ДОРОГИ, КОТОРЫЕ МЫ ВЫБИРАЕМ

     Изобретательская деятельность многогранна, это не только решение задач. Нужно найти задачу, решить ее, превратить новую идею в работоспособную конструкцию, внедрить новую машину, прибор или способ. И все-таки важнее всего решить задачу. Можно взять готовую задачу, нередко изобретатели решают конкурсные задачи. Разработку новой идеи, превращение ее в действующую конструкцию, внедрение могут осуществить другие, скажем, группа специалистов: прочитали описание изобретения, запросили подробности у автора и внедрили новинку в производство. Конечно, лучше всего, если автор участвует в работе на всех этапах. Но необходимо и достаточно, чтобы автор участвовал в решении задачи, тут автора заменить нельзя. Решение — основа основ изобретательства.
     Изобретателем XIX века был мастер-умелец, он своими руками строил новую машину, переделывал ее на все лады, добиваясь, чтобы она работала. Современный изобретатель, прежде всего, мыслитель, интеллектуал. Разумеется, прекрасно, если у изобретателя умелые руки. Нужно знать производство, уметь вести расчеты, конструировать, чертить. И все-таки самое важное — тонкие и точные интеллектуальные операции. Прежде чем дело дойдет до черчения или изготовления модели, должна быть выработана идея решения, а это процесс сложный.
     Сначала изобретателю приходится отвечать на нелегкий вопрос: браться ли за решение данной задачи или отказаться от нее, заменив ее другой задачей, направленной на достижение той же цели? В сущности, это вопрос о том, есть ли резервы развития у данной технической системы или резервы исчерпаны, и надо создавать систему принципиально новую. Давайте посмотрим на конкретных примерах, как возникает такой вопрос и как на него следует ответить.

Задача 34.

НЕ НАДО ГАДАТЬ!

     При выплавке чугуна в домнах образуется шлак — смесь расплавленных окислов магния, кальция и т. д. Шлак, имеющий температуру 1000°, сливают в большие ковши и на железнодорожных платформах отвозят на шлакоперерабатывающие установки. Расплав шлака — ценное сырье для изготовления строительных материалов. Но затвердевший шлак перестает быть таким сырьем: снова расплавлять его невыгодно.
     Вначале весь шлак в ковше жидкий. Однако при транспортировке на его поверхности образуется и быстро нарастает твердая корка. Приходится пробивать ее с помощью специальных (довольно громоздких) устройств. Корка, даже с пробитыми в ней отверстиями, удерживает часть жидкого шлака. В результате на шлакоперерабатывающих установках сливают из ковша только две трети шлака. Остальное идет на свалку. Причем нужно потратить немало труда, чтобы освободить ковш от затвердевшего шлака, а потом вывезти этот шлак с территории завода.
     И вот в научно-исследовательском институте созвали совещание.
     — Нужно сделать ковш с хорошей теплоизоляцией, — предложил один ученый.
     — Пробовали — не годится, — возразил представитель завода. — Теплоизоляция занимает много места, ковш становится шире, а это недопустимо при железнодорожных перевозках.
     — А крышка? — не уступал ученый. — Почему бы не сделать теплоизолирующую крышку? Ведь основная часть тепла уходит сверху — там, где горячий шлак соприкасается с холодным воздухом.
    — Пробовали, — вздохнул представитель завода. — Ковш, величиной с комнату. Представляете себе, какая нужна крышка? Приходится и устанавливать и снимать ее с помощью крана. Столько хлопот...
    — Решать надо другую задачу, — сказал второй ученый. — Давайте подумаем о перестройке всего производства. Чтобы шлак не приходилось возить далеко.
    — Не знаю, не знаю, — возразил третий ученый. — Я бы поставил задачу иначе: обеспечить скоростную доставку шлака.
    — Надо смотреть в корень, — сказал четвертый. — Задачу можно поставить еще шире: выплавлять чугун без образования шлака.
     И тут появился изобретатель.
     — Не надо гадать, — сказал он. — Задачу следует сформулировать так...
     Как, по вашему мнению, должна быть сформулирована задача?

     В сущности, перед нами — целый ворох задач (так называемая изобретательская ситуация), и неизвестно, как выбрать ту единственную задачу, решение которой даст наилучший результат.

Задача 35.

