СПЛАВ ЛОГИКИ , ИНТУИЦИИ И ОПЫТА

 

Пользуясь ал­го­рит­мом, изоб­ре­та­тель пос­те­пен­но приб­ли­жа­ет­ся к ре­ше­нию. Не­ко­то­рые эта­пы это­го пу­ти поч­ти на­це­ло «ло­ги­зи­ро­ва­ны», иног­да ло­ги­ка от­с­ту­па­ет на вто­рой план, и тог­да ал­го­ритм под­тал­ки­ва­ет в нуж­ном нап­рав­ле­нии во­об­ра­же­ние изоб­ре­та­те­ля, соз­да­ет ус­ло­вия для про­яв­ле­лия ин­ту­иции. Есть и та­кие учас­т­ки пу­ти к ре­ше­нию, на ко­то­рых ал­го­ритм ра­бо­та­ет за счет обоб­щен­но­го изоб­ре­та­тель­с­ко­го опы­та.

Две пер­вые ста­дии твор­чес­ко­го про­цес­са изоб­ре­та­те­ля пос­вя­ще­ны вы­бо­ру за­да­чи и уточ­не­нию ее ус­ло­вий. Пер­во­на­чаль­ная фор­му­ли­ров­ка, в ка­кой за­да­ча по­па­да­ет изоб­ре­та­те­лю, поч­ти всег­да не­точ­на или да­же оши­боч­на. Нап­ри­мер, изоб­ре­та­те­лю го­во­рят: «Нуж­но най­ти спо­соб осу­щес­т­в­ле­ния та­кой-то опе­ра­ции». Но, воз­мож­но, вы­год­нее пой­ти в об­ход, ус­т­ра­нив не­об­хо­ди­мость в этой опе­ра­ции! Очень час­то об­ход­ные пу­ти ока­зы­ва­ют­ся пер­с­пек­тив­нее пря­мых.

На пер­вой ста­дии твор­чес­ко­го про­цес­са изоб­ре­та­тель оп­ре­де­ля­ет ко­неч­ную цель ре­ше­ния, про­ве­ря­ет воз­мож­ность ис­поль­зо­ва­ния об­ход­ных пу­тей, уточ­ня­ет ус­ло­вия за­да­чи (пря­мой или об­ход­ной). Очень ва­жен пя­тый шаг, при ко­то­ром изоб­ре­та­тель умыш­лен­но нес­коль­ко по­вы­ша­ет тре­бо­ва­ния, со­дер­жа­щи­еся в ус­ло­ви­ях за­да­чи. До­пус­тим, по ус­ло­ви­ям за­да­чи нуж­но обес­пе­чить точ­ность кон­т­ро­ля по­ряд­ка ± 0,5 мик­ро­на. Це­ле­со­об­раз­но са­мо­му ужес­то­чить это тре­бо­ва­ние и счи­тать, что нуж­на точ­ность ± 0,1 мик­ро­на. Ведь за вре­мя раз­ра­бот­ки и внед­ре­ния изоб­ре­те­ния тре­бо­ва­ния к точ­нос­ти мо­гут по­вы­сить­ся.

Анкетный оп­рос изоб­ре­та­те­лей и не­пос­ред­с­т­вен­ное наб­лю­де­ние за их твор­чес­ким про­цес­сом по­ка­зы­ва­ют, что в боль­шин­с­т­ве слу­ча­ев изоб­ре­та­тель пы­та­ет­ся ре­шать за­да­чу, не ра­зоб­рав­шись дос­та­точ­но вни­ма­тель­но в ее ус­ло­ви­ях. Пос­ле каж­до­го не­удач­но­го нас­ко­ка он воз­в­ра­ща­ет­ся к ус­ло­ви­ям за­да­чи, уяс­ня­ет ка­кую-то од­ну их часть и сра­зу же со­вер­ша­ет оче­ред­ную про­бу. Это пов­то­ря­ет­ся мно­гок­рат­но, и изоб­ре­та­тель не­ред­ко бро­са­ет по­пыт­ки най­ти ре­ше­ние, так и не ра­зоб­рав­шись в ус­ло­ви­ях за­да­чи.

Алгоритм учи­ты­ва­ет су­щес­т­во­ва­ние этой рас­п­рос­т­ра­нен­ной ошиб­ки. Ра­бо­тая по ал­го­рит­му, изоб­ре­та­тель преж­де все­го ос­но­ва­тель­но изу­ча­ет за­да­чу, шаг за ша­гом сни­ма­ет с нее внеш­ние, не­ха­рак­тер­ные слои, вы­де­ля­ет то, что сос­тав­ля­ет ее су­щес­т­во.

Первая часть ал­го­рит­ма пред­с­тав­ля­ет со­бой, та­ким об­ра­зом, це­поч­ку ло­ги­чес­ких дей­с­т­вий. Тут до­воль­но от­чет­ли­во вид­на роль ло­ги­ки в твор­чес­ком про­цес­се.

Первоначальная фор­му­ли­ров­ка за­да­чи по­доб­на глы­бе уг­ля: мож­но сколь­ко угод­но раз пы­тать­ся за­жечь та­кую глы­бу - ог­ня не бу­дет. Ло­ги­ка дро­бит глы­бу; чем мель­че уголь, тем лег­че его за­жечь. На ка­кой-то ста­дии дроб­ле­ния по­яв­ля­ет­ся да­же воз­мож­ность са­мо­воз­го­ра­ния уг­ля.

Вторая часть ал­го­рит­ма внеш­не то­же по­хо­жа на се­рию ло­ги­чес­ких дей­с­т­вий Изоб­ре­та­тель про­дол­жа­ет ра­бо­тать по чет­кой прог­рам­ме: за­да­ют­ся кон­к­рет­ные воп­ро­сы, тре­бу­ющие столь же кон­к­рет­ных от­ве­тов. Тем са­мым сох­ра­ня­ет­ся при­об­ре­тен­ная ра­нее ор­га­ни­зо­ван­ность, нап­рав­лен­ность мыш­ле­ния. Но АРИЗ не прог­рам­ма для ма­ши­ны. Ал­го­ритм рас­счи­тан на че­ло­ве­ка, он дол­жен учи­ты­вать осо­бен­нос­ти мыш­ле­ния, осо­бен­нос­ти че­ло­ве­чес­кой пси­хи­ки.

В ав­то­би­ог­ра­фи­чес­ких за­пис­ках Л. Ин­фель­да рас­ска­зы­ва­ет­ся о за­да­че, ко­то­рую П. Ка­пи­ца пред­ло­жил Л Лан­дау и Л. Ин­фель­ду: «…со­ба­ке при­вя­за­ли к хвос­ту ме­тал­ли­чес­кую ско­во­род­ку. Ког­да со­ба­ка бе­жит, ско­во­род­ка сту­ка­ет­ся о мос­то­вую. Воп­рос: с ка­кой ско­рос­тью дол­ж­на бе­жать со­ба­ка, что­бы не слы­шать сту­ка ско­во­род­ки? Мы с Лан­дау дол­го раз­мыш­ля­ли, ка­кое тут воз­мож­но ре­ше­ние. На­ко­нец Ка­пи­ца сжа­лил­ся над на­ми и дал от­вет,- ра­зу­ме­ет­ся, очень смеш­ной…» От­вет и в са­мом де­ле не­ожи­дан­ный: ско­рость рав­на ну­лю.

Что же зат­руд­ня­ло ре­ше­ние столь прос­той за­да­чи?

