Об изобретательстве понятным языком и на интересных примерах

Соколов Дмитрий Юрьевич

Глава 3 Как рождаются изобретения

Quot hominess tot sententiae.

Сколько людей – столько мнений

.

Известный разработчик методик решения изобретательских задач Генрих Саулович Альтшуллер отмечал, что «изобретатели не очень охотно и не часто рассказывают о путях, которые их привели к новой технической идее» [1]. В том: числе и это привело его к мысли, что неплохо было бы создать некую теорию, помогающую делать изобретения. Сначала его методы назывались алгоритмами: решения изобретательских задач: (АРИЗ), сейчас используется термин «теория решения изобретательских задач» (ТРИЗ). Этому вопросу в настоящее время посвящено огромное количество литературы. Если очень кратко описать суть данной теории, то необходимо собрать несколько специалистов для: быстрого решения: одной задачи: (мозгового штурма), разрешить

им предлагать абсолютно все, выслушать все их предложения, ничего не критикуя, а потом через некоторое время выкинуть лишнее и написать формулу изобретения. Повторяю, это предельно краткое и упрощенное изложение ТРИЗа. Тем не менее, я уже не один десяток лет использую этот прием с постоянным успехом. Хочу отметить, что для еще большего раскрепощения сознания я не ставлю задачи объяснять, зачем нужен: тот или иной признак, это практически: всегда удается сделать позже. За три дня по 5 часов работы группой до 5-ти человек на базе уже разрабатываемых приборов обычно удается: создать до 4-х полноценных изобретений. В первый день разработчики рассказывают о том, что уже сделано и что хотелось бы получить. Причем каждая разработка может быть очень далека до изобретения и содержать только один отличительный признак или вообще быть без него. Проводя мозговой штурм, придумывается примерно по 20 отличительных признаков на каждое решение. Во второй день отсеиваются лишние признаки. На третий день составляются формулы изобретения. (Более подробно такой подход описан в гл. 13). А как еще создаются изобретения?

Иногда это происходит при анализе вредных технических эффектов. Интересные примеры приводит В.И. Ковалев в [2]. Супруги Лазаренко долгие годы боролись с электроэрозией и, в частности, с разрушением электрических контактов. Безуспешность этой борьбы повернула их изыскания в противоположном направлении, и они изобрели технологию электроискровой обработки металлов. Диффузионная вакуумная сварка Н.Ф. Казакова родилась при борьбе поначалу с вредным явлением образования нароста при резке металлов. И еще один пример касается изобретения бронебойного снаряда. В середине XIX века с появлением брони многие изобретатели пытались создать бронебойный снаряд с максимально твердым наконечником. Но такие снаряды разлетались на куски при ударе о броню. Занялся этой проблемой и адмирал С.О. Макаров. Было установлено, что даже обыкновенные снаряды легко прошивают броню, если выстрел происходит с внутренней ее стороны, где броня не закалена. Но как попасть туда снаряду? Макаровым было предложено оригинальное решение снабдить закаленный снаряд мягким железным наконечником. В момент удара этот наконечник как бы приваривался к закаленной броне, и она легко разрушалась твердым снарядом.

А вот пример, описанный Мухачевым в [3]. Как-то, высунув язык при снегопаде в загазованном городе, он обнаружил отвратительный вкус снежинок. За городом же снежинки имели вкус и запах свежести. Это явление его натолкнуло на создание способов улавливания вредных для человека выбросов путем их медленного охлаждения в трубах, кристаллизации и выпадения крупных кристаллов в специальные улавливатели. А из них уже полезные для промышленности вещества можно было пускать для дальнейшего использования.

Следует также заметить, что довольно часто больших успехов в технике добиваются специалисты из смежных областей. Например, Джеймс Уатт (1736–1819) кардинально усовершенствовал паровую машину, изобретенную Томасом Ньюкоменом в 1715 году, благодаря чему ее стало можно применять в промышленности, что послужило толчком к развитию всего современного производства. По своей первой профессии Уатт был мастером по изготовлению точных и оптических инструментов. Сэмюэль Финли Бриз Морзе (1791–1872) – изобретатель телеграфа первую половину жизни занимался живописью и достиг высот в этой области, получив звание профессора живописи. Возвращаясь в Америку из европейской творческой командировки по изучению старых мастеров живописи, Морзе на борту парохода неожиданно, как многие считают, изобрел принцип телеграфа. (Эти примеры взяты из [4]).

А вот «Кока-Кола» родилась по ошибке, когда фармацевт Джон Памбертон в лекарственный сироп влил вместо обыкновенной воды – газированную.