РАЗБЕРЕМСЯ В СИТУАЦИИ

     Для изготовления листового стекла раскаленную стеклянную ленту подают на конвейер. Лента перекатывается с одного металлического ролика на другой, постепенно остывая. А потом стекло приходится долго полировать, потому что не застывшая еще стеклянная лента прогибается, «переползая» с одного ролика на другой,— на стекле образуются неровности. Инженеры, впервые столкнувшиеся с этой проблемой, предложили сделать ролики как можно тоньше. Чем тоньше ролики, тем меньше впадины между ними. Значит, стеклянная лента получится ровнее. Но тут возникло техническое противоречие: чем тоньше ролики, тем сложнее изготовить из них огромный — в десятки метров — конвейер. Если, скажем, толщина ролика равна толщине спички, на каждый метр конвейера потребуется 500 роликов, и устанавливать их придется прямо-таки с ювелирной точностью. А если ролик тоньше нитки?
     — Ничего страшного, — сказал один молодой инженер. — Есть мастера, которые на маковом зернышке рисуют целую картину. Давайте проектировать конвейер с очень тонкими роликами. А сборщики-умельцы найдутся.
   — Подумайте, во что обойдется такой конвейер, — возразили ему. — Нет уж, оставим крупные ролики, попробуем усовершенствовать процесс полировки, будем выправлять волнистую поверхность стекла.
   — Надо вообще выкинуть конвейер! — предложил еще кто-то. — Хорошо бы заменить его чем-то принципиально новым.
     И тут появился изобретатель.
     — Разберемся в ситуации, — сказал он. — Из этих задач следует предпочесть...
     И он объяснил, какой задаче надо отдать предпочтение. А вы как думаете?

    С задачами 34 и 35 разобраться сравнительно легко. В задаче 34 дана система «Перевозка шлака», входящая в надсистему «Производство чугуна». К надсистеме у нас нет претензий, ее менять не надо. Система тоже справляется со своей основной работой — перемещает шлак. Все хорошо, за исключением того, что часть шлака при перевозке затвердевает. Нет смысла перестраивать из-за этого всю систему и тем более надсистему. Ведь нелепо отказываться от автомобиля из-за того, что переднее стекло иногда загрязняется...
     В  подобных  случаях  переход  от  ситуации  к  задаче осуществляют  по  очень простому правилу: «Все остается как было, но исчезает недостаток». Пусть шлак по-прежнему перевозят в обычных открытых ковшах, но твердая корка не должна образовываться.
     В задаче 35 иная картина. Система не справляется со своей основной функцией: конвейер должен, прежде всего, формировать ровную стеклянную ленту, а уж потом — это дело второе — отвозить ее от печи. Роликовый конвейер исчерпал возможности своего развития (не вообще, конечно, а в производстве стекла), и его необходимо заменить новой системой.
    Разумеется,  могут  встретиться  промежуточные  случаи,  когда  нет  твердой уверенности: то ли сохранять имеющуюся систему, то ли искать систему принципиально новую. В подобных случаях надо начинать с такой формулировки задачи, при которой система сохраняется.
     Любая точная наука не исключает искусства. Скажем, с помощью одного и того же телескопа могут быть получены разные результаты — в зависимости от искусства исследователя. Многое зависит от целей, которые он себе ставит.
   Предположим,  поставлена  задача:  заменить  обычные  корабли  чем-то принципиально новым. Корабль — система, работающая на макроуровне: корпус, двигатели, винты — все это «железки», притом весьма и весьма крупные. Рано или поздно эта система должна перейти на микроуровень, хотя сегодня трудно себе представить, как именно будет выглядеть такой корабль.
     Что можно тут сказать? Во-первых: задача перехода на микроуровень в принципе вполне решима. Во-вторых: система «Корабль» еще не вступила в третий этап развития, когда жесткая, постоянная форма сменится гибкой, меняющейся. Резервы развития системы далеко не исчерпаны, и, следовательно, до перехода на микроуровень могут пройти многие десятки лет. И все! Теперь выбор задачи зависит от человека. Он должен сам решить, что предпочесть: журавля в небе или синицу в руке. Надо только ясно представлять себе: если берешься за создание принципиально новой технической системы, а старая еще не исчерпала возможностей развития, путь к признанию и внедрению изобретения будет долгим, очень долгим. Задачу, опережающую свое время, нелегко решить. И еще труднее доказать, что новая система возможна и даже необходима. В предыдущей главе я упомянул про вибрационный гироскоп. Так вот, заявка на это изобретение была подана в 1954 году, а авторское свидетельство изобретатель получил только через двадцать один год. Два десятка лет потребовалось, чтобы доказать осуществимость, полезность и новизну изобретения!
    Представьте  себе,  что  лет  двести  назад  к  кораблестроителям  приходит изобретатель и говорит: «Зачем вы возитесь с парусами? Уберите паруса, поставьте паровой насос — есть такая машина в угольных шахтах. Пусть насос крутит колеса наподобие мельничных... Вот будет здорово!» Вряд ли кто-нибудь поверил бы, что это не шутка и речь идет о великом изобретении — пароходе.
    Известный советский изобретатель Александр Григорьевич Пресняков подал заявку на необычный корабль — без винтов и гребных колес. Под днищем корабля расположен электромагнит в виде трубы. Там же — две металлические пластины, подсоединенные к электрической батарее. Морская вода — проводник электричества, поэтому между пластинами идет ток. А магнитное поле (вспомните физику седьмого класса) приводит в движение проводник с током. В результате вода отбрасывается назад, а корабль движется вперед.
     Заявку на изобретение Пресняков подал в 1955 году... и получил отказ. Эксперты возмутились: что за чушь — выбросить двигатели и заменить их электромагнитным насосом!.. Пришлось изобретателю спорить, доказывать, убеждать... Только в 1969 году Пресняков получил авторское свидетельство. Четырнадцать лет добивался он признания! А впереди были другие этапы — детальная разработка конструкции, эксперименты, внедрение... Кораблей с двигателями Преснякова нет до сих пор. Хотя со временем они обязательно появятся. Переход технических систем на микроуровень — закон. Но таким же законом является и последовательность развития: система должна сначала исчерпать возможности развития на макроуровне и только потом может совершиться переход на микроуровень.
   Александр Григорьевич Пресняков не получил авторского вознаграждения, изобретение его пока существует лишь на бумаге. Но в историю кораблестроения навсегда внесено, что первый корабль с магнитогидродинамическим двигателем, опередив свое время, изобрел А. Г. Пресняков. Радость творчества, сознание, что ты смог решить «задачу будущего», — такова награда изобретателя. Выиграло и общество: когда настанет время переводить систему «Корабль» на микроуровень, один из путей этого перехода будет ясен. Преждевременные изобретения в конечном счете оказываются крупными и практически выгодными.
     Есть и другая возможность: система «Корабль» сегодня отнюдь не устарела, можно направить энергию на решение сравнительно небольших задач по усовершенствованию корабля и отдельных его частей на макроуровне. Задач тут множество — решай и внедряй. За несколько лет можно получить двадцать, тридцать, пятьдесят авторских свидетельств, внедрить большинство изобретений, увидеть придуманное в натуре, услышать слова благодарности от людей, которым твое изобретение облегчило труд. И получить авторское вознаграждение.