Условия за­да­чи го­во­рят о ско­рос­ти, а ско­рость- в на­шем пред­с­тав­ле­нии - твер­до свя­за­на с дви­же­ние е м. Ре­шая за­да­чу, мы не­воль­но рас­смат­ри­ва­ем ва­ри­ан­ты, под­ра­зу­ме­ва­ющие на­ли­чие дви­же­ния. Ко­неч­но, каж­до­му из­вес­т­но, что ско­рость мо­жет быть, в час­т­нос­ти, рав­на ну­лю. Но это «не­ти­пич­но», и инер­ция свя­зан­ных со сло­вом «ско­рость» пред­с­тав­ле­ний уво­дит мысль в сто­ро­ну. Ес­ли за­да­чу сфор­му­ли­ро­вать без сло­ва «ско­рость» («Как дол­ж­на вес­ти се­бя со­ба­ка, что­бы не слы­шать…»), ре­ше­ние ста­нет оче­вид­ным.

Объект, над ко­то­рым ду­ма­ет изоб­ре­та­тель (ма­ши­на, про­цесс, ве­щес­т­во), «за­да­ет­ся» в оп­ре­де­лен­ных тер­ми­нах. Каж­дый та­кой тер­мин име­ет тра­ди­ци­он­ные, при­выч­ные гра­ни­цы. Меж­ду тем вся­кое изоб­ре­те­ние свя­за­но с рас­ши­ре­ни­ем этих гра­ниц. Ког­да мы, нап­ри­мер, пред­с­тав­ля­ем се­бе спуск гру­за на па­ра­шю­те, от­чет­ли­во ри­су­ет­ся рас­по­ло­жен­ный свер­ху ку­пол и под­ве­шен­ный сни­зу груз. Но вот по­яв­ля­ет­ся изоб­ре­те­ние, в ко­то­ром все на­обо­рот: груз рас­по­ло­жен над ку­по­лом, опус­ка­ющим­ся вер­ши­ной вниз. При­выч­ный тер­мин рас­ши­ря­ет­ся: те­перь мы зна­ем, что па­ра­шю­ты мо­гут быть «нор­маль­ные» и «обрат­ные».

Исходная тер­ми­но­ло­гия ско­вы­ва­ет во­об­ра­же­ние изоб­ре­та­те­ля. Се­ми­на­ры по ме­то­ди­ке изоб­ре­та­тель­с­т­ва по­ка­за­ли, что ус­пеш­ное ре­ше­ние за­да­чи во мно­гом оп­ре­де­ля­ет­ся уме­ни­ем «рас­ша­тать» сис­те­му ис­ход­ных пред­с­тав­ле­ний. Вто­рая часть ал­го­рит­ма и пред­с­тав­ля­ет со­бой прог­рам­му та­ко­го рас­ша­ты­ва­ния.

Судя по дан­ным ан­кет­но­го оп­ро­са, часть опыт­ных изоб­ре­та­те­лей соз­на­тель­но не же­ла­ет зна­ко­мить­ся с па­тен­т­ной ли­те­ра­ту­рой до ре­ше­ния за­да­чи. Изу­че­ние па­тен­тов, ут­вер­ж­да­ют эти изоб­ре­та­те­ли, «ме­ша­ет сво­бод­но ду­мать». Нель­зя бе­зо­го­во­роч­но от­мах­нуть­ся от та­ко­го ро­да со­об­ра­же­ний: в твор­чес­ком про­цес­се оп­ре­де­лен­ную роль иг­ра­ют и чис­то ин­ди­ви­ду­аль­ные осо­бен­нос­ти изоб­ре­та­те­ля. Во вся­ком слу­чае, АРИЗ пре­дус­мат­ри­ва­ет та­кое ис­поль­зо­ва­ние па­тен­т­ной ли­те­ра­ту­ры, ко­то­рое не ско­вы­ва­ет, а сти­му­ли­ру­ет во­об­ра­же­ние (шаг 2-1).

Работая по ал­го­рит­му, изоб­ре­та­тель не ог­ра­ни­чи­ва­ет­ся оз­на­ком­ле­ни­ем с па­тен­та­ми, не­пос­ред­с­т­вен­но от­но­ся-

1 См. ав­тор­с­кое сви­де­тель­с­т­во № 66269. Над ку­по­лом рас­по­ла­га­ет­ся ос­ве­ти­тель­ный за­ряд. Ку­пол иг­ра­ет роль реф­лек­то­ра, нап­рав­ляя све­то­вые лу­чи вверх.

щимиея к дан­ной за­да­че. Он прос­мат­ри­ва­ет па­тен­ты на ана­ло­гич­ные, но бо­лее «тя­же­лые» изоб­ре­те­ния. Ска­жем, ес­ли за­да­ча свя­за­на с умень­ше­ни­ем шу­ма в стро­итель­ной тех­ни­ке, есть смысл прос­мот­реть па­тен­ты, от­но­ся­щи­еся к борь­бе с шу­мом в ави­ации. Це­ле­со­об­раз­но так­же оз­на­ко­мить­ся с «обрат­ны­ми» изоб­ре­те­ни­ями (уси­ле­ние зву­ка).

Процесс «рас­ша­ты­ва­ния» ис­ход­ных пред­с­тав­ле­ний про­дол­жа­ет­ся с по­мощью опе­ра­то­ра РВС (шаг 2-2). Пси­хо­ло­ги­чес­кая инер­ция обус­лов­ле­на не толь­ко тер­ми­на­ми, в ко­то­рых за­да­ет­ся объ­ект, но и при­выч­ным прос­т­ран­с­т­вен­но-вре­мен­ным пред­с­тав­ле­ни­ем об объ­ек­те. Раз­ме­ры объ­ек­та и про­дол­жи­тель­ность его дей­с­т­вия ли­бо пря­мо ука­за­ны в ус­ло­ви­ях за­да­чи, ли­бо под­ра­зу­ме­ва­ют­ся са­ми со­бой. Дос­та­точ­но ска­зать: «авто­мо­биль» - и мы пред­с­тав­ля­ем ма­ши­ну оп­ре­де­лен­но­го раз­ме­ра (не ме­нее 1 м и не бо­лее 20 м). Дос­та­точ­но ска­зать: «бу­ре­ние неф­тя­ной сква­жи­ны» - и мы пред­с­тав­ля­ем про­цесс, иду­щий в те­че­ние оп­ре­де­лен­но­го вре­ме­ни (ме­ся­цы, де­сят­ки ме­ся­цев).

Существует еще од­но из­ме­ре­ние, в ко­то­ром мыс­лит­ся объ­ект - сто­имость. Дос­та­точ­но ска­зать: «те­ле­ви­зор» - и мы пред­с­тав­ля­ем при­бор сто­имос­тью в нес­коль­ко со­тен или нес­коль­ко ты­сяч руб­лей.

Оператор РВС - се­рия мыс­лен­ных эк­с­пе­ри­мен­тов, по­мо­га­ющих пре­одо­ле­вать при­выч­ные пред­с­тав­ле­ния об объ­ек­те. При ис­поль­зо­ва­нии опе­ра­то­ра РВС пос­ле­до­ва­тель­но рас­смат­ри­ва­ют из­ме­не­ние за­да­чи в за­ви­си­мос­ти от из­ме­не­ния трех па­ра­мет­ров: раз­ме­ров (Р), вре­ме­ни (В), сто­имос­ти (С).

