Представьте себе изобретательский отдел с профессионалами, решающими задачи методом проб и ошибок. Сидят люди и думают. Перебирают варианты. «Коллега, — говорит заведующий отделом, — вы уже десятый год думаете, а продукции нет…» — «Трудная задача, — отвечает тот, — уже перебрал шесть тысяч вариантов…» — «А вы бы походили по улицам, — предлагает заведующий. — Вдруг случайно встретите нечто такое, что подскажет идею решения». — «Я лучше вздремну, — отвечает профессионал. — Новые идеи иногда появляются во время сна, вы же знаете такие случаи…»
Здесь нет преувеличений. Недавно в «Психологическом журнале» появилось сообщение о том, что американский психолог Д. Маккинон пытается найти источник озарений и догадок, исследуя переходное состояние между сном и бодрствованием. Подобные исследования ведутся психологами уже лет шестьдесят — семьдесят. Результатов нет.
Метод проб и ошибок давно исчерпал свои возможности. Поэтому безрезультатны и попытки его улучшения. Нужен иной способ производства изобретений, основанный на сознательном применении законов развития технических систем.
Давайте чуть-чуть пофантазируем: попробуем заглянуть в одну из комнат еще несуществующего пока специального изобретательского бюро.
Задача 29. Изобретение по заказу
На одном заводе автоматические станки изготовляли тончайший микропровод: нажал кнопку — станок с огромной скоростью выдает тонкую, похожую на серебристую паутину, нить, которая наматывается на большую катушку. Отличные станки, но контролировать диаметр нити приходилось самым примитивным способом. Станок останавливали, отрезали нити, взвешивали и, зная удельный вес металла и длину отрезка, вычисляли диаметр провода. Перепробовали разные способы измерения на ходу — ничего не получалось: или слишком сложно, или неточно.
И вот однажды начальник цеха был на концерте. Когда на сцену вышел гитарист, инженера словно током ударило.
— Эврика! — воскликнул он.
На следующий день инженер рассказал о своей идее на заводе. Провод похож на струну, а частота колебаний струны зависит от ее диаметра. Микропровод надо заставить колебаться — по частоте колебаний можно судить о его диаметре. Изобретение внедрили за два дня, и станки теперь работали без остановки.
Замечательно, — сказал директор, подписывая приказ о премировании изобретателя. — Но с нового года мы будем выпускать еще более тонкий провод. Диаметр придется измерять с очень высокой точностью. Нужен какой-то другой способ. Что же, опять два года ждать, пока кого-то осенит? Давайте-ка привлечем специалистов-изобретателей.
На следующий день инженер из заводоуправления поехал в изобретательское бюро.
— Ясно, — сказали в бюро, выслушав инженера. — Задача простая. Пройдите в комнату пятую, там сидит практикант, он вам поможет…
Практикант был совсем молоденьким. С сомнением поглядывая на практиканта, инженер изложил суть дела.
— Задачу мы решим легко, — сказал практикант. — Сначала запишем условия. Дано вещество, провод. Это вещество должно давать сигнал, сигнальное поле, несущее информацию о диаметре провода.
На листке бумаги он написал:
— Само по себе вещество такого поля не создает, — продолжал практикант. — Значит, надо приложить какое-то другое поле. Вот так:
— Это вепольная схема изобретения, сделанного у вас на заводе, — пояснил практикант. — Ударим струну (приложим механическое поле П 1 ), и возникнут колебания (механическое поле П 2 ). Чтобы повысить точность, надо, во-первых, перейти от механических полей к электромагнитным. Во-вторых, надо достроить веполь, введя второе вещество. Получится такая схема:
Электрическое поле действует на провод, заставляя его взаимодействовать со вторым веществом. А второе вещество посылает сигнал — какое-то поле П 2 , несущее информацию о диаметре провода. Вы какой бы сигнал предпочли?
— Световой, — сказал инженер. — Он удобнее.
— Значит, будем считать, что П 2 — это оптическое поле. Итак, электромагнитное поле действует на провод, провод действует на какое-то вещество В 2 , а это вещество дает световой сигнал о диаметре провода. Задача решена: нужно только вспомнить физику девятого класса. Вот, взгляните…
Он протянул инженеру раскрытый учебник.
— Пожалуй, вы правы, — задумчиво произнес инженер, прочитав страничку. — Отличное решение! Как это мы сами не догадались!..
Нужно измерить диаметр микропровода. На тонких проводах легко возникает коронный разряд, и зависит он от диаметра провода. Как раз то, что нужно для решения задачи! По яркости и форме короны можно очень точно определить не только диаметр провода, но и проверить форму сечения: если провод овальный (а это плохо), корона тоже принимает овальную форму…
А вот действительный случай. Приемы решения задач, о которых вы читали в этой книге, изучал один студент-математик. Прошло несколько лет, он окончил университет, а затем получил направление на работу в другой город.
Вскоре он прислал письмо, в котором рассказал о задаче, которую ему пришлось решить.
Задача 30. С точностью до градуса
В коридоре научно-исследовательского института заместитель директора остановил нашего математика.
Мы организовали новую группу, — сказал заместитель директора. — Предстоит основательная работа — проблема очень трудная, не ясен даже подход к ней… В группу вошли пятнадцать человек; может быть, и вас подключить?
— Что за проблема? — поинтересовался математик.
Заместитель директора объяснил:
— В крупу иногда попадают личинки и яйца вредителей. Естественно, их надо уничтожить до расфасовки крупы. Лучше всего нагреть крупу до 65°. Но не выше, иначе она испортится. Идеально было бы нагревать с точностью до градуса. Но вот что получается: если нагревать сразу большое количество крупы, то обязательно где-то возникнет перегрев; если же вести обработку малыми порциями, катастрофически падает производительность. Перепробовали десятки разных способов нагрева — и все плохи. Хотим проверить еще один способ: продувать слои крупы нагретым воздухом. Может быть, удастся подобрать такой режим, что…
— Ничего не надо подбирать, — перебил математик. — Задача решается так…
И он объяснил идею решения.
Наверное, вы уже нашли ответ. В крупу надо добавить ферромагнитные дробинки с точкой Кюри в 65 градусов и нагревать их с помощью электромагнитной индукции. А после обработки магниты легко «выловят» дробинки…
Письмо математика заканчивалось так: «Никогда не думал, что решение задачи может произвести такое впечатление. Мой собеседник несколько минут смотрел на меня совершенно ошеломленный. По коридору проходили люди, здоровались с ним, а он, никого не замечая, смотрел на меня…»