— Ничего не получается! — с досадой воскликнул мастер. — Хоть плачь…
И тут появился изобретатель.
— Зачем же плакать? — удивился он. — Ведь всё так просто! Есть английский патент № 1 263 562, в котором предложено…
Что предложено в этом патенте?
Вы познакомились с двумя приемами, а их около сотни. Многие из них неожиданны, остроумны. Да вы и сами убедитесь в этом, поразмышляв над такой задачей:
Задача 7. Ох, уж эти сыщики…
Одна зарубежная фирма покупала у другой подсолнечное масло и перевозила его в автоцистернах емкостью 3000 литров. И вот обнаружилось, что каждый раз в цистерне не хватает 20―30 литров. Проверили отмеряющие приборы — всё в порядке. Пломбы на заливном люке, герметичность цистерны — тоже в порядке. Учли, что несколько литров масла могло остаться в виде пленки на стенках цистерны; но нехватка была значительно больше.
Пригласили опытного детектива. И он ничего не обнаружил: машина нигде не останавливалась, водитель не отливал из нее масла. Детектив в недоумении развел руками…
И тут появился изобретатель.
— Ох, уж эти сыщики! — сказал он. — Ведь всё так просто, надо только немного подумать.
И объяснил, в чем дело.
А вы как считаете?
Эта задача тоже была опубликована в «Пионерской правде». Писем прибыло много, более тысячи. Писали не только школьники, но и студенты, инженеры. Авторами двух писем оказались работники милиции. Гора писем — и ни одного правильного ответа!
Детектив легко раскрыл бы секрет утечки масла, если бы знал изобретательский прием: то, что невозможно сделать сейчас, можно сделать заранее. Оказывается, водитель заранее подвешивал ведро внутри пустой цистерны. Когда в цистерну заливали масло, ведро тоже наполнялось. Потом цистерна шла на завод, масло сливали. Но в ведре-то масло оставалось! За пустой цистерной сыщик не следил, и водитель спокойно доставал ведро с маслом.
Прием «сделать заранее» нередко используется изобретателями при решении самых различных задач. Взять хотя бы чисто медицинскую задачу. Гипсовую повязку иногда очень трудно снять: приходится медленно и осторожно распиливать ее, стараясь не задеть тело человека. Изобретатели нашли выход: до наложения гипсовой повязки на тело укладывают резиновую трубку, внутри которой находится тонкая пилка. Когда приходит время снимать повязку, концы пилки зажимают в лобзик и пилят гипс снизу вверх, от тела к наружной поверхности повязки.
Знакомьтесь: технические противоречия
Теперь в вашем арсенале три приема, и вам может показаться, что дальше всё просто: нужно освоить сотню приемов — и тогда не страшна ни одна задача. Увы, все гораздо сложнее. Поясню это на примере.
Существуют трубосварочные станы, обладающие очень высокой производительностью. В цехе устанавливают рулон металлической ленты и, постепенно разматывая его, подают ленту в стан. А оттуда со скоростью примерно 1 метр в секунду выходит готовая труба.
Всё прекрасно, но изготовленную трубу надо разре́зать. Допустим, длина каждого отрезка 10 метров. Значит, отре́зать десятиметровую трубу нужно за 10 секунд. И не только отре́зать трубу, но и вернуть режущее устройство (оно уйдет вместе с трубой на десять метров) в начальное положение.
Режущее устройство, похожее на дисковую пилу, называют «летучим». И в самом деле режущий диск «летает» взад-вперед с огромной скоростью: резать приходится на ходу, труба непрерывно выходит из стана.
Посмотрите, что получается. Чтобы резать быстро, нужно мощное режущее устройство. Такое устройство неизбежно оказывается тяжелым, громоздким: режет оно быстро, но передвигается медленно. Если же сделать режущее устройство полегче, оно будет быстро передвигаться, но медленно резать. Заколдованный круг! Выбрать что-то среднее? Так и делают. В результате «летучий» нож и режет неважно, и передвигается не очень быстро… Приходится в полтора-два раза уменьшать скорость сварки трубы. Обидно!
Наверное, вы уже подумали о приеме «сделать заранее». Действительно, разре́зать ленту намного проще, чем разре́зать трубу: быстрый удар ножа — и лента разрублена. Но задачу это, увы, не решает. Представьте себе киноаппарат или магнитофон, которые работают на коротеньких кусках ленты. Сколько будет хлопот с заправкой и наладкой! Высокая производительность трубосварочных станов как раз и достигнута за счет непрерывности процесса, от этого нельзя отказаться.
Задачу долгое время не удавалось решить. Ценой разных ухищрений повышали скорость «полета» режущих устройств, но тут же снижалась точность — трубы выходили то длиннее, то короче. Приходилось сооружать сложные электронные системы контроля: точность повышалась, но машина становилась дорогой, капризной, ненадежной.
Разумеется, в конце концов появился изобретатель. Он предложил использовать одновременно два приема: «сделать заранее» и «сделать чуть меньше». Суть второго приема в том, что если какое-то действие нельзя осуществить полностью, его надо выполнить частично. То есть ленту надо не отре́зать, а надре́зать. Если после сварки посильнее дернуть трубу, она сама отделится. Красивое изобретение, правда? «Летучее» режущее устройство вообще не нужно. Труба проходит внутри электромагнита; импульс тока, рывок — и отделяется нужный отрезок…
Как видите, «хитрость» тут в сочетании двух приемов. Порознь эти приемы ничего не дают. А из ста приемов можно получить десять тысяч сочетаний по два приема! Если же учесть, что могут быть сочетания и трех, четырех, пяти приемов, то число «ключей» к задачам становится практически безграничным… И мы возвращаемся к необходимости наугад перебирать варианты.
Некоторые приемы были известны еще в конце прошлого века. Изобретатели, психологи, разные специалисты проводили списки, иногда включавшие до двадцати — тридцати приемов. Не раз казалось, что остается сделать немногое — пополнить списки, классифицировать приемы — и, пожалуйста, можно решать любые задачи. Но обнаружилось, что одиночные приемы применяются не так уж часто, а количество сложных, составных, комплексных приемов астрономически велико. Никак не удавалось уйти от метода проб и ошибок.
А если подойти к проблеме с другой стороны и попытаться понять, откуда берутся изобретательские задачи и вообще что это такое — изобретательская задача?
Возьмем хотя бы задачу о резке труб. Существовала техническая система — комплекс машин и устройств для изготовления труб. Одну из частей этой системы — сварочный стан — улучшили, сделали более мощным. И возникло техническое противоречие: стан мог вести сварку с большой скоростью, а режущее устройство не успевало отре́зать трубы. Чем больше скорость сварки, тем тяжелее работать режущему устройству. Попробовали переделать это устройство, и снова возникло техническое противоречие: увеличишь мощность ножа — выиграешь в скорости резания, но проиграешь в утяжелении устройства, замедлится его перемещение.
Технические системы, подобно живым организмам, состоят из взаимосвязанных частей. Если «просто так» увеличить одну часть системы, это отрицательно скажется на других ее частях. Поэтому изобретательские задачи всегда содержат два требования: надо улучшить какую-то часть (какое-то свойство) системы и при этом не ухудшить другие ее части (другие свойства) или всей системы в целом. Сделать изобретение — значит преодолеть техническое противоречие.
Задача 8. Вездеход на Марсе
В одном фантастическом рассказе описана экспедиция на Марс. Космический корабль опустился в долину с очень неровной поверхностью: всюду холмы, ямы, камни. Космонавты быстро снарядили вездеход — колесный, с большими надувными шинами. Но на первом же крутом склоне вездеход опрокинулся набок.