Рассмотрим, нап­ри­мер, при­ме­не­ние опе­ра­то­ра РВС к прос­той за­да­че: «Най­ти спо­соб ре­гу­ли­ро­ва­ния се­че­ния тру­боп­ро­во­да, по ко­то­ро­му дви­жет­ся пуль­па» (см. табл.1).

Оператор РВС не да­ет точ­но­го и од­ноз­нач­но­го от­ве­та. Цель при­ме­не­ния опе­ра­то­ра РВС в том, что­бы по­лу­чить се­рию идей, нап­рав­лен­ных «в сто­ро­ну ре­ше­ния». Это по­мо­га­ет пре­одо­ле­вать пси­хо­ло­ги­чес­кие барь­еры при даль­ней­шем ана­ли­зе за­да­чи.

Рассмотрим еще один при­мер. До­пус­тим, ре­ша­ет­ся за­да­ча о спо­со­бе об­на­ру­же­ния неп­лот­нос­тей в аг­ре­га­тах хо­ло­диль­ни­ков (см. табл. 2).

При мыс­лен­ных эк­с­пе­ри­мен­тах с за­да­чей по опе­ра-

Таблица 1

???? Шагн Опе­ра­ции Из­ме­не­ние объ­ек­та (или про­цес­са) Как ре­ша­ет­ся из­ме­нен­ная за­да­ча Прин­цип, ис­поль­зо­ван­ный в ре­ше­нии

???? 2-2а Р-*0 dTp«^ 1 м Ре­гу­ли­ро­вать се­че­ние, сдав­ли­вая стен­ки (они ста­ли тон­ки­ми и гиб­ки­ми). Де­фор­ма­ция сте­нок.

???? 2-26 Р-*со drp» 1000 м Та­кой тру­боп­ро­вод по­до­бен ре­ке. На­до пос­т­ро­ить пло­ти­ну или ждать ес­тес­т­вен­но­го ре­гу­ли­ро­ва­ния - за­мер­за­ния, та­яния. Пло­ти­на (это та же зад­виж­ка) бу­дет ис­ти­рать­ся. Луч­ше- из­ме­не­ние аг­ре­гат­но­го сос­то­яния по­то­ка.

???? 2-2в В-»0 Пе­рек­ры­вать на­до за 0,001 сек. Нуж­но неч­то быс­т­ро­дей­с­т­ву­ющее, нап­ри­мер, элек­т­ро­маг­нит­ное по­ле. Вмес­то ме­ха­ни­чес­ко­го ра­бо че­го ор­га­на (зад­виж­ка) -элек-тро­маг­нит­ный.

???? 2-2г В-+ со Пе­рек­ры­вать тру­боп­ро­вод на­до за 100 дней. Ме­ха­ни­чес­кая зад­виж­ка бу­дет силь­но ис­ти­рать­ся (с умень­ше­ни­ем се­че­ния рас­тет ско­рость по­то­ка). На­до как-то вос­ста­нав­ли­вать стер­тые час­ти. Зад­виж­ка с на­рас­та­ющи­ми час­тя­ми.

???? 2-2д С-»0 Сто­имость пе­рек­ры­тия близ­ка к ну­лю. По­ток дол­жен сам се­бя пе­рек­ры­вать. Са­мо­ре­гу­ли­ро­ва­ние.

???? 2-2е С-*со Сто­имость пе­рек­ры­тия свы­ше 1000 000 руб. Мож­но ввес­ти в по­ток неч­то до­ро­гое, но лег­ко под­да­юще­еся ре­гу­ли­ров­ке. Нап­ри­мер, вмес­то во­ды ис­поль­зо­вать рас­п­лав ме­тал­ла. Ре­гу­ли­ров­ку вес­ти элек­т­ро­маг­ни­та­ми. «Ре­гу­ли­ру­ющи­еся до­бав­ки».

тору РВС от­ве­ты мо­гут быть раз­ны­ми - это за­ви­сит от

фантазии, зна­ний, опы­та, сло­вом, от ин­ди­ви­ду­аль­ных ка-

Таблица 2

???? Ша­ги Опе­ра­ции Из­ме­не­ние объ­ек­та (илн про­цес­са) Как ре­ша­ет­ся из­ме­нен­ная за­да­ча Прин­цип, ис­поль­зо­ван­ный в ре­ше­нии

???? 2-2а Р-*0 Дли­на зме­еви­ка мень­ше 1 мм Ко­ли­чес­т­во про­со­чив­шей­ся жид­кос­ти ма­ло. На­до сде­лать эту жид­кость бо­лее «обна­ру­жи­ва­емой». Что-то до­ба­вить. Мик­ро­до­бав­ки, об­бе­га­ющие об­на­ру­же­ние.

???? 2-26 Р- »СО Дли­на зме­еви­ка боль­ше 100 км Об­на­ру­же­ние на рас­сто­янии - ло­ка­ция, ра­ди­оло­ка­ция, тер­мо­ло­ка­ция. Обыч­ный ос­мотр (све­то­ло­ка­ция). Ло­ка­ция в обыч­ных и ии-' фра крас­ных лу­чах, ра­ди­оло­ка­ция.

???? 2-2в В-»0 Об­на­ру­жить на­до за 0,001 сек. Ис­к­лю­ча­ют­ся ме­ха­ни­чес­кие и хи­ми­чес­кие спо­со­бы. Ос­та­ют­ся элек­т­ро­маг­нит­ные и оп­ти­чес­кие. Из­лу­че­ние элек­т­ро­маг­нит­ное или оп­ти­чес­кое.

???? 2-2г В - со Об­на­ру­жи­вать на­до за 10 лет. Вы­те­ка­ющая жид­кость бу­дет ре­аги­ро­вать с ма­те­ри­алом зме­еви­ка. По из­ме­не­нию внеш­не­го ви­да ма­те­ри­ала лег­ко об­на­ру­жить мес­то утеч­ки. Ма­те­ри­ал зме­еви­ка - ин­ди­ка­тор вы­те­ка­ющей жид­кос­ти.

???? 2-2д С-0 Сто­имость об­на­ру­же­ния близ­ка к ну­лю. Про­са­чи­ва­юща­яся жид­кость дос­та­точ­но силь­но со­об­ща­ет о се­бе. Са­мо­об­на­ру­же­ние, са­мо­сиг­на­ли­за­ция.

???? 2-2е С-»с© Сто­имость об­на­ру­же­ния - мил­ли­он руб­лей. До­бав­лять в рас­т­вор неч­то до­ро­гое, но лег­ко об­на­ру­жи­ва­емое. Ин­ди­ка­тор­ные до­бав­ки.

честв че­ло­ве­ка. Нель­зя толь­ко за­ме­нять ис­ход­ную за­да­чу дру­гой. Так, в ггос­лед­нем при­ме­ре при от­ве­те на 2-2е нель­зя ска­зать: «По­вы­сить ка­чес­т­во из­го­тов­ле­ния хо­ло­диль­ни­ка»- хо­тя, ко­неч­но, ра­зум­нее пре­дот­в­ра­тить по­яв­ле­ние неп­лот­нос­тей, чем бо­роть­ся с ни­ми. На­до ре­шать ту за­да­чу, ко­то­рая выб­ра­на в пер­вой час­ти АРИЗ. Ес­ли

выбрана за­да­ча об­на­ру­же­ния неп­лот­нос­тей - имен­но ее и на­до ис­сле­до­вать.,,

В не­ко­то­рых за­да­чах вмес­то «раз­ме­ров» мож­но рас­смат­ри­вать дру­гие ко­ли­чес­т­вен­ные па­ра­мет­ры. Нап­ри­мер, в за­да­че: «Най­ти спо­соб по­да­чи в ре­ак­тор 24 по­рош­ков по за­дан­ным гра­фи­кам» - мож­но взять ко­ли­чес­т­во по­рош­ков (2-2а: один по­ро­шок, 2-26: ты­ся­ча или де­сять ты­сяч по­рош­ков).