Интересно также рождение микроволновой печи. Исследователь Перси Спенсер, изучая работу радара, прошел перед его излучателем с шоколадным батончиком, который расплавился. После серии экспериментов родилась первая микроволновая печь. А вот Нильс Финсен (1860–1904) открыл благотворное влияние электромагнитного излучения на организм человека, а затем изобрел способ лечения некоторых болезней, глядя на кота на крыше, который для своего лежания выбирал

солнечные места. В 1903 году Финсен за эти работы был удостоен Нобелевской премии [5].

Необычен опыт Николы Тесла (1856–1943), который он приобрел после тяжелой болезни. Его стали посещать вспышки света, которые часто сопровождались видениями будущих изобретений в конечном виде. Причем огромное количество работы по созданию приборов у него проходило в уме без макетирования и проведения экспериментов в отличие от того же Эдисона.

Оригинальную технологию изобретательства использует Есиро Накамацу (род. в 1928 г.), который погружается под воду и в конце задержки дыхания «за три секунды до смерти», как он сам выражается, записывает в водостойкий блокнот гениальные мысли, возникающие при недостатке кислорода для обычной работы мозга.

Многие исследователи считают, что активизация работы правого полушария (образного) благотворно влияет на работу левого полушария (логического). То есть не исключено, например, что слушать музыку при создании изобретений – полезно. Некоторые американские технические вузы дополняют свои программы гуманитарными дисциплинами – историей живописи, музыкой и т. п. Основная успеваемость при этом возрастает.

Интересен опыт системы образования в Финляндии, где много внимания уделяется художественному развитию. Небывалый промышленный рост в этой стране, как многие считают, связан с тем, что чуть ли не половина финнов после работы поет в хоре и играет в любительских театрах, развивая свое правое полушарие.

Яркий пример гармоничного сочетания правого и левого полушария мы видим у Николая Александровича Львова (1751–1803). За его достижения в живописи и литературе в 1783 году он был избран действительным членом Российской академии. Замечательны его достижения в архитектуре. По самым скромным подсчетам, Львов спроектировал и построил более тридцати зданий разного назначения. Все дошедшие до нас постройки (соборы, усадьбы, парки) ценятся как замечательные архитектурные памятники классицизма. Все здания, построенные Львовым, отличались большой инженерной изобретательностью, а также имели оригинальные варианты печей и каминов, обеспечивающие оптимальный обогрев и вентиляцию помещений. Помимо этого он усовершенствовал получение каменноугольного дегтя, разработал технологию использования угля для кузнечного и пушечного дела, для кирпичных и стекольных заводов, для хлебопечения, сахароварения, винокурения [6]. Создал новый кровельный материал на основе тряпичной бумаги, глины и толченого кирпича, пропитанных огнестойкими квасцами, который можно считать прототипом современных композитов. Широта его интересов позволила даже изобрести русский вариант паровой кухни со специальными трубопроводами, по которым пар поступал в жестяные кастрюли, где приготавливалось сразу несколько блюд. Изобретательская и поэтическая деятельности у Львова шли рука об руку. По поводу преград внедрения российского угля он написал оду. Другие трудности, сопровождающие любого российского изобретателя, прокомментировал стихами: «В земле, где вечные морозы или хлад, отнюдь не насаждай под рифму виноград».

Великий наш соотечественник Александр Леонидович Чижевский (1897–1964), создатель современной гелиобиологии и изобретатель способов воздействия аэроионов, в том числе на организм человека, был еще художником и поэтом. В меморандуме – представлении к соисканию Нобелевской премии говорилось: «В лице проф. Чижевского мы, бесспорно, имеем одного из гениальных натуралистов всех времен и народов, который достоин занять почетное место в Пантеоне Человеческой Мысли, наравне с великими представителями Естествознания… Для полноты характеристики этого замечательного человека нам остается добавить, что он, как это видно из широко известных его биографий… является также выдающимся художником и утонченным поэтом – философом, олицетворяя для нас, живущих в XX веке, монументальную личность да Винчи». (Приведено из [7].)

Известно также, что величайший ученый и изобретатель Альберт Эйнштейн (1879–1955) увлекался игрой на скрипке. Петр Леонидович Капица описывает такой эпизод. Будучи в 1920-х годах в Лейдене, он зашел к физику Паулю Эренфесту. Тот сразу же предупредил гостя, что сегодня к нему должен зайти Эйнштейн, которому он будет аккомпанировать на фортепиано. При этом попросил иметь в виду, что «Эйнштейн не виртуоз, однако критиковать его за промахи в скрипичной игре лучше не надо. Критикуйте его физические работы – тут он бесконечно терпим» [5]. В этот раздел еще можно добавить несколько имен великих, которые одновременно были: Коперник – живописцем, Гете – ученым и естествоиспытателем, Макс Планк – музыкантом, Роберт Винер – писателем, художник Татлин – конструктором летательных аппаратов.