Задача 36.

ДОЖДЬ НЕ ПОМЕХА

     В порту грузили корабль. Мощный кран опускал поддоны с мешками в открытый проем судового трюма. Шел сильный дождь, и вода попадала в трюм.
     — Ну и погодка, — проворчал один из грузчиков. — Промок насквозь...
    — Ничего  не  поделаешь,  —  ответил  другой.  —  Во  время  погрузки  трюм  не закроешь, крышу не поставишь.
     И тут появился изобретатель.
   — Нужна особая крыша, — сказал он. — Чтобы дождь не проходил а грузы опускались свободно. Вот посмотрите...
     Какую крышу предложил изобретатель?

    Тысячи кораблей стоят в портах. Десятки тысяч людей работают под солнцем, дождем, снегом. Крыша над трюмами, бесспорно, нужна. И придумать ее нетрудно. Подобная задача возникла давным-давно: чтобы не было сквозняков в заводском цехе, двери должны быть закрыты. А чтобы свободно проезжали автопогрузчики, двери должны быть открыты. Противоречие устранили очень просто: створки дверей сделали из плотной резины. Погрузчик свободно проезжает — створки раскрываются, а потом сами закрываются. Проем судового трюма шире заводских дверей. Но створки крыши можно сделать надувными — они будут стоять над трюмом как двухскатная крыша. Груз свободно раздвинет такие створки и опустится вниз. На это изобретение легко выдали авторское свидетельство — все так очевидно...
     Нужно решать всякие задачи — небольшие, средние, крупные и крупнейшие. Но недостатки метода проб и ошибок проявляются тем сильнее, чем крупнее задача. Поэтому огромные институты работают над усовершенствованием уже существующих систем и нет институтов по «придумыванию» систем принципиально новых. Надо полагать, что со временем будут организованы изобретательские бюро, специализирующиеся на поиске и решении «задач далекого будущего».
     Самая выигрышная ситуация — когда система исчерпала возможности развития и должна быть уже сегодня заменена другой системой, основанной на иных принципах. Недостатки старой системы всем очевидны, новую идею ждут с нетерпением. Как в задаче 35: невыгодно делать ролики еще более тонкими. Роликовый конвейер явно должен быть заменен чем-то принципиально иным.