На пре­одо­ле­ние пси­хо­ло­ги­чес­кой инер­ции рас­счи­тан и сле­ду­ющий шаг (2-3). Возь­мем, нап­ри­мер, та­кую за­да­чу: най­ти спо­соб из­го­тов­ле­ния стек­лян­но­го ку­ба (филь­т­ра) с ров­ны­ми ка­пил­ляр­ны­ми сквоз­ны­ми от­вер­с­ти­ями (дли­на реб­ра ку­ба - до 1 м, ко­ли­чес­т­во ка­пил­ля­ров- нес­коль­ко де­сят­ков на квад­рат­ный сан­ти­метр). Ус­ло­вия за­да­чи на­вя­зы­ва­ют (при­том не­ощу­ти­мо) оп­ре­де­лен­ное ис­ход­ное пред­с­тав­ле­ние: дан стек­лян­ный куб, на­до про­де­лать в нем ка­пил­ля­ры. При ре­ше­нии на ри­сун­ках по­яв­ля­ют­ся куб и круг­лые (это при­выч­но) от­вер­с­тия. В боль­шин­с­т­ве ре­ше­ний сох­ра­ня­ет­ся это ис­ход­ное пред­с­тав­ле­ние: пред­ла­га­ют тем или иным спо­со­бом де­лать от­вер­с­тия в сплош­ной стек­лян­ной за­го­тов­ке (твер­дой или жид­кой).

Изменим те­перь фор­му­ли­ров­ку за­да­чи: «Най­ти спо­соб из­го­тов­ле­ния воз­душ­но­го ку­ба со стек­лян­ны­ми про­доль­ны­ми пе­ре­го­род­ка­ми». Или: «Най­ти спо­соб из­го­тов­ле­ния воз­душ­но­го ку­ба со мно­ги­ми тон­ки­ми стек­лян­ны­ми стер­ж­ня­ми, «ни­тя­ми». Стек­лян­ный куб с дыр­ка­ми - это все рав­но что воз­душ­ный куб со стер­ж­ня­ми, пос­коль­ку дыр­ки то­же мо­гут быть наз­ва­ны воз­душ­ны­ми стер­ж­ня­ми.

В си­лу чис­то пси­хо­ло­ги­чес­ких при­чин мы ви­дим «стек­лян­ный куб с дыр­ка­ми», а не «воз­душ­ный куб со стек­лян­ны­ми стер­ж­ня­ми», хо­тя это со­вер­шен­но рав­ноп­рав­ные оп­ре­де­ле­ния. Ес­ли за­да­ча да­на во вто­рой фор­му­ли­ров­ке, она ре­ша­ет­ся быс­т­ро и лег­ко (куб мож­но соб­рать из стек­лян­ных ни­тей).

В сущ­нос­ти, ког­да от «стек­лян­но­го ку­ба с воз­душ­ны­ми от­вер­с­ти­ями» мы пе­ре­хо­дим к «воз­душ­но­му ку­бу со стек­лян­ны­ми стер­ж­ня­ми», при­выч­ное пе­ре­во­дит­ся в неп­ри­выч­ное, то есть со­вер­ша­ет­ся опе­ра­ция, о ко­то­рой го­во­рит У. Гор­дон, ав­тор си­нек­ти­ки. Од­на­ко си­нек­ти­ка не ука­зы­ва­ет спо­со­бов прев­ра­ще­ния при­выч­но­го в неп­ри­выч­ное, она лишь при­зы­ва­ет к по­доб­ным прев­ра­ще­ни­ям. В АРИЗ та­кая опе­ра­ция зап­рог­рам­ми­ро­ва­на в ша­гах

2-^-2 (опе­ра­тор РВС) и 2-3. От­ве­чая на воп­ро­сы ша­га 2-3, мы пе­ре­хо­дим от неп­ра­виль­ной фор­му­ли­ров­ки за­да­чи к пра­виль­ной, в ко­то­рой нет ак­цен­та на од­ном эле­мен­те (стек­ле). Сис­тем­ный под­ход зас­тав­ля­ет уви­деть все эле­мен­ты (а это в боль­шин­с­т­ве слу­ча­ев неп­ри­выч­но).

Правильное вы­пол­не­ние ша­га 2-3 су­щес­т­вен­но об­лег­ча­ет ре­ше­ние за­да­чи. При вы­пол­не­нии это­го ша­га на­до тща­тель­но сле­дить за тем, что­бы: ' ' а) из фор­му­ли­ров­ки за­да­чи бы­ли уб­ра­ны спе­ци­аль­ные тер­ми­ны;

б) бы­ли пра­виль­но пе­ре­чис­ле­ны все эле­мен­ты, вхо­дя­щие в рас­смат­ри­ва­емую сис­те­му.

Например, в фор­му­ли­ров­ке «Да­на сис­те­ма из стек­лян­но­го ку­ба и ка­пил­ля­ров» две ошиб­ки: 1) сло­во «ка­пил­ляр» луч­ше за­ме­нить сло­вом «отвер­с­тие» и 2) «стек­лян­ный куб» - это сплош­ной куб, а у нас то, что ос­та­лось от ку­ба пос­ле то­го, как в нем про­де­ла­ли мно­жес­т­во от­вер­с­тий. Пра­виль­ная фор­му­ли­ров­ка: «Да­на сис­те­ма из от­вер­с­тий и стек­лян­ных сте­нок меж­ду ни­ми».

Разложив сис­те­му на эле­мен­ты, на­до выб­рать тот, ко­то­рый не­об­хо­ди­мо из­ме­нить, что­бы ре­шить за­да­чу (ша­ги 2-4 и 2-5). Глав­ный приз­нак, по ко­то­ро­му ве­дет­ся вы­бор,- сте­пень из­мен­чи­вос­ти, уп­рав­ля­емос­ти. Чем лег­че ме­нять эле­мент (в ус­ло­ви­ях дан­ной за­да­чи), тем боль­ше ос­но­ва­ний взять этот эле­мент в ка­чес­т­ве объ­ек­та для даль­ней­ше­го ана­ли­за. Здесь есть прос­тое (хо­тя и не уни­вер­саль­ное) эм­пи­ри­чес­кое пра­ви­ло: к 2-4а обыч­но от­но­сят­ся объ­ек­ты тех­ни­чес­кие, к 2-46 - при­род­ные. Мно­гие изоб­ре­та­тель­с­кие ошиб­ки (ни­же это бу­дет по­ка­за­но на при­ме­рах) объ­яс­ня­ют­ся стрем­ле­ни­ем ме­нять эле­мен­ты, от­но­ся­щи­еся к 2-46.

