воду следует отсасывать с поверхности бетона посредством вакуумирования.

Это предложение сразу сняло противоречие и позволило использовать преимущества высокого исходного и низкого конечного содержания воды в бетоне.

Ну, а если никакие приемы не приводят к решению задачи?

Убедившись в этом, изобретатель вправе сказать: «Арсенал

средств современной техники еще недостаточен, чтобы сделать такое изобретение». Это значит, что за решение задачи должна взяться уже не техника, а наука, И лишь после того, как ученые откроют новые физические явления и новые свойства материи, можно будет сделать изобретение.

Если бы перед самым “галантлибым изобретателем середины прошлого века поставили задачу создать устройство для просве* чивания металлических изделий, изобретатель только пожал бы плечами* А сейчас такую установку может спроектировать каждый конструктор, потому что открыты и изучены рентгеновские лучи, гамма-лучи и ультразвуки.

В основе изобретения всегда лежит открытие — установление объективных свойств материи и закономерностей ее развития. Иногда между открытием и изобретением проходит значительный промежуток времени. Так, упругие свойства пара были известны еще в древности, а паровая машина была изобретена лишь в XVIII в. Но случается, что изобретения обгоняют открытия: законы трения были открыты в результате наблюдений за водяной мельницей и работой ее передаточного механизма.

Исследования в современной науке ведутся планомерно. Внимание ученых сосредоточивается прежде всего на проблемах, решение которых нужно для техники, для производства. Поэтому над важнейшими техническими задачами совместно работают коллективы ученых и изобретателей.

Может возникнуть вопрос: а следует ли в таком случае разрабатывать методику изобретательства и не целесообразнее было бы создать единую методику научно-технического творчества?

Во всех видах творчества есть нечто общее. Если, например, сравнить творчество художника и творчество изобретателя, найдется немало общих черт. Однако наряду с этим имеются и принципиальные отличия. Поэтому сначала должны быть изучены отдельные конкретные виды творчества. Когда будет понят их ме-ханизм, окажется возможным судить о том, что характерно вообще для всех видов творчества и что присуще только тому или иному виду.

Если изучать творчество «вообще», не удастся продвинуться дальше самых прописных истин.

Исследование закономерностей научного творчества — задача очень сложная. Работа в этом направлении уже ведется. Создание научной методики открывательства — не за горами.



ЗА ДЕРЕВЬЯМИ ВИДЕТЬ ЛЕС | Как научиться изобретать | ПЕРВЫЙ ШАГ