Генрих Альтшуллер - Найти идею

В учебнике природоведения для 4-го класса в разделе «Отчего лопнула бутылка» объяснено: замерзающая вода может совершать механическую работу. Возникновение больших механических усилий при замерзании воды в закрытом сосуде рассматривается и в учебнике физики для 9-го класса. В вузе курс общей физики и специальные дисциплины вновь и вновь напоминают будущим инженерам о явлениях, связанных с фазовыми переходами. И все-таки, столкнувшись с новыми техническими задачами, инженер нередко громоздит одно сложное устройство на другое, не догадываясь применить хорошо знакомый эффект…

Известно свыше 5000 физических эффектов. Каждый из них может быть ключом к множеству различных изобретательских задач. Однако «решающая сила» физики используется явно недостаточно: будущий инженер изучает в вузе всего около 500 эффектов. Необходимость освоения «простаивающих» физэффектов была поэтому очевидной еще в 60-е годы, когда теория изобретательства делала первые шаги.

Курс «изобретательской физики», построенный в основном на ознакомлении с возможностями «экзотических» физэффектов, хорошо воспринимался и довольно часто давал «практическую отдачу». Полезными оказались и первые образцы «Указателя применения физэффектов», содержащие информацию о физической «экзотике». Но по мере накопления опыта обучения становилось очевидным, что проблема «изобретатель и физика» не решается простым расширением набора используемых эффектов. Как ни странно, оказалось, что в первую очередь учить надо применению хорошо известных физических эффектов и явлений.

Возьмем, например, такую задачу.

Задача 9.1.В центре города находится старинная башня. Возникло опасение, что грунт под фундаментом башни проседает. Необходимо проверить, действительно ли башня опускается. Для этого нужно установить теодолит на какой-нибудь «твердой точке» и дважды — с определенным интервалом — провести съемку. Ближайшая «твердая точка» (невысокая скала) находится в трехстах метрах от башни, в городском парке. Однако увидеть со скалы башню невозможно: площадь, на которой стоит башня, окружена высокими жилыми домами. Как быть?

Для слушателей, только приступающих к обучению ТРИЗ, это непростая задача. Обычно предлагают сложные трюки с зеркалами, установленными на крышах зданий. Но где гарантия, что здания, расположенные близ башни, тоже не проседают?. Далее следует волна предложений, связанных с увеличением высоты башни или скалы. Осознав, насколько сложно надстроить башню жесткой вышкой высотой в 30 или 50 м, переходят к силовым приемам: «В конце концов, можно пробить временные туннели в домах». Нередко дело доходит до предложений использовать спутники и вести измерения из космоса…

Почему же трудна эта простая задача? Что мешает сразу выйти на нужный физэффект?

Прежде всего, недостаточная глубина анализа задачи. Условия ее содержат лишь административное противоречие, а оно, как уже отмечалось, не обладает подсказывательной (эвристической) силой: слишком велик разрыв между административным противоречием и физэффектом, необходимым для решения задачи. Чтобы сократить разрыв, надо перейти к техническому, а затем к физическому противоречию, составить физическую формулировку задачи (ИКР-2), построить модель из «маленьких человечков». В задаче 9.1 эта модель выглядит так: скала и башня соединены цепочкой «маленьких человечков», причем первый и последний «человечки» всегда находятся на одной высоте — как бы ни опускалась башня.

Тут же нетрудно вспомнить физику 6-го класса: задача легко и изящно решается с применением закона сообщающихся сосудов. От скалы к башне протягивают шланг, наполняют его водой и следят за изменением уровня; если башня проседает, вода в «башенном» конце шланга поднимается.

Разрыв между задачей и решающим ее физическим эффектом можно сократить двумя путями: 1) за счет повышения физичности анализа задачи, т. е. получения более точной формулировки физического противоречия, 2) созданием более ясного и полного представления об изобретательских возможностях физэффектов. Обе эти линии во многом определяют развитие ТРИЗ за последние полтора десятка лет. Каждая новая модификация АРИЗ отличается все большей физичностью. Постоянно ведется работа и по усовершенствованию информационного фонда физэффектов.

Разделы нового «Указателя применения физэффектов», опубликованные в 1981–1982 гг. в журнале «Техника и наука», ориентированы не на «экзотику», а на раскрытие возможностей наиболее «работающих» эффектов и явлений: центробежных сил, резонанса, гидростатики, термомеханических явлений, магнетизма, электростатики и т. д.