-Реализация пер­вой и вто­рой час­тей АРИЗ тре­бу­ет - для сред­ней за­да­чи - не бо­лее двух ча­сов фе счи­тая, ко­неч­но, вре­ме­ни, не­об­хо­ди­мо­го на оз­на­ком­ле­ние с па­тен­т­ной ли­те­ра­ту­рой). На­до ска­зать, что ни один шаг не был вклю­чен в ал­го­ритм без мно­гок­рат­ной прак­ти­чес­кой про­вер­ки на се­ми­на­рах. При этом в ал­го­ритм вош­ли толь­ко та­кие ша­ги, ко­то­рые су­щес­т­вен­но об­лег­ча­ли про­цесс ре­ше­ния. Есть не­ма­ло при­емов, под­хо­дов, ме­то­дов, иног­да ока­зы­ва­ющих­ся по­лез­ны­ми, но, в об­щем, не обя­за­тель­ных. Ал­го­ритм, рас­счи­тан­ный на че­ло­ве­ка, дол­жен быть ком­пак­т­ным: слиш­ком дол­гий раз­бег не ос­тав­ля­ет сил для прыж­ка, для взле­та. И на­обо­рот: ког­да каж­дый

шаг ощу­ти­мо ме­ня­ет ис­ход­ную за­да­чу и яс­но вид­но, что за­да­ча «обра­ба­ты­ва­ет­ся», тог­да воз­ни­ка­ет-уве­ре­ни­ость - ос­но­ва вдох­но­ве­ния. Два ча­са ор­га­ни­зо­ван­но­го мыш­ле­ния поз­во­ля­ют изоб­ре­та­те­лю «про­чув­с­т­во­вать» суть за­да­чи зна­чи­тель­но глуб­же, чем не­де­ли и ме­ся­цы бес­по­ря­доч­ных нас­ко­ков. Те­перь изоб­ре­та­тель мо­жет уве­рен­но пе­ре­хо­дить к вы­яв­ле­нию тех­ни­чес­ко­го про­ти­во­ре­чия, ко­то­рое нуж­но ус­т­ра­нить.

 

* * *

Американский ма­те­ма­тик Д По­йа, мно­го за­ни­мав­ший­ся пси­хо­ло­ги­ей твор­чес­т­ва, рас­ска­зы­ва­ет о та­ком эк­с­пе­ри­мен­те. Ку­ри­цу ста­вят пе­ред сет­кой, за ко­то­рой рас­по­ло­же­на пи­ща. Ку­ри­ца не мо­жет дос­тать пи­щу до тех пор, по­ка не обой­дет сет­ку. «За­да­ча, од­на­ко, ока­зы­ва­ет­ся уди­ви­тель­но труд­ной для ку­ри­цы, ко­то­рая бу­дет су­ет­ли­во бе­гать взад и впе­ред на сво­ей сто­ро­не за­бо­ра и мо­жет по­те­рять мно­го вре­ме­ни, преж­де чем до­бе­рет­ся до кор­ма, ес­ли она во­об­ще до­бе­рет­ся до не­го. Впро­чем, пос­ле дол­гой бе­гот­ни ей это мо­жет удать­ся слу­чай­но».

Пойа не без иро­нии со­пос­тав­ля­ет по­ве­де­ние ку­ри­цы с по­ве­де­ни­ем че­ло­ве­ка, бес­сис­тем­но пы­та­юще­го­ся ре­шить твор­чес­кую за­да­чу: «Нет, да­же ку­ри­цу не сле­ду­ет ви­нить за не­со­об­ра­зи­тель­ность. Ведь оп­ре­де­лен­но труд­но бы­ва­ет, ког­да на­до от­вер­нуть­ся от це­ли, ухо­дить от нее, про­дол­жать дей­с­т­во­вать, не ви­дя пос­то­ян­но це­ли впе­ре­ди, сво­ра­чи­вать с пря­мо­го пу­ти. Меж­ду зат­руд­не­ни­ями ку­ри­цы и на­ши­ми име­ет­ся яв­ная ана­ло­гия» 1.

В ка­чес­т­ве ил­люс­т­ра­ции По­йа при­во­дит прос­тую за­да­чу: как при­нес­ти из ре­ки ров­но шесть лит­ров во­ды, ес­ли для из­ме­ре­ния ее име­ет­ся толь­ко два вед­ра - од­но ем­кос­тью в че­ты­ре лит­ра, а дру­гое в де­вять лит­ров?

Разумеется, пе­ре­ли­вать «на гла­зок» по­ло­ви­ну или треть вед­ра нель­зя. За­да­ча дол­ж­на быть ре­ше­на от­ме­ри­ва­ни­ем дву­мя вед­ра­ми имен­но той ем­кос­ти, ко­то­рая ука­за­на.

На се­ми­на­рах я пред­ла­гал эту за­да­чу слу­ша­те­лям до то­го, как мы прис­ту­па­ли к изу­че­нию ме­то­ди­ки по­ис­ка ре­ше­ния. Ре­зуль­та­ты ни­ког­да не рас­хо­ди­лись с вы­во­да­ми По­йа. За­да­чу пы­та­лись ре­шать, без сис­те­мы пе­ре­би­рая все­воз­мож­ные ва­ри­ан­ты: «А ес­ли сде­лать так?…» Пра­виль­ное ре­ше­ние по­яв­ля­лось пос­ле мно­го­чис­лен­ных «а ес­ли». Меж­ду тем за­да­ча ре­ша­ет­ся чрез­вы­чай­но прос­то. На­до толь­ко знать ме­тод под­хо­да ко всем за­да­чам, тре­бу­ющим «до­гад­ки»,

Так об­с­то­ит де­ло и с изоб­ре­та­тель­с­ки­ми за­да­ча­ми. Мыш­ле­ние изоб­ре­та­юще­го че­ло­ве­ка име­ет ха­рак­тер­ную осо­бен­ность: ре­шая за­да­чу, че­ло­век пред­с­тав­ля­ет се­бе усо­вер­шен­с­т­ву­емую ма­ши­ну и мыс­лен­но из­ме­ня­ет ее. Изоб­ре­та­тель как бы стро­ит ряд мыс­лен­ных мо­де­лей и эк­с­пе­ри­мен­ти­ру­ет с ни­ми. При этом ис­ход­ной мо­делью ча­ще все­го бе­рет­ся та или иная уже су­щес­т­ву­ющая ма­ши­на. Та­кая ис­ход­ная мо­дель име­ет ог­ра­ни­чен­ные воз­мож­нос­ти раз­ви­тия, ско­вы­ва­ющие во­об­ра­же­ние. В этих ус­ло­ви­ях труд­но прий­ти к прин­ци­пи­аль­но но­во­му ре­ше­нию

Если же изоб­ре­та­тель на­чи­на­ет с оп­ре­де­ле­ния иде­аль­но­го ко­неч­но­го ре­зуль­та­та, то в ка­чес­т­ве ис­ход­ной мо­де­ли при­ни­ма­ет­ся иде­аль­ная схе­ма - пре­дель­но уп­ро­щен­ная и улуч­шен­ная. Даль­ней­шие мыс­лен­ные эк­с­пе­ри­мен­ты не отя­го­ща­ют­ся гру­зом при­выч­ных кон­с­т­рук­тив­ных форм и сра­зу же по­лу­ча­ют на­ибо­лее пер­с­пек­тив­ное нап­рав­ле­ние: изоб­ре­та­тель стре­мит­ся дос­тичь на­иболь­ше­го ре­зуль­та­та на­имень­ши­ми сред­с­т­ва­ми.

Рассмотрим за­да­чу о двух вед­рах.

Неудачи при ре­ше­нии ме­то­дом «а ес­ли» свя­за­ны с по­пыт­ка­ми по­лу­чить от­вет, идя от на­ча­ла к кон­цу. Поп­ро­бу­ем пос­ту­пить на­обо­рот: пой­дем от кон­ца к на­ча­лу.

Нам нуж­но, что­бы в од­ном из ве­дер бы­ло шесть лит­ров во­ды. Оче­вид­но, это мо­жет быть толь­ко боль­шое вед­ро. Итак, ко­неч­ный ре­зуль­тат сос­то­ит в том, что­бы боль­шое вед­ро ока­за­лось за­пол­нен­ным на шесть лит­ров.

Для это­го не­об­хо­ди­мо на­пол­нить боль­шое вед­ро (оно вме­ща­ет де­вять лит­ров), а за­тем от­лить из не­го три лит­ра. Ес­ли бы вто­рое вед­ро име­ло ем­кость не че­ты­ре лит­ра, а три, за­да­ча бы­ла бы сра­зу ре­ше­на. Но вто­рое вед­ро - че­ты­рех­лит­ро­вое. Что­бы оно ста­ло трех­лит­ро­вым, на­до на­лить в не­го один литр во­ды, тог­да оно «прев­ра­тит­ся» в трех­лит­ро­вое, и по­явит­ся воз­мож­ность от­лить из боль­ше­го вед­ра три лит­ра.

Таким об­ра­зом, ис­ход­ная за­да­ча све­лась к дру­гой, бо­лее лег­кой: от­ме­рить с по­мощью двух име­ющих­ся ве­дер один литр. Но это не пред­с­тав­ля­ет ни­ка­ких труд­нос­тей, ибо 9-(4 + 4) = 1.

Наполняем боль­шое вед­ро и дваж­ды от­ли­ва­ем, от­ме­ри­вая ма­лень­ким вед­ром, по че­ты­ре лит­ра. Пос­ле это­го в боль­шом вед­ре ос­та­нет­ся один литр, ко­то­рый мож­но пе­ре­лить в пус­тое ма­лень­кое вед­ро.

Теперь че­ты­рех­лит­ро­вое вед­ро «прев­ра­ти­лось» в трех­лит­ро­вое, а это нам и нуж­но бы­ло. Еще раз на­пол­ня­ем боль­шое вед­ро и от­ли­ва­ем из не­го в ма­лень­кой три лит­ра. В боль­шом вед­ре ос­та­ет­ся, как и тре­бо­ва­лось для ре­ше­ния за­да­чи, шесть лит­ров во­ды.

Последовательно прод­ви­га­ясь от кон­ца к на­ча­лу, мы ре­ши­ли за­да­чу, не сде­лав ни од­но­го бес­по­лез­но­го ша­га.

Правильно сфор­му­ли­ро­вать иде­аль­ный ко­неч­ный ре­зуль­тат- зна­чит, на­деж­но вый­ти на вер­ный путь ре­ше­ния за­да­чи.

Некоторые изоб­ре­та­те­ли так и де­ла­ют. При­ме­ча­тель­но, что осо­бен­но боль­шое зна­че­ние это­му при­ему при­да­ют те изоб­ре­та­те­ли, ко­то­рые ни­че­го не го­во­рят в ан­ке­тах о вы­яв­ле­ний при­су­ще­го.за­да­че тех­ни­чес­ко­го про­ти­во­ре­чия. Вот, нап­ри­мер, что пи­шет изоб­ре­та­тель Ю. Емель­янов (Мос­к­ва): «Пос­ле пос­та­нов­ки за­да­чи пы­та­юсь пред­с­та­вить иде­аль­ную ко­неч­ную цель и за­тем ду­маю, как дос­тичь этой це­ли. Осо­бых прин­ци­пов не за­ме­чал». Та­ким об­ра­зом, «до» и «пос­ле» оп­ре­де­ле­ния иде­аль­но­го ко­неч­но­го ре­зуль­та­та ра­бо­та ве­дет­ся сти­хий­но; соз­на­тель­но ис­поль­зу­ет­ся толь­ко один при­ем. Это, ко­неч­но, не слу­чай­но. Хо­ро­шее вла­де­ние од­ним при­емом ком­пен­си: ру­ет «прос­той» дру­гих при­емов,

Часть при­емов, вхо­дя­щих в ал­го­ритм ре­ше­ния изоб­ре­та­тель­с­ких за­дач, по­рознь ис­поль­зу­ет­ся изоб­ре­та­те­ля­ми. Ча­ще все­го изоб­ре­та­тель при­ме­ня­ет два или три хо­ро­шо ос­во­ен­ных при­ема. У на­ибо­лее ме­то­дич­ных изоб­ре­та­те­лей «эксплу­ати­ру­ет­ся» пять - семь при­емов. Ме­то­ди­ка изоб­ре­та­тель­с­т­ва (да­же при пер­во­на­чаль­ном зна­ком­с­т­ве) уве­ли­чи­ва­ет твор­чес­кий ар­се­нал, вклю­чая в не­го де­сят­ки при­емов, сос­тав­ля­ющих в со­во­куп­нос­ти ра­ци­ональ­ную сис­те­му ре­ше­ния за­дач.

* * *

Третья часть ал­го­рит­ма на­чи­на­ет­ся с оп­ре­де­ле­ния иде­аль­но­го ко­неч­но­го ре­зуль­та­та. Ка­за­лось бы, нет­руд­но от­ве­тить на воп­рос: «Что же­ла­тель­но по­лу­чить в иде­аль­ном слу­чае?» Од­на­ко прак­ти­ка обу­че­ния изоб­ре­та­тель­с­т­ву по­ка­за­ла, что от­в­лечь­ся от ог­ра­ни­че­ний и зап­ре­тов,

накладываемых ре­аль­ны­ми об­с­то­ятель­с­т­ва­ми, и пред­с­та­вить се­бе дей­с­т­ви­тель­но иде­аль­ный ре­зуль­тат край­не труд­но. Ес­ли, нап­ри­мер, речь идет об ус­т­рой­с­т­ве для ок­рас­ки внут­рен­ней по­вер­х­нос­ти труб, иде­аль­ный ре­зуль­тат ри­су­ет­ся обыч­но в ви­де не­ко­ей дос­та­точ­но ком­пак­т­ной «авто­кис­ти», ко­то­рая дви­жет­ся внут­ри тру­бы. Тут от­чет­ли­во вид­на при­вя­зан­ность к уже из­вес­т­ным ус­т­рой­с­т­вам, пред­наз­на­чен­ным для ок­рас­ки внеш­них по­вер­х­нос­тей. Иде­аль­ный же ре­зуль­тат сле­до­ва­ло бы сфор­му­ли­ро­вать ина­че: «Крас­ка са­ма пос­ту­па­ет в тру­бу и са­ма рав­но­мер­но пок­ры­ва­ет ее внут­рен­нюю по­вер­х­ность». В даль­ней­шем мо­жет вы­яс­нить­ся (ча­ще все­го так и бы­ва­ет), что крас­ка не мо­жет са­ма осу­щес­т­в­лять все то, что нам хо­те­лось бы. Тог­да ка­кую-то часть иде­аль­ной схе­мы мы под­к­ре­пим кон­с­т­рук­ци­ей или тех­ни­чес­ким при­емом, стре­мясь, од­на­ко, как мож­но мень­ше от­с­ту­пать от иде­ала.

Правильное оп­ре­де­ле­ние иде­аль­но­го ко­неч­но­го ре­зуль­та­та чрез­вы­чай­но важ­но для все­го твор­чес­ко­го про­цес­са. По­это­му на ме­то­ди­чес­ких се­ми­на­рах при ре­ше­нии учеб­ных за­дач воп­рос иног­да ста­вил­ся в та­кой фор­ме: «Пред­с­тавь­те се­бе, что у вас в ру­ках вол­шеб­ная па­лоч­ка. Ка­ким бу­дет иде­аль­ный ре­зуль­тат (ре­ше­ния дан­ной за­да­чи), ес­ли ис­поль­зо­вать вол­шеб­ную па­лоч­ку?» От вол­шеб­ной па­лоч­ки не пот­ре­бу­ешь, что­бы она соз­да­ла, нап­ри­мер, «устрой­с­т­во для на­не­се­ния крас­ки». Па­лоч­ка - са­ма «устрой­с­т­во». И от­вет обыч­но бы­вал пра­виль­ным («Пусть крас­ка са­ма пос­ту­па­ет в тру­бу…» и т. д.). Пос­те­пен­но не­об­хо­ди­мость упо­ми­нать о вол­шеб­ной па­лоч­ке ис­че­за­ет, и ос­та­ет­ся та фор­му­ли­ров­ка воп­ро­са, ко­то­рая за­пи­са­на в ал­го­рит­ме.

Существуют два пра­ви­ла, по­мо­га­ющие точ­нее оп­ре­де­лить иде­аль­ный ко­неч­ный ре­зуль­тат.

Правило пер­вое: не сле­ду­ет за­га­ды­вать за­ра­нее, воз­мож­но или не­воз­можно дос­тичь иде­аль­ного ре­зуль­та­та.

Вспомним, нап­ри­мер, за­да­чу о подъ­ем­ном ус­т­рой­с­т­ве для тран­с­пор­т­ных са­мо­ле­тов. Иде­аль­ным ре­зуль­та­том в этой за­да­че бы­ло бы сле­ду­ющее: при пог­руз­ке на са­мо­ле­те по­яв­ля­ет­ся кран, за­тем в по­ле­те этот кран ис­че­за­ет, а при раз­г­руз­ке на дру­гом аэрод­ро­ме он по­яв­ля­ет­ся вновь. На пер­вый взгляд это со­вер­шен­но не­воз­мож­но осу­щес­т­вить. Од­на­ко каж­дое изоб­ре­те­ние, как уже го­во­ри­лось,- путь че­рез «не­воз­мож­но». И в этой за­да­че «не­воз­мож­но» оз­на­ча­ет лишь «не­воз­мож­но из­вес­т­ны­ми спо­со­ба­ми». Изоб­ре­та­тель дол­жен най­ти но­вый спо­соб, и тог­да не­воз­мож­ное ста­нет воз­мож­ным.

Кран, смон­ти­ро­ван­ный на са­мо­ле­те, ко­неч­но, не спо­со­бен ис­че­зать. Но на вре­мя по­ле­та ме­тал­ли­чес­кая фер­ма кра­на мо­жет быть вклю­че­на в си­ло­вую схе­му фю­зе­ля­жа. Кран ста­нет (в по­ле­те) час­тью кон­с­т­рук­ции са­мо­ле­та, бу­дет нес­ти по­лез­ную наг­руз­ку и ис­чез­нет как груз. Вес кра­на ком­пен­си­ру­ет­ся со­от­вет­с­т­ву­ющим умень­ше­ни­ем ве­са кон­с­т­рук­ции фю­зе­ля­жа.

Правило вто­рое: не на­до за­ра­нее ду­мать о том, как и ка­ки­ми пу­тя­ми бу­дет дос­тиг­нут иде­аль­ный ко­неч­ный ре­зуль­тат. Вспом­ни­те, как шел Д. Д. Мак­су­тов к идее ме­нис­ко­во­го те­лес­ко­па. Изоб­ре­та­те­лю на­до бы­ло как-то прик­рыть от­вер­с­тие реф­лек­то­ра, что­бы пре­дох­ра­нить зер­ка­ло от заг­ряз­не­ния и пов­реж­де­ний. Мак­су­тов на­чал с оп­ре­де­ле­ния иде­аль­но­го ко­неч­но­го ре­зуль­та­та: мыс­лен­но зак­рыл от­вер­с­тие те­лес­ко­па плас­тин­кой из оп­ти­чес­ко­го стек­ла. В этот мо­мент он не ду­мал о том, как это бу­дет кон­к­рет­но осу­щес­т­в­ле­но. Об­с­то­ятель­с­т­во чрез­вы­чай­но по­ка­за­тель­ное! Ведь соз­дать школь­ный те­лес­коп - зна­чит соз­дать те­лес­коп де­ше­вый, а плас­тин­ка из оп­ти­чес­ко­го стек­ла, ка­за­лось бы, за­ве­до­мо прег­раж­да­ла путь в этом нап­рав­ле­нии: оп­ти­чес­кое стек­ло до­ро­го.

Нужна бы­ла боль­шая сме­лость мыс­ли, что­бы по­вер-

Рис. 7. На­до от­чет­ли­во пред­с­та­вить се­бе каж­дую де­таль, а за­тем уп­рос­тить по­лу­чен­ную схе­му.

нуться спи­ной к за­да­че. Но толь­ко так и уда­лось най­ти путь к уде­шев­ле­нию всей кон­с­т­рук­ции и сни­же­нию ее об­щей сто­имос­ти.

При ре­ше­нии мно­гих за­дач на­илуч­ший спо­соб оп­ре­де­лить иде­аль­ный ко­неч­ный ре­зуль­тат сос­то­ит в том, что­бы прос­то пе­ре­вес­ти воп­рос, со­дер­жа­щий­ся в за­да­че, в ут­вер­ди­тель­ную фор­му. Взять хо­тя бы маг­нит­ную сбор­ку под­шип­ни­ков. Воп­рос, пос­тав­лен­ный в за­да­че, та­ков, как при мон­та­же ук­реп­лять ро­ли­ки на до­рож­ках ка­че­ния цап­фы? Иде­аль­ный ко­неч­ный ре­зуль­тат мож­но сфор­му­ли­ро­вать так: «Ро­ли­ки са­ми со­бой дер­жат­ся на сво­их мес­тах» (или: «Внеш­няя сре­да са­ма дер­жит ро­ли­ки…»). Об­ра­ти­те вни­ма­ние: на оп­ре­де­ле­ние иде­аль­но­го ре­зуль­та­та не вли­я­ют со­об­ра­же­ния о том, воз­мож­но или не­воз­мож­но, что­бы ро­ли­ки дер­жа­лись «са­ми со­бой», и как имен­но это бу­дет осу­щес­т­в­ле­но.

Представьте се­бе два ки­но­кад­ра. На од­ном изоб­ра­же­на си­ту­ация, по­ро­див­шая за­да­чу. В дан­ном слу­чае на ки­но­кад­ре дол­ж­на быть по­ка­за­на цап­фа с па­да­ющи­ми ро­ли­ка­ми. Вто­рой ки­но­кадр - иде­аль­ный ко­неч­ный ре­зуль­тат. Ро­ли­ки «са­ми» дер­жат­ся на цап­фе.

К та­ко­му зри­тель­но­му пред­с­тав­ле­нию «в два кад­ра» лег­ко при­вык­нуть. Вмес­те с тем оно из­бав­ля­ет от мно­гих оши­бок при оп­ре­де­ле­нии иде­аль­но­го ре­зуль­та­та. Ки­не­ма­тог­раф при­учил нас пре­одо­ле­вать не­воз­мож­ное: на эк­ра­не все воз­мож­но - это спе­ци­фи­ка ки­но. По­это­му и це­ле­со­об­раз­но ис­поль­зо­вать име­ющи­еся у каж­до­го «ки: но­на­вы­ки» для то­го, что­бы пра­виль­но сде­лать пер­вый шаг ана­ли­ти­чес­кой ста­дии.

Решение за­да­чи 1

На од­ном ки­но­кад­ре дол­ж­но быть то­ро­идаль­ное ко­леч­ко без про­во­ло­ки, а на дру­гом - то же ко­леч­ко, но уже с по­явив­шей­ся на нем про­во­лоч­ной об­мот­кой.

Как имен­но по­яви­лась об­мот­ка - это по­ка не важ­но. За­то очень важ­но, как выг­ля­дит го­то­вое из­де­лие. Тут на­до от­чет­ли­во пред­с­та­вить се­бе каж­дую де­таль, а за­тем уп­рос­тить по­лу­чен­ную схе­му.

Кольцо с на­мот­кой мож­но по­ка­зать на вто­ром кад­ре в об­щем ви­де. Это неп­ло­хо, но мож­но сде­лать луч­ше: дать круп­ным пла­ном од­ну часть коль­ца, за­то в раз­ре­зе (рис. 7). Так нам­но­го яс­нее - к че­му сле­ду­ет стре­мить­ся. Ведь тут пря­мо нап­ра­ши­ва­ет­ся тре­тий кадр: уп­рос­тим

изображение, объ­еди­ним слои изо­ля­ции. И чет­вер­тый кадр: убе­рем ниж­ний об­щий слой изо­ля­ции (фер­ри­ты са­ми об­ла­да­ют свой­с­т­ва­ми изо­ля­то­ров). А те­перь пя­тый кадр: убе­рем вер­х­ний об­щий слой изо­ля­ции. Раз он об­щий, его всег­да лег­ко на­нес­ти.

У нас ос­та­ет­ся то­ро­ид со спи­раль­ным ме­тал­ли­чес­ким сло­ем, h за­да­ча ко­рен­ным об­ра­зом об­лег­ча­ет­ся: по­лу­чить ме­тал­ли­чес­кий спи­раль­ный слой нам­но­го про­ще, чем на­ма­ты­вать изо­ли­ро­ван­ную про­во­ло­ку…

* * *

Разумеется, ну­жен опыт, что­бы вот так ид­ти от кад­ра к кад­ру. Но это и не обя­за­тель­но. Шаг 3-2 пре­дус­мат­ри­ва­ет толь­ко два ри­сун­ка: «Бы­ло» и «Ста­ло» (ИКР). Да­лее (шаг 3-3) на ри­сун­ке «Ста­ло» вы­де­ля­ет­ся та часть объ­ек­та, ко­то­рая не мо­жет вы­пол­нить тре­бу­емо­го дей­с­т­вия - и это в оп­ре­де­лен­ной ме­ре за­ме­ня­ет даль­ней­шие ри­сун­ки.

Делая ша­ги 3-1 и 3-2, изоб­ре­та­тель сме­ло от­ме­ри­ва­ет же­ла­емое. Шаг 3-3 зас­тав­ля­ет за­дать се­бе воп­рос: а по­че­му, соб­с­т­вен­но, же­ла­емое не­воз­мож­но?

Выясняется, что при по­пыт­ке по­лу­чить же­ла­емое (исполь­зуя для это­го уже из­вес­т­ные спо­со­бы), воз­ни­ка­ет по­ме­ха- при­хо­дит­ся рас­п­ла­чи­вать­ся до­пол­ни­тель­ным ве­сом или уве­ли­че­ни­ем объ­ема, ус­лож­не­ни­ем эк­с­п­лу­ата­ции или уве­ли­че­ни­ем сто­имос­ти ма­ши­ны, умень­ше­ни­ем про­из­во­ди­тель­нос­ти или не­до­пус­ти­мым сни­же­ни­ем на­деж­нос­ти. Это и есть тех­ни­чес­кое про­ти­во­ре­чие, при­су­щее дан­ной за­да­че.

Каждая по­ме­ха обус­лов­ле­на оп­ре­де­лен­ны­ми при­чи­на­ми. Шаг 3-4 сос­то­ит в оп­ре­де­ле­нии этих при­чин.

Причины по­ме­хи поч­ти всег­да ле­жат на ви­ду, и най­ти их нет­руд­но, лишь в ред­ких слу­ча­ях эти при­чи­ны не­яс­ны. Од­на­ко не сле­ду­ет сра­зу пе­ре­хо­дить к эк­с­пе­ри­мен­там. Де­ло в том, что для эф­фек­тив­но­го ре­ше­ния за­да­чи да­ле­ко не всег­да нуж­но де­таль­ное про­ник­но­ве­ние в фи­зи­ко-хи­ми­чес­кую суть по­ме­хи. До­пус­тим, тех­ни­чес­кое про­ти­во­ре­чие обус­лов­ле­но не­дос­та­точ­ной проч­нос­тью ма­те­ри­ала. По­нят­но, что изу­че­ние это­го ма­те­ри­ала мо­жет дать но­вые све­де­ния, поз­во­ля­ющие ус­т­ра­нить по­ме­ху. Но это путь ис­сле­до­ва­тель­с­кий, а не изоб­ре­та­тель­с­кий: здесь де­ла­ет­ся от­к­ры­тие (пусть не­боль­шое), а не изоб­ре­те­ние. Ис­сле­до­ва­тель­с­кая же ра­бо­та тре­бу­ет спе­ци­аль­но­го обо-

рудования и зна­чи­тель­но­го вре­ме­ни. Вы­год­нее ид­ти изоб­ре­та­тель­с­ким пу­тем, по­ка его воз­мож­нос­ти не ис­чер­па­ны. По­это­му при оп­ре­де­ле­нии не­пос­ред­с­т­вен­ных при­чин тех­ни­чес­ко­го про­ти­во­ре­чия мож­но и нуж­но ог­ра­ни­чить­ся са­мы­ми об­щи­ми фор­му­ли­ров­ка­ми.

Вспомним за­да­чу о маг­нит­ной сбор­ке. Иде­аль­ный ре­зуль­тат сос­то­ял в том, что­бы ро­ли­ки «са­ми со­бой» дер­жа­лись на мес­тах. Дос­ти­же­нию это­го ре­зуль­та­та ме­ша­ло то, что ро­ли­ки са­ми со­бой не дер­жа­лись и па­да­ли. При­чи­на по­ме­хи оче­вид­на: ро­ли­ки сде­ла­ны из ме­тал­ла, цап­фа то­же ме­тал­ли­чес­кая, а ме­талл на ме­тал­ле сам со­бой не зак­реп­ля­ет­ся. Боль­шей де­та­ли­за­ции в оп­ре­де­ле­нии при­чин по­ме­хи и не тре­бу­ет­ся.

Когда при­чи­на по­ме­хи най­де­на, мож­но сде­лать еще один шаг и оп­ре­де­лить, при ка­ких ус­ло­ви­ях ис­чез­нет по­ме­ха. Так, в за­да­че о маг­нит­ной сбор­ке по­ме­ха ис­чез­нет, ког­да ме­талл «без ни­че­го» бу­дет дер­жать­ся на ме­тал­ле. Пос­ле та­ко­